JP2004064555A - Camera and image pickup element unit used for the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、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を有する撮像素子ユニット、又は当該撮像素子を備えたカメラに関し、例えば撮影レンズ交換可能な一眼レフレックス方式のデジタルカメラ等のカメラの改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、撮影光学系を透過した被写体からの光束(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 Device。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(LCD;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。
【0003】
また、一般的なデジタルカメラにおいては、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。
【0004】
この光学ファインダー装置としては、撮影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。
【0005】
そして、近年においては、一眼レフレック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。
【0006】
このようなレンズ交換可能な形態のデジタ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、その動作中にゴミ等が発生する場合もある。
【0007】
一方、撮影光学系をカメラ本体から取り外した際には、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。
【0008】
そこで、従来の一眼レフレックス方式のデ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。
【0009】
上記特開2000−29132号公報に開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。
【0010】
当該公報に開示されている手段によれば、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。
【0011】
他方、従来のデジタルカメラにおける撮像素子としては、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。
【0012】
このようなベアチップCCDにおいては、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。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の特開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。
【0014】
また、上述の特開平9−130654号公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。
【0015】
つまり、一般的な形態のパッケイジCCD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。
【0016】
一方、本出願人は、先に特願2000−401291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、所定の加振手段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。
【0017】
この手段によれば、小型でかつ簡単な機構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。
【0018】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、撮像素子の前面側の所定の位置に防塵部材を配置すると共に、この防塵部材に振動を与える加振用部材を備えて構成されるカメラにおいて、加振用部材によって生じる防塵部材の振動を阻害することなく、封止構造部の一部によって防塵部材を確実に支持し得るようにした撮像素子ユニットと、これを用いるカメラを提供することである。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、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、上記撮像素子に入射する有効光束を透過可能な透明部を有し、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、上記防塵部材は、上記加振用部材により生じる振動の節の近傍の部位で上記封止構造部に支持されていることを特徴とする。
【0020】
また、第2の発明は、上記第1の発明によるカメラにおいて、上記封止構造部による支持部には、上記加振用部材が介在してなることを特徴とする。
【0021】
そして、第3の発明は、上記第1の発明によるカメラにおいて、上記封止構造部による支持部の内周側に上記加振用部材が配置されてなることを特徴とする。
【0022】
第4の発明は、上記第1の発明によるカメラにおいて、上記封止構造部による支持部の外周側に上記加振用部材が配置されてなることを特徴とする。
【0023】
第5の発明は、上記第1の発明によるカメラにおいて、上記封止構造部による支持部の反対側の面に上記加振用部材が配置されてなることを特徴とする。
【0024】
第6の発明は、上記第1の発明によるカメラにおいて、上記加振用部材は、圧電素子であることを特徴とする。
【0025】
第7の発明は、上記第6の発明によるカメラにおいて、上記圧電素子は、圧電セラミクスであることを特徴とする。
【0026】
第8の発明は、上記第6の発明によるカメラにおいて、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。
【0027】
第9の発明による撮像素子ユニットは、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、上記光学部材の周縁部に配設され当該光学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略封止するように構成された封止構造部とを備えてなり、上記光学部材は、上記加振用部材により生じる振動の節の近傍の部位で上記封止構造部に支持されていることを特徴とする。
【0028】
第10の発明は、上記第9の発明による撮像素子ユニットにおいて、上記封止構造部による支持部には、上記加振用部材が介在してなることを特徴とする。
【0029】
第11の発明は、上記第9の発明による撮像素子ユニットにおいて、上記封止構造部による支持部の内周側に上記加振用部材が配置されてなることを特徴とする。
【0030】
第12の発明は、上記第9の発明による撮像素子ユニットにおいて、上記封止構造部による支持部の外周側に上記加振用部材が配置されてなることを特徴とする。
【0031】
第13の発明は、上記第9の発明による撮像素子ユニットにおいて、上記封止構造部による支持部の反対側の面に上記加振用部材が配置されてなることを特徴とする。
【0032】
第14の発明は、上記第9の発明による撮像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。
【0033】
第15の発明は、上記第14の発明による撮像素子ユニットにおいて、上記圧電素子は、圧電セラミクスであることを特徴とする。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。
まず、本発明の第1の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。
【0035】
図1・図2は、本発明の第1の実施形態のカメ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。
【0036】
本実施形態のカメラ1は、それぞれが別体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。
【0037】
レンズ鏡筒12は、複数のレンズ等からなる撮影光学系(撮影レンズとも言う)12a及びその駆動機構等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。
【0038】
なお、このレンズ鏡筒12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。
【0039】
カメラ本体部11は、内部に各種の構成部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レンズ装着部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。
【0040】
つまり、カメラ本体部11の前面側の略中央部には、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レンズ装着部11aが形成されている。
【0041】
カメラ本体部11の外面側には、その前面に上述の撮影レンズ装着部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以外の図示及び説明を省略している。
【0042】
カメラ本体部11の内部には、図1・図2に示すように、各種の構成部材、例えば、撮影光学系(レンズ)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、撮像ユニットという)15と、撮像素子27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)等が、それぞれ所定の位置に配設されている。
【0043】
ファインダー装置13は、撮影光学系12a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13a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。
【0044】
反射鏡13bは、撮影光学系12aの光軸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12a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。
【0045】
一方、本カメラ1が撮影動作の実行中において、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。
【0046】
シャッター部14は、例えばフォーカルプ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。
【0047】
なお、図1において、符号28で示す部材は、撮像素子27を固定支持する撮像素子固定板28である(詳細は後述する)。
【0048】
また、本カメラ1の内部には、上述したよ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(LCD)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に含まれる防塵部材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部材駆動部48等からなる。
【0049】
次に、本実施形態のカメラ1における撮像ユニット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。
【0050】
なお、本実施形態のカメラ1の撮像ユニット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。
【0051】
撮像ユニット15は、CCD等からなり撮影光学系12a(図1参照)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部材受け部材23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(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部材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防塵部材受け部材23と、この防塵部材受け部材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光学部材である防塵部材21と、この防塵部材21の周縁部に配設され当該防塵部材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の圧電セラミクス等からなる圧電素子22と、防塵部材21を防塵部材受け部材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20等によって構成されている。
【0052】
撮像素子27は、撮影光学系12aを透過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 Device)等が適用されている。
【0053】
この撮像素子27は、撮像素子固定板28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。
【0054】
この画像信号処理回路16aにおいてなされる信号処理としては、例えば撮影レンズ装着部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。
【0055】
撮像素子27の前面側には、ローパスフイルター受け部材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。
【0056】
つまり、CCDケース24には、略中央部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24c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。
【0057】
上述したように、光学LPF25と撮像素子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。
【0058】
そこで、光学LPF25の前面側の周縁部を、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LPF25の光軸方向における位置を規制するようにしている。
【0059】
換言すれば、CCDケース24の開口24c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。
【0060】
このようにして、CCDケース24の開口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LPF25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。
【0061】
また、撮像素子27は、上述したように撮像素子固定板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24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。
【0062】
CCDケース24の前面側には、防塵部材受け部材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、防塵部材受け部材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CCDケース24と防塵部材受け部材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。
【0063】
防塵部材21は、全体として円形乃至多角形の板状をなし、撮像素子27の受光面に入射する有効光束を透過可能な透明部を有しており、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。
【0064】
また、防塵部材21の一方の面(本実施形態では背面側)の周縁部には、当該防塵部材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22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部材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。
【0065】
そして、防塵部材21は、防塵部材受け部材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。
【0066】
防塵部材受け部材23の略中央部近傍には、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。
【0067】
この開口23fの周縁部には、前面側に突出する壁部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。
【0068】
一方、防塵部材受け部材23の前面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、防塵部材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。
【0069】
押圧部材20は、上述したように板ばね等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、自由端部が防塵部材21の外周縁部に当接することで、当該防塵部材21を防塵部材受け部材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。
【0070】
この場合において、防塵部材21の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、防塵部材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、防塵部材21は、圧電素子22を介して防塵部材受け部材23に対して気密的に接合するように固定支持されている。
【0071】
換言すれば、防塵部材受け部材23は、押圧部材20による附勢力によって防塵部材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。
【0072】
ところで、上述したように防塵部材受け部材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、防塵部材受け部材23と防塵部材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。
【0073】
したがってこれにより、光学LPF25と防塵部材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と防塵部材受け部材23と防塵部材21とによって、空間部51bが形成されている。この空間部51bは、光学LPF25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と防塵部材受け部材23と防塵部材21と光学LPF25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。
【0074】
このように、本実施形態のカメラにおける撮像ユニット15では、光学LPF25及び防塵部材21の周縁に形成され空隙部51aを含む略密閉された密閉空間となる封止空間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。
【0075】
さらに、本実施形態においては、防塵部材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防塵部材受け部材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部材受け部材23と密に接触するように配設されるCCDケース24等によって、封止構造部が構成されている。
【0076】
上述のように構成された本実施形態のカメラにおいては、撮像素子27の前面側の所定の位置に防塵部材21を対向配置し、撮像素子27の光電変換面と防塵部材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。
【0077】
そして、この場合においては、防塵部材21の前面側の露出面に付着する塵埃等については、当該防塵部材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部材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。
【0078】
図6は、本カメラ1における撮像ユニット15のうち防塵部材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部材21及び圧電素子22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。
【0079】
ここで、例えば圧電素子22に負(マイナス;−)電圧を印加した場合には、防塵部材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、防塵部材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。
【0080】
この場合において、図6〜図8の符号21a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部材受け部材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部材21を効率的に支持し得ることになる。
【0081】
そして、この状態において、所定のときに防塵部材駆動部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部材21は振動し、当該防塵部材21の表面に付着した塵埃等は除去される。
【0082】
なお、このときの共振周波数は、防塵部材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。
【0083】
図9〜図11に示す別の例示では、図6〜図8に示す例と全く同じ構成の防塵部材に対して2次振動を発生させた場合のようすを示している。
【0084】
この場合において、図9は、図6と同様に本カメラ1における撮像ユニット15のうち防塵部材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部材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。
【0085】
ここで、例えば圧電素子22に負(マイナス;−)電圧を印加した場合には、防塵部材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、防塵部材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。
【0086】
この場合においては、図9〜図11に示す符号21a・21b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部材受け部材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部材21を効率的に支持し得ることになる。
【0087】
そして、この状態において、所定のときに防塵部材駆動部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部材21は振動し、当該防塵部材21の表面に付着した塵埃等は除去される。
【0088】
なお、図6〜図8に示すように1次の振動を発生させた場合には、防塵部材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、防塵部材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。
【0089】
封止空間51に対する容積変化が少ないほど、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。
【0090】
ところで、上述したように本実施形態において、防塵部材21は、圧電素子22を介して防塵部材受け部材23に対して気密的に接合するように固定支持されている。
【0091】
図12・図13は、本実施形態における撮像素子ユニットの一部を構成する部材であって、防塵部材21と圧電素子22と防塵部材受け部材23とを取り出し、これらの部材が組み立てられたときの状態を示す図であって、図12は撮像素子に対向する側(背面側)から見た際の斜視図である。なお、図12においては、その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。
【0092】
図12・図13に示すように、本実施形態においては、防塵部材21は、圧電素子22を介して防塵部材受け部材23に対して気密的に接合して固定支持されるようになっている。
【0093】
この場合において、封止構造部の一部を構成する防塵部材受け部材23の受け部23cは、防塵部材21に設けられる圧電素子22の所定の部位(支持部)に当接し、これを支持している。そして、この支持部は、圧電素子22(加振用部材)によって生じる振動の節21aの近傍の部位となるように設定されている。
【0094】
このように、防塵部材21は、封止構造部(防塵部材受け部材23の受け部23c)に支持されており、この場合において、封止構造部による支持部には、圧電素子22(加振用部材)が介在している。
【0095】
以上説明したように上記第1の実施形態によれば、防塵部材受け部材23の受け部23c(封止構造部)は、圧電素子22(加振用部材)により生じる振動の節の近傍の部位の支持部で防塵部材21を支持し、この封止構造部による支持部に圧電素子22を介在するように構成したので、防塵部材21の外径寸法の小径化を実現することができる。その一方で、当該防塵部材21を透過する有効光束の通過領域をより広く確保することができる。
【0096】
また、光学LPF25(光学素子)と防塵部材21との両者が対向して形成される空隙部51aを含む略密閉された封止空間51を構成すべく光学LPF25及び防塵部材21の周縁側で空間部51b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LPF25(光学素子)と防塵部材21との間隔を短く設定することができる。
【0097】
一般に、光学LPF25(光学素子)と防塵部材21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)によって防塵部材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による防塵部材21の振動を阻害してしまう傾向がある。
【0098】
一方、封止空間51の容積を確保するために光学LPF25(光学素子)と防塵部材21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。
【0099】
そこで、本実施形態においては、光学LPF25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による防塵部材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。
【0100】
ところで、上述の第1の実施形態においては、防塵部材21は、圧電素子22を介して防塵部材受け部材23に対して気密的に支持されるように構成している。しかし、防塵部材21の大きさ(厚さ寸法や直径等)又はこれを振動させる圧電素子22の大きさ等によって、当該防塵部材21を振動させる際の節21aの位置が異なる場合がある。したがって、防塵部材受け部材23による防塵部材21の支持部の位置は、上述の第1の実施形態で示される形態、即ち防塵部材受け部材23の受け部23cが圧電素子22に当接されるような構成に限らず、振動の節21aの位置に応じて防塵部材受け部材23による支持部の位置を設定するのが望ましい。
【0101】
図14・図15は、本発明の第2の実施形態における撮像ユニットの一部の部材(防塵部材と圧電素子と防塵部材受け部材)を取り出して、これらの部材が組み立てられたときの状態を示す図であって、図14は撮像素子に対向する側(背面側)から見た際の斜視図である。なお、図14においては、その一部を破断して示している。また、図15は、図14のP−P線に沿う断面図である。
【0102】
本実施形態の構成は、基本的には上述の第1の実施形態と同様であって、防塵部材受け部材23による支持部の位置を異ならせて設定した点が異なるのみである。したがって、上述の第1の実施形態と同様の構成については同じ符号を用いてその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ、以下に詳述する。
【0103】
本実施形態における撮像ユニット(15)においては、防塵部材受け部材23の受け部23cが防塵部材21の一方の面の所定の位置に当接するように、その支持部が設定されている。
【0104】
具体的には、防塵部材受け部材23の受け部23cは、防塵部材21の撮像素子27に対向する側の面の所定の位置であって、振動の節21aの近傍の部位に当接し、当該防塵部材21を支持するように構成されている。
【0105】
そして、圧電素子22は、防塵部材21の外周縁部であって、防塵部材受け部材23による支持部よりも外周側に配置されている。換言すれば、防塵部材21は、圧電素子22の内側の部位において防塵部材受け部材23の受け部23cに支持されている。
【0106】
その他の構成は、上述の第1の実施形態と全く同様である。また、圧電素子22によって防塵部材21に振動が与えられることで、当該防塵部材21の表面に付着した塵埃等が除去される際の作用も上述の第1の実施形態と全く同様である。
【0107】
このように構成された本実施形態によっても、上述の第1の実施形態と同様の効果を得ることができると共に、防塵部材受け部材23による支持部を圧電素子22の内側の部位に設定されるので、圧電素子22によって生じる振動の振幅を大きくすることができる。また、防塵部材21を透過する有効光束の通過領域をより広く確保することができる。
【0108】
図16・図17は、本発明の第3の実施形態における撮像ユニットの一部の部材(防塵部材と圧電素子と防塵部材受け部材)を取り出して、これらの部材が組み立てられたときの状態を示す図であって、図16は撮像素子に対向する側(背面側)から見た際の斜視図である。なお、図16においては、その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。
【0109】
本実施形態の構成は、基本的には上述の第1の実施形態と同様であって、防塵部材受け部材23による支持部の位置を異ならせて設定した点が異なるのみである。したがって、上述の第1の実施形態と同様の構成については同じ符号を用いてその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ、以下に詳述する。
【0110】
本実施形態における撮像ユニット(15)においては、防塵部材受け部材23の受け部23cが防塵部材21の一方の面の所定の位置に当接するように、その支持部が設定されている。
【0111】
具体的には、防塵部材受け部材23の受け部23cは、防塵部材21の撮像素子27に対向する側の面の所定の位置であって、振動の節21aの近傍の部位に当接し、当該防塵部材21を支持するように構成されている。
【0112】
この点については、上述の第2の実施形態と同様であるが、次の点で異なる。即ち、本実施形態においては、圧電素子22は、防塵部材21の外周縁部近傍の所定の位置であって、防塵部材受け部材23による支持部よりも内周側の部位に配置されている。換言すれば、防塵部材21は、圧電素子22の配置されている部位よりも外側の部位において防塵部材受け部材23の受け部23cに支持されている。
【0113】
その他の構成は、上述の第1の実施形態と全く同様である。また、圧電素子22によって防塵部材21に振動が与えられることで、当該防塵部材21の表面に付着した塵埃等が除去される際の作用も上述の第1の実施形態と全く同様である。
【0114】
このように構成された本実施形態によっても、上述の第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。これと共に、防塵部材受け部材23による支持部を圧電素子22の外側の部位に設定したので、防塵部材21の外径寸法のさらなる小径化を実現することができる。
【0115】
一方、上述の各実施形態においては、加振用部材(圧電素子22)は、防塵部材21の一方の面、即ち撮像素子27と対向する側の面に配設するようにしているが、このような形態に限ることはない。
【0116】
図18は、本発明の第4の実施形態における撮像ユニットを示す断面図である。この図18は、上述の第1の実施形態で用いた図5に相当し、図4の切断面に対応する部位の断面図となっている。また、図19は、図18の一部であって圧電素子の配置を示す要部拡大斜視図である。
【0117】
本実施形態の構成は、基本的には上述の第1の実施形態と同様であって、防塵部材21に設けられる圧電素子22の配置が異なるのみである。したがって、上述の第1の実施形態と同様の構成については同じ符号を用いてその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ、以下に詳述する。
【0118】
本実施形態の撮像ユニット15において、加振用部材である圧電素子22は、防塵部材21の他方の面、即ち前面側(当該撮像ユニット15をカメラ本体部に組み込んだときに撮影レンズの出射面に対向する側の面)の周縁部に配設されている。この場合において、圧電素子22は、上述の第1の実施形態と同様に防塵部材21と一体となるように貼着されている。
【0119】
そして、圧電素子22の所定の部位には押圧部材20が当接しており、当該押圧部材20は、圧電素子22を介して防塵部材21を防塵部材受け部材23の側に向けて押圧している。これによって防塵部材21は、防塵部材受け部材23に対して気密的に接合し固定保持されている。
その他の構成は、上述の第1の実施形態と全く同様である。また、圧電素子22によって防塵部材21に振動が与えられることで、当該防塵部材21の表面に付着した塵埃等が除去される際の作用も上述の第1の実施形態と全く同様である。
【0120】
このように構成された本実施形態によっても、上述の第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態によれば、圧電素子22を防塵部材21の前面側の周縁部に配したので、当該防塵部材21の防塵部材受け部材23の支持部の位置に関らず、圧電素子22の配設位置を自由に設定することができる。
【0121】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、撮像素子の前面側の所定の位置に防塵部材を配置すると共に、この防塵部材に振動を与える加振用部材を備えて構成されるカメラにおいて、加振用部材によって生じる防塵部材の振動を阻害することなく、封止構造部の一部によって防塵部材を確実に支持し得るようにした撮像素子ユニットと、これを用いるカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の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。
【図2】図1の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。
【図3】図1のカメラ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、当該撮像ユニットを分解して示す要部分解斜視図。
【図4】図1のカメラにおける撮像ユニットを組み立てた状態において一部を切断して示す斜視図。
【図5】図4の切断面に沿う断面図。
【図6】図1のカメラにおける撮像ユニットのうち防塵部材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。
【図7】図6の圧電素子に対して印加した際の防塵部材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。
【図8】図6の圧電素子に対して印加した際の防塵部材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。
【図9】図1のカメラにおける撮像ユニットのうち防塵部材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。
【図10】図9の圧電素子に対して印加した際の防塵部材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。
【図11】図9の圧電素子に対して印加した際の防塵部材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。
【図12】図1のカメラにおける撮像ユニットを構成する部材の一部(防塵部材と圧電素子と防塵部材受け部材)を取り出して示す斜視図。
【図13】図12のP−P線に沿う断面図。
【図14】本発明の第2の実施形態における撮像ユニットの一部の部材(防塵部材と圧電素子と防塵部材受け部材)を取り出して示す斜視図。
【図15】図14のP−P線に沿う断面図。
【図16】本発明の第3の実施形態における撮像ユニットの一部の部材(防塵部材と圧電素子と防塵部材受け部材)を取り出して示す斜視図。
【図17】図16のP−P線に沿う断面図。
【図18】本発明の第4の実施形態における撮像ユニットを示す断面図。
【図19】図18の一部であって圧電素子の配置を示す要部拡大斜視図。
【符号の説明】
1……カメラ
11……カメラ本体部
11a……撮影レンズ装着部
12……レンズ鏡筒
12a……撮影光学系
13……ファインダー装置
13a……ペンタプリズム
13b……反射鏡
13c……接眼レンズ
14……シャッター部
15……撮像ユニット(撮像素子ユニット)
16……主回路基板
16a……画像信号処理回路
16b……ワークメモリ
17……レリーズボタン
20……押圧部材
21……防塵部材(光学部材)
21a……振動の節(支持部)
22……圧電素子(圧電セラミクス,加振用部材)
23……防塵部材受け部材
24……CCDケース(撮像素子収納ケース部材)
23d……環状凸部
24d……周溝
25……光学的ローパスフイルター(光学LPF;光学素子)
26……ローパスフイルター受け部材
27……撮像素子(CCD)
28……撮像素子固定板
48……防塵部材駆動部
51……封止空間部
51a……空隙部
51b……空間部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image sensor unit having an image sensor that obtains an image signal corresponding to light irradiated on its own photoelectric conversion surface, or a camera equipped with the image sensor. The improvement of cameras such as digital cameras.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, a solid-state imaging device or the like in which a subject image formed based on a light beam from a subject transmitted through a photographing optical system (hereinafter, referred to as a subject light beam) is arranged at a predetermined position, such as a charge-coupled device (CCD; Charge Coupled Device). An image is formed on a photoelectric conversion surface such as an image sensor, and an electrical image signal or the like representing a desired subject image is generated by using the photoelectric conversion action of the image sensor or the like. Is output to a predetermined display device such as a liquid crystal display (LCD) to display an image or the like, or an image signal or the like generated by an image sensor or the like is converted to an image in a predetermined form. The data is recorded in a predetermined recording area of a predetermined recording medium, and the image data recorded on the recording medium is read out. After performing a conversion process on the image data to be an optimal image signal to be displayed using a display device, based on the processed image signal, configured to be able to display an image corresponding to this, 2. Description of the Related Art Digital cameras such as so-called digital still cameras and digital video cameras (hereinafter referred to as digital cameras or simply cameras) are generally put into practical use and widely used.
[0003]
Further, a general digital camera is provided with an optical finder device for the purpose of observing a desired subject to be photographed prior to a photographing operation and setting a photographing range including the subject. General.
[0004]
This optical viewfinder device uses a reflecting member or the like disposed on the optical axis of the photographing optical system to bend the traveling direction of the subject light beam transmitted through the photographing optical system to form a subject image for observation at a predetermined position. On the other hand, during the photographing operation, the reflecting member is retracted from the optical axis of the photographing optical system to guide the subject light flux to the light receiving surface of the image sensor, that is, the photoelectric conversion surface, and the subject for photographing is placed on the photoelectric conversion surface. A so-called single-lens reflex finder device or the like configured to form an image is generally used.
[0005]
In recent years, a single-lens reflex type finder device is provided, and a photographing optical system is configured to be detachable from a camera body. A so-called lens-interchangeable digital camera configured to selectively use a plurality of types of photographing optical systems in a single camera body by being attached to and detached from the camera body is generally being put to practical use.
[0006]
In such a lens-replaceable digital camera, dust or the like floating in the air may enter the inside of the camera body when the photographing optical system is removed from the camera body. In addition, since various mechanically operated mechanisms such as a shutter and an aperture mechanism are provided inside the camera body, dust may be generated from these various mechanisms during the operation. There is also.
[0007]
On the other hand, when the photographing optical system is detached from the camera body, the light receiving surface (also referred to as a photoelectric conversion surface) of the image sensor disposed behind the photographing optical system is exposed to the outside air inside the camera. Therefore, dust and the like may adhere to the photoelectric conversion surface of the image sensor due to factors such as charging.
[0008]
Therefore, in a conventional single-lens reflex digital camera or the like, a technique for preventing dust or the like from adhering to a light receiving surface of an image sensor due to a charging action or the like is disclosed in, for example, JP-A-2000-29132. It is proposed in the gazette and the like.
[0009]
Means disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-29132 is to provide a single-lens reflex digital camera with a replaceable lens, a transparent electrode on a surface of a cover member that covers a light receiving surface of an image sensor provided inside the camera. And applying a DC voltage or an AC voltage having a frequency of about several kHz to 20 kHz to the electrodes to suppress the attachment of dust and the like on the light receiving surface of the image sensor due to the charging action. It is.
[0010]
According to the means disclosed in the publication, it is possible to suppress the adhesion of dust and the like to the light receiving surface of the image sensor due to static electricity or the like by neutralizing the charge generated in the image sensor. It is.
[0011]
On the other hand, as an image pickup device in a conventional digital camera, an image pickup device in a so-called package (for example, a package CCD) is widely used. It has been proposed to supply bare CCD chips, so-called bare chip CCDs, to the market.
[0012]
In such a bare chip CCD, since there is a high possibility that dust and the like adhere to the photoelectric conversion surface, a piezoelectric element is provided between the bare chip CCD and a substrate on which the bare chip CCD is mounted. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-130654 proposes means for causing the bare chip CCD itself to vibrate by applying a predetermined voltage to shake off dust and the like adhering to the photoelectric conversion surface. It has been disclosed.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the means disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-29132, since the dust and the like are prevented from adhering by neutralizing the charge of the charged imaging device, for example, static electricity is reduced. Regardless, it is considered that a means for simply removing dust and the like that has just adhered or accumulated on the photoelectric conversion surface of the image sensor is not optimal.
[0014]
In the means disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-130654, the package CCD generally used in the conventional digital camera is used because the means is designed with a bare chip CCD in mind. It cannot be said that this is an optimal means to apply to an image pickup device having such a form.
[0015]
In other words, when the means disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-130654 is applied to a general form of package CCD or the like, for example, vibration is applied to the image pickup device itself or its package. Therefore, there is a possibility that adverse effects such as mechanical deterioration and disorder may be exerted on the image pickup device and various mechanisms disposed in the vicinity of the image pickup device due to the vibrating action.
[0016]
On the other hand, the present applicant previously disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-401291, by providing a dustproof member for sealing or protecting the side of the photoelectric conversion surface of the imaging device, so that dust and the like adhere to the photoelectric conversion surface of the imaging device. The present invention proposes a means for removing dust and the like adhered to the outer surface side of the dustproof member by applying vibration of a predetermined amplitude to the dustproof member by predetermined vibration means. I have.
[0017]
According to this means, it is possible to suppress the attachment of dust and the like to the photoelectric conversion surface of the image pickup device by a small and simple mechanism, and to replace the lens which can easily remove the dust and the like attached to the outer surface side of the dustproof member. It is possible to configure a digital camera of various forms.
[0018]
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to dispose a dustproof member at a predetermined position on the front side of an image sensor and to apply vibration to the dustproof member. An image sensor unit configured to be able to reliably support the dustproof member by a part of the sealing structure portion without obstructing the vibration of the dustproof member caused by the vibration member, And a camera using the same.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a camera according to a first aspect of the present invention has an image pickup device that obtains an image signal corresponding to light emitted on its own photoelectric conversion surface, and is capable of transmitting an effective light beam incident on the image pickup device. A transparent portion, and the transparent portion is disposed opposite to the front surface of the image sensor at a predetermined interval with a predetermined interval, and is provided at a peripheral portion of the dustproof member to apply vibration to the dustproof member. The vibrating member, the image sensor, and the dustproof member are formed at a position where they are opposed to each other, and the space is formed on the peripheral side of the image sensor and the dustproof member so as to form a substantially sealed space. A sealing structure configured to seal the portion, and a form suitable for recording an image signal obtained from the image sensor as corresponding to an image formed on the photoelectric conversion surface of the image sensor. And an image signal processing circuit for converting the It becomes Te, the dust-screening member, characterized in that it is supported on the sealing structure at the site in the vicinity of a node of vibration caused by the pressure mutabilis member.
[0020]
According to a second aspect of the present invention, in the camera according to the first aspect, the vibrating member is interposed in a supporting portion of the sealing structure.
[0021]
According to a third aspect of the present invention, in the camera according to the first aspect, the vibrating member is arranged on an inner peripheral side of a supporting portion formed by the sealing structure.
[0022]
According to a fourth aspect of the present invention, in the camera according to the first aspect, the vibrating member is arranged on an outer peripheral side of a supporting portion formed by the sealing structure.
[0023]
According to a fifth aspect of the present invention, in the camera according to the first aspect, the vibrating member is arranged on a surface of the camera opposite to the supporting portion by the sealing structure.
[0024]
According to a sixth aspect, in the camera according to the first aspect, the vibration member is a piezoelectric element.
[0025]
According to a seventh aspect, in the camera according to the sixth aspect, the piezoelectric element is a piezoelectric ceramic.
[0026]
According to an eighth aspect of the present invention, in the camera according to the sixth aspect of the present invention, the camera further includes a photographic lens mounting portion for mounting the photographic lens, and the photographic lens is detachable at the photographic lens mounting portion. And
[0027]
An image sensor unit according to a ninth aspect of the present invention is provided so as to face an image sensor that obtains an image signal corresponding to light irradiated on its own photoelectric conversion surface at a predetermined interval on the front side of the image sensor. An optical member, a vibrating member arranged on a peripheral portion of the optical member for applying vibration to the optical member, and a portion where both the imaging element and the optical member are formed to face each other, The image pickup device and a sealing structure configured to substantially seal the space at a peripheral side of the optical member so as to form a sealed space. It is characterized by being supported by the sealing structure at a portion near a node of vibration generated by the resonating member.
[0028]
A tenth invention is characterized in that, in the imaging device unit according to the ninth invention, the vibrating member is interposed in a support part by the sealing structure part.
[0029]
According to an eleventh aspect, in the imaging device unit according to the ninth aspect, the vibration member is disposed on an inner peripheral side of a support part formed by the sealing structure.
[0030]
According to a twelfth aspect, in the imaging device unit according to the ninth aspect, the vibration member is arranged on an outer peripheral side of a support portion formed by the sealing structure.
[0031]
According to a thirteenth aspect, in the imaging element unit according to the ninth aspect, the vibration member is arranged on a surface of the imaging device unit opposite to a support portion of the sealing structure.
[0032]
According to a fourteenth aspect, in the imaging device unit according to the ninth aspect, the vibration member is a piezoelectric element.
[0033]
According to a fifteenth aspect, in the imaging device unit according to the fourteenth aspect, the piezoelectric element is a piezoelectric ceramic.
[0034]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the illustrated embodiments.
First, a schematic configuration of the camera according to the first embodiment of the present invention will be described below.
[0035]
FIGS. 1 and 2 are diagrams showing a schematic configuration of a camera according to a first embodiment of the present invention. FIG. FIG. 2 is a block diagram schematically showing a main electric configuration of the camera.
[0036]
The
[0037]
The
[0038]
The
[0039]
The
[0040]
That is, an exposure opening having a predetermined diameter capable of guiding a subject light beam into the
[0041]
On the outer surface side of the camera
[0042]
As shown in FIGS. 1 and 2, a desired subject image formed by various constituent members, for example, a photographing optical system (lens) 12 a, is formed inside the
[0043]
The
[0044]
The reflecting mirror 13b is configured to be movable between a position retracted from the optical axis of the imaging
[0045]
On the other hand, while the
[0046]
As the
[0047]
In FIG. 1, a member indicated by
[0048]
In addition, a plurality of circuit boards are disposed inside the
[0049]
Next, details of the
FIGS. 3, 4, and 5 are views showing a part of the imaging unit in the
[0050]
Note that the
[0051]
The
[0052]
The
[0053]
The
[0054]
As the signal processing performed in the image
[0055]
On the front side of the
[0056]
That is, the
[0057]
As described above, the low-pass
[0058]
Therefore, by arranging the peripheral portion on the front side of the
[0059]
In other words, the position of the
[0060]
After the
[0061]
The
[0062]
On the front side of the
[0063]
The
[0064]
A predetermined vibration member for applying vibration to the dust-
[0065]
The
[0066]
An
[0067]
A
[0068]
On the other hand, in the vicinity of the outer peripheral edge on the front side of the dust-proof
[0069]
The pressing
[0070]
In this case, a predetermined portion of the
[0071]
In other words, the dustproof
[0072]
By the way, as described above, the
[0073]
Accordingly, a
[0074]
As described above, in the
[0075]
Further, in the present embodiment, the dustproof
[0076]
In the camera according to the present embodiment configured as described above, the dustproof
[0077]
In this case, a periodic voltage is applied to the
[0078]
FIG. 6 is a front view showing only the
[0079]
Here, for example, when a negative (minus;-) voltage is applied to the
[0080]
In this case, since the amplitude is substantially zero at the position of the vibration node indicated by
[0081]
In this state, the dust-proof
[0082]
The resonance frequency at this time is determined by the shape, plate thickness, material and the like of the
[0083]
Another example shown in FIGS. 9 to 11 shows a case where a secondary vibration is generated for the dustproof member having the same configuration as the examples shown in FIGS. 6 to 8.
[0084]
In this case, FIG. 9 is a front view showing only the
[0085]
Here, for example, when a negative (minus;-) voltage is applied to the
[0086]
In this case, there are two pairs of nodes in this vibration as indicated by
[0087]
In this state, the dust-proof
[0088]
When primary vibration is generated as shown in FIGS. 6 to 8, the amplitude of the
[0089]
The smaller the change in volume with respect to the sealed
[0090]
By the way, as described above, in the present embodiment, the dustproof
[0091]
FIGS. 12 and 13 show members constituting a part of the image sensor unit according to the present embodiment. The
[0092]
As shown in FIGS. 12 and 13, in the present embodiment, the dustproof
[0093]
In this case, the receiving
[0094]
As described above, the dustproof
[0095]
As described above, according to the first embodiment, the receiving
[0096]
Further, in order to form a substantially hermetically sealed
[0097]
In general, if the distance between the optical LPF 25 (optical element) and the
[0098]
On the other hand, when the distance between the optical LPF 25 (optical element) and the
[0099]
Therefore, in the present embodiment, by providing the
[0100]
Incidentally, in the first embodiment described above, the dustproof
[0101]
FIGS. 14 and 15 show a state in which some members (a dustproof member, a piezoelectric element, and a dustproof member receiving member) of the imaging unit according to the second embodiment of the present invention are taken out and these members are assembled. FIG. 14 is a perspective view when viewed from the side (rear side) facing the image sensor. In FIG. 14, a part thereof is cut away. FIG. 15 is a sectional view taken along the line PP of FIG.
[0102]
The configuration of this embodiment is basically the same as that of the above-described first embodiment, except that the position of the support portion by the dust-proof
[0103]
In the imaging unit (15) according to the present embodiment, the support portion is set such that the receiving
[0104]
Specifically, the receiving
[0105]
The
[0106]
Other configurations are completely the same as those of the first embodiment. Further, when vibration is applied to the dust-
[0107]
According to the present embodiment configured as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the support portion by the dust-proof
[0108]
FIGS. 16 and 17 show a state in which some members (a dustproof member, a piezoelectric element, and a dustproof member receiving member) of the image pickup unit according to the third embodiment of the present invention are taken out and these members are assembled. FIG. 16 is a perspective view when viewed from the side (rear side) facing the image sensor. In FIG. 16, a part thereof is cut away. FIG. 17 is a sectional view taken along the line PP of FIG.
[0109]
The configuration of this embodiment is basically the same as that of the above-described first embodiment, except that the position of the support portion by the dust-proof
[0110]
In the imaging unit (15) according to the present embodiment, the support portion is set such that the receiving
[0111]
Specifically, the receiving
[0112]
This is the same as the second embodiment described above, but differs in the following point. That is, in the present embodiment, the
[0113]
Other configurations are completely the same as those of the first embodiment. Further, when vibration is applied to the dust-
[0114]
According to the present embodiment configured as described above, the same effect as that of the above-described first embodiment can be obtained. At the same time, since the support portion of the dust-proof
[0115]
On the other hand, in each of the above-described embodiments, the vibration member (piezoelectric element 22) is disposed on one surface of the
[0116]
FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating an imaging unit according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 18 corresponds to FIG. 5 used in the above-described first embodiment, and is a cross-sectional view of a portion corresponding to the cut surface in FIG. FIG. 19 is an enlarged perspective view of a main part, which is a part of FIG. 18 and shows the arrangement of piezoelectric elements.
[0117]
The configuration of the present embodiment is basically the same as that of the above-described first embodiment, except that the arrangement of the
[0118]
In the
[0119]
A pressing
Other configurations are completely the same as those of the first embodiment. Further, when vibration is applied to the dust-
[0120]
According to the present embodiment configured as described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Further, according to the present embodiment, since the
[0121]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a camera including a dustproof member arranged at a predetermined position on the front side of an image pickup device and a vibration member for applying vibration to the dustproof member, It is possible to provide an image pickup device unit capable of reliably supporting the dustproof member by a part of the sealing structure portion without obstructing the vibration of the dustproof member caused by the use member, and a camera using the same.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically illustrating an internal configuration of a camera according to a first embodiment of the present invention by cutting a part of the camera.
FIG. 2 is a block diagram schematically showing a main electric configuration of the camera shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an exploded perspective view of an essential part of the camera of FIG. 1, showing a part of the imaging unit in an exploded state.
FIG. 4 is a perspective view of the camera shown in FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view along a cut surface of FIG. 4;
6 is a front view showing only a dustproof member and a piezoelectric element provided integrally with the dustproof member of the image pickup unit in the camera of FIG. 1;
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 6, showing a state change of the dustproof member and the piezoelectric element when applied to the piezoelectric element of FIG. 6;
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 6, showing a state change of the dustproof member and the piezoelectric element when applied to the piezoelectric element of FIG. 6;
9 is a front view showing only a dustproof member and a piezoelectric element provided integrally with the dustproof member of the image pickup unit in the camera of FIG. 1;
10 is a sectional view taken along line AA of FIG. 9, showing another example of a state change of the dust-proof member and the piezoelectric element when applied to the piezoelectric element of FIG. 9;
11 is a cross-sectional view along line BB of FIG. 9, showing another example of a state change of the dust-proof member and the piezoelectric element when applied to the piezoelectric element of FIG. 9;
FIG. 12 is a perspective view of a part of a member (a dustproof member, a piezoelectric element, and a dustproof member receiving member) constituting an imaging unit in the camera of FIG.
FIG. 13 is a sectional view taken along the line PP of FIG. 12;
FIG. 14 is a perspective view of a part of the imaging unit (a dustproof member, a piezoelectric element, and a dustproof member receiving member) of the second embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a sectional view taken along the line PP of FIG. 14;
FIG. 16 is a perspective view of a part of the image pickup unit (a dustproof member, a piezoelectric element, and a dustproof member receiving member) of the third embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a sectional view taken along the line PP of FIG. 16;
FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating an imaging unit according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is an enlarged perspective view of a main part, which is a part of FIG. 18 and shows an arrangement of piezoelectric elements.
[Explanation of symbols]
1. Camera
11 Camera body
11a… Lens mounting part
12 Lens barrel
12a ... photographing optical system
13. Finder device
13a ... Penta prism
13b …… Reflection mirror
13c Eyepiece
14 Shutter section
15 ... Imaging unit (Imaging element unit)
16 Main circuit board
16a ... Image signal processing circuit
16b …… Work memory
17 ... Release button
20 ... Pressing member
21 ... Dustproof member (optical member)
21a: node of vibration (supporting portion)
22 Piezoelectric element (piezoelectric ceramics, vibration member)
23 dust receiving member receiving member
24 ... CCD case (imaging element storage case member)
23d ... annular convex part
24d ... circumferential groove
25 Optical low-pass filter (optical LPF; optical element)
26 ... Low-pass filter receiving member
27 ... Image sensor (CCD)
28 ... Image sensor fixing plate
48 Dust-proof member drive unit
51: Sealed space
51a ... void
51b ... space
Claims (15)
上記撮像素子に入射する有効光束を透過可能な透明部を有し、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、
上記防塵部材は、上記加振用部材により生じる振動の節の近傍の部位で上記封止構造部に支持されていることを特徴とするカメラ。An image sensor that obtains an image signal corresponding to light emitted on its own photoelectric conversion surface,
A dustproof member having a transparent portion capable of transmitting an effective light beam incident on the imaging device, and the transparent portion is disposed opposite to the front surface of the imaging device with a predetermined interval therebetween,
A vibrating member arranged on a peripheral portion of the dustproof member for applying vibration to the dustproof member,
At a portion where both the image sensor and the dustproof member are formed to face each other, the space is sealed on the peripheral side of the image sensor and the dustproof member so as to form a substantially sealed space. A configured sealing structure,
An image signal processing circuit for converting an image signal obtained from the image sensor to a signal in a form suitable for recording as corresponding to an image formed on the photoelectric conversion surface of the image sensor;
Equipped with
The camera, wherein the dustproof member is supported by the sealing structure at a position near a node of vibration generated by the vibration member.
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、
上記光学部材の周縁部に配設され当該光学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略封止するように構成された封止構造部と、
を備えてなり、
上記光学部材は、上記加振用部材により生じる振動の節の近傍の部位で上記封止構造部に支持されていることを特徴とする撮像素子ユニット。An image sensor that obtains an image signal corresponding to light emitted on its own photoelectric conversion surface,
An optical member disposed to face the front surface of the image sensor at a predetermined interval,
A vibrating member arranged on a peripheral portion of the optical member to apply vibration to the optical member;
At a portion where both the image sensor and the optical member are formed to face each other, the space is substantially sealed at a peripheral side of the image sensor and the optical member so as to form a substantially sealed space. A sealing structure configured to
Equipped with
The imaging element unit, wherein the optical member is supported by the sealing structure at a position near a node of vibration generated by the vibration member.
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