JP2004184949A

JP2004184949A - カメラ

Info

Publication number: JP2004184949A
Application number: JP2002355225A
Authority: JP
Inventors: Tomoki Chijiiwa; 智樹千々岩; Satoyuki Takada; 智行高田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2004-07-02
Anticipated expiration: 2022-12-06
Also published as: JP4244624B2

Abstract

【課題】撮影光路中に浮遊する塵埃を帯電させて、それらを集塵したり光学部材か遠ざけたりするカメラの提供。
【解決手段】ミラーボックス内に設けられた帯電装置１４により、撮影光路中に浮遊する塵埃２０をマイナスに帯電させる。ミラーボックス内および撮像素子収納空間には、プラスの電圧が印加された集塵板１３ａ，１３ｂが配設される。その結果、マイナスに帯電した塵埃２０は、クーロン力によって集塵板１３ａ，１３ｂに引き寄せられてそれらに付着する。また、光学ローパスフィルタ１２の表面には透明電極１６が形成され、透明電極１６にはＤＣ電源２３によりマイナス電圧が印加される。塵埃２０のマイナス電荷と透明電極１６との間には斥力が働き、塵埃２０は光学ローパスフィルタ１２から遠ざけられる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影光路中に浮遊する塵埃の画像撮影への影響を抑えたカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一眼レフカメラのように撮影レンズが交換可能なカメラでは、レンズ交換時にカメラ内に塵埃が侵入するおそれがある。また、レンズ交換をしない場合であっても、クイックリターンミラーやシャッタ機構の駆動に伴って、摺動部から塵埃が発生する。このような塵埃は撮影光路内に浮遊するとともに、フィルムの表面に付着する。
【０００３】
デジタルカメラではフィルムの代わりにＣＣＤ等の撮像素子が用いられているが、撮像素子の撮像面近傍には、撮像素子保護用のカバーガラスや光学フィルタ等の光学部材が配設されている。これらの光学部材の表面に塵埃等の異物が付着すると、異物が画像に写り込んでしまうという問題が生じる。
【０００４】
特に、光学フィルタには複屈折特性を有する水晶板などの結晶が用いられる。これらの結晶は圧電効果を有しているために帯電し易く、帯電により塵埃がさらに付着しやすくなる。そのため、帯電による電荷を中和して塵埃の付着を抑制するような技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２９１３２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術では、帯電を防止することによって塵埃がクーロン力により付着するのを抑制できても、撮像素子の近傍に浮遊する塵埃が減少するわけではない。そのため、浮遊する塵埃が光学部材等に付着するのを防止するのは難しかった。
【０００７】
本発明は、撮影光路中に浮遊する塵埃を帯電させて、それらを集塵したり光学部材から遠ざけたりするカメラを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるカメラは、撮影光路中に浮遊する塵埃を集塵する集塵装置を備えたことを特徴とする。
集塵装置としては、浮遊する塵埃を所定極性に帯電させる帯電手段と、帯電手段による帯電極性と逆の極性に帯電させた集塵部材とを備えるようにすれば良い。
集塵部材は、撮影レンズと撮像素子との間に配設される光学部材の撮影レンズ側近傍に配設するのが好ましい。
さらに、帯電手段による帯電極性と同一極性に帯電するように電圧が印加される透明電極を光学部材の表面に設けても良い。
集塵装置の電源として複数の電源装置が選択的に使用可能であって、電源装置を識別する識別手段の識別結果に基づいて集塵装置の消費電力を制御するようにしても良い。
集塵装置の集塵状態を集塵状態検出手段で検出し、その検出結果を認識可能な形態で提示手段に提示するようにしても良い。
塵埃検出手段で集塵装置または透明電極の塵埃を検出し、塵埃が検出された場合には集塵装置を所定時間動作させるようにしても良い。
着脱可能な撮影レンズの着脱状態を着脱検出手段で検出し、撮影レンズの取り外しまたはその後の装着が検出された場合には、集塵装置を所定時間動作させるようにしても良い。
シャッタの切り換え動作回数を切換回数検出手段で検出し、検出された切り換え動作回数が所定回数に達したときには、集塵装置を所定時間動作させるようにしても良い。
また、本発明によるカメラは、撮影レンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子と、撮影レンズと撮像素子との間に配設される光学部材と、撮影光路中に浮遊する塵埃を所定極性に帯電させる帯電手段と、光学部材の表面に設けられて帯電手段による帯電極性と同一極性に帯電するように電圧が印加される透明電極とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明によるカメラの一実施の形態を示す図である。図１に示すカメラは、交換レンズ式の一眼レフデジタルスチルカメラ１である。交換レンズ鏡筒２は、カメラ１のボディ前面に設けられたレンズマウント３に着脱可能に装着される。撮影レンズ４を通過した被写体光Ｌは、クイックリターンミラー５のメインミラー５ａにより２つの光束に分割され、反射光束はファインダ光学系へ導かれる。一方、透過光束は、クイックリターンミラー５の背面側に設けられたサブミラー５ｂで反射されて、ＡＦ用光束として利用される。
【００１０】
メインミラー５ａで反射された光束はファインダースクリーン６上に結像される。ファインダースクリーン６上に結像された被写体像は、ペンタプリズム７および接眼レンズ８を介してファインダー接眼窓９から観察することができる。撮影時にはクイックリターンミラー５が光路外に跳ね上げられるとともに、シャッタユニット１０が開かれて撮像素子１１の撮像面上に被写体像が結像される。
【００１１】
非撮影時には、図１に示すようにクイックリターンミラー５が光路上に配設されるとともに、シャッタユニット１０は閉状態とされる。なお、以下では、シャッタユニット１０を境にして撮像素子１１側（図示右側）を撮像素子収納空間と呼び、反対にクイックリターンミラー５側（図示左側）をミラーボックスと呼ぶことにする。
【００１２】
撮像素子１１としては、ＣＣＤ撮像素子等が用いられる。撮像素子１１には撮像部を保護するためのカバーガラス１１ａが設けられている。撮像素子１１の前方近傍には光学ローパスフィルタ１２が配設されている。なお、図示していないが、光学ローパスフィルタ１２の撮影レンズ側表面には、後述するように塵埃付着を防止するための透明電極１６が形成されている（図２参照）。
【００１３】
また、撮像素子収納空間の光学ローパスフィルタ１２とシャッタユニット１０との間には集塵板１３ａが配設され、ミラーボックス内のシャッタユニット１０の近傍にも集塵板１３ｂが配設されている。集塵板１３ａ，１３ｂには、例えば、金属板や導電性シートなどが用いられる。集塵板１３ｂの近傍には、集塵板１３ｂに付着した塵埃を検出する手段として検出器１５が設けられている。検出器１５は、例えば、集塵板１３ｂに投光するＬＥＤと、集塵板１３ｂにより反射されたＬＥＤ光を検出する受光素子とで構成される。検出された反射光量から集塵板１３ｂの反射率を求め、その反射率から集塵量を推定する。検出器１５は、集塵板１３ａ側に設けても良い。
【００１４】
また、ミラーボックス内には、ミラーボックス内の塵埃を帯電させるための帯電装置１４が設けられている。この帯電装置１４と上述した集塵板１３ａ，１３ｂとで集塵装置を構成している。なお、図１に示した例では、集塵板１３ａを撮像素子収納空間に、集塵板１３ｂをミラーボックスに各々設けたが、いずれか一方だけを設けても良い。その場合には、後述する集塵動作の際にはシャッタユニット１０を開状態にして、撮像素子収納空間およびミラーボックスの両方が一つの集塵板により集塵されるようにする。
【００１５】
図２は集塵動作を説明する図であって、図１のミラーボックスおよび撮像素子収納空間に設けられた集塵装置（集塵板１３ａ，１３ｂおよび帯電装置１４）と撮像素子１１を中心に示したものである。なお、図２では、シャッターユニット１０が開状態になっている場合を示した。前述したように、光学ローパスフィルタ１２の表面には透明電極１６が形成されている。
【００１６】
透明電極１６，集塵板１３ａ，１３ｂおよび帯電装置１４はＤＣ電源２３に接続されており、透明電極１６にはマイナス電圧（マイナス数ボルト）が印加され、集塵板１３ａ，１３ｂにはプラス電圧（プラス数ボルト）が印加される。電圧の極性は、塵埃２０が帯電装置１４によってマイナスに帯電される場合の設定であって、塵埃２０がプラスに帯電される場合には各々の電圧は逆の極性に設定される。
【００１７】
帯電装置１４は、ミラーボックス内の塵埃２０をマイナスに帯電させる装置であり、例えば、図３に示すようにマイナス数百ボルトに電圧が印加されたタングステン線等のイオン化線３０を有している。コロナ放電によりイオン化線３０の周囲の空気がイオン化されると、発生プラスイオンはイオン化線３０に吸引されるが、残ったマイナスイオン２１は周囲の塵埃２０に付着してそれらをマイナスに帯電させる。マイナスに帯電した塵埃２０はプラス電極である集塵板１３ａ，１３ｂにクーロン力により引き寄せられて付着する。付着した塵埃２０のマイナス電荷は集塵板側へと逃げる。
【００１８】
一方、光学ローパスフィルタ１２に形成された透明電極１６はマイナス電圧が印加されているため、マイナスに帯電した塵埃２０との間にクーロン力による反発力が働く。そのため、塵埃２０は光学ローパスフィルタ１２から遠ざけられて、最終的には集塵板１３ａ，１３ｂに付着することになる。２２は透明電極１６に向けて光を発するＬＥＤであり、ＬＥＤ２２で透明電極１６を照明し、そのときの透過光量の大小により透明電極１６への塵埃２０の付着量を推定する。透過光量は検出は撮像素子１１により行う。すなわち、ＬＥＤ２２は、透明電極１６に関する塵埃検出手段として機能している。
【００１９】
図４はカメラのブロック図であり、概略構成を集塵機構を中心に示したものである。ＣＰＵ４０はカメラ全体の制御を行うものであり、後述する集塵動作の制御も行う。ＤＣ／ＤＣ回路４４はＤＣ電源２３の電圧を昇圧して、集塵板１３ａ，１３ｂおよび帯電装置１４のイオン化線３０に数百ボルトの高電圧を印加する。
【００２０】
本実施の形態では、カメラの電源としてＤＣ電源２３の他に、ＡＣ電源４１を用いることができる。ＡＣ電源４１はＡＣ電源アダプタ４２を介してカメラに接続される。４３はＡＣ電源アダプタ４２がカメラに接続されたか否かを認識するＡＣ電源認識スイッチであり、接続が認識されるとＡＣ電源認識スイッチ４３がオンとなって電源をＤＣ電源２３からＡＣ電源４１に切り換える。
【００２１】
また、ＤＣ電源２３としては、マンガン電池やアルカリ乾電池のような一次電池や、リチウムイオン電池のような二次電池が用いることができる。一次電池および二次電池のいずれが用いられているかは、電池判別部４５によって判別される。例えば、一次電池と二次電池とが同一形状であるような場合には、電池形状でいずれであるかを判定することができない。さらに、電池消耗の度合いが異なるので単純に電圧差で電池種別を検出するのは難しい。そこで、このような場合には、電池を装填した際に使用者が電池の種類に応じたスイッチ位置に操作するスイッチ等を電池判別部４５として設ける。ＣＰＵ４０は、そのスイッチの状態によって電池の種類を判別する。
【００２２】
また、専用の二次電池を用いるような場合には、その形状を一次電池とは異なる形状にし、形状の異なる部分でオンオフされるスイッチを電池判別部４５として電池ホルダー内に設ける。そして、そのスイッチのオンオフ状態を検出して、電池の種類を自動的に判別するようにしても良い。
【００２３】
ところで、ＤＣ電源２３を用いたときに、ＡＣ電源４１を使用した場合と同様の集塵能力で帯電装置１４および集塵板１３ａ，１３ｂを動作させると電池の消耗が大きいので、本実施の形態では電源の種類によって集塵能力を調整する。すなわち、ＡＣ電源認識ＳＷ４３の状態および電池判別部４５の判断とから、電源の種類を判別し、一次電池、二次電池、ＡＣ電源の順にイオン化線３０に印加する電圧を大きくする。
【００２４】
交換レンズ鏡筒２（図１参照）の着脱状態は、着脱に応じてオンオフするレンズ着脱スイッチ４６によって検出される。例えば、レンズマウント３に電気接点を設け、交換レンズ鏡筒２の着脱に応じて導通状態、非導通状態を検出するようにすれば良い。４８はシャッタユニット１０の動作回数をカウントするシャッタカウンターであり、後述するように集塵動作が完了するとカウント数がゼロにリセットされる。４７は集塵動作を強制的に行わせるための集塵モード釦であり、集塵モード釦４７を操作すると、集塵板１３ａ，１３ｂの集塵状態に関係なく集塵動作が所定時間行われる。
【００２５】
４９はＬＣＤ表示装置であり、撮像画像の再生表示に利用されるとともに、後述する警告表示や集塵状態の表示にも利用される。ゴミ検出手段５０は、集塵板１３ｂに付着した塵埃を検出する検出器１５（図１）および図２のＬＥＤ２２で構成されている。
【００２６】
《集塵動作の説明》
図５のフローチャートは、本実施の形態のカメラにおける集塵動作の一例を示したものである。図５のフローチャートはカメラのメインスイッチがオンされるとスタートする。ステップＳ１では電源の種類を判定する。本実施の形態では、上述したようにＡＣ電源４１およびＤＣ電源２３（一次電池および二次電池）を使用することができる。
【００２７】
ステップＳ１において電源がＡＣ電源４１であると判定されると、ステップＳ２へ進んでイオン化線３０（図２）の印加電圧をＶａに設定する。一方、電源が二次電池であると判定されるとステップＳ３へ進んで印加電圧をＶｂに設定し、一次電池であると判定されるとステップＳ４へ進んで印加電圧をＶｃに設定する。印加電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃの大小関係はＶａ＞Ｖｂ＞Ｖｃのように設定され、印加電圧が高いほど集塵能力は高くなるが、消費電力も大きくなる。
【００２８】
ステップＳ５では、集塵板１３ｂの集塵状態を検出器１５で検出する。本実施の形態では、ＬＥＤ光を集塵板１３ａに照射して、集塵板１３ａの後方にある反射板１５ｂからの反射光を検出する。そのときの反射板１５ｂの反射率を検出することにより集塵状態を推定する。例えば、反射率が所定値Ｒ１以下となった場合には集塵板１３ａに塵埃が検出されたとみなす。さらに反射率が低下して所定値Ｒ２（＜Ｒ１）以下となったときには、集塵板１３ａ，１３ｂのクリーニングが必要と判断し、後述するように警告を行う。なお、集塵量判定の基準となる反射率Ｒ１，Ｒ２は実験等により予め決定される。
【００２９】
ステップＳ６では、ステップＳ５の検出結果に基づいて、反射率から推定される集塵状態の表示や、集塵板１３ａ，１３ｂのクリーニングを促す警告表示をＬＣＤ表示装置４９（図４）に表示する。ステップＳ７では、ステップＳ６の結果、およびＬＥＤ２２の照明による透明電極１６の透過状態に基づいて、集塵板１３ａおよび透明電極１６への塵埃の付着状況を判定する。そして、集塵板１３ａおよび透明電極１６のいずれかに塵埃が付着していると判定されるとステップＳ８へ進み、そうでない場合にはステップＳ９へ進む。
【００３０】
ステップＳ８では、集塵装置（帯電装置１４および集塵板１３ａ，１３ｂ）を予め設定された所定時間だけ動作させて、ミラーボックス内および撮像素子収納空間の塵埃を集塵する。なお、集塵動作が完了したならば、シャッタカウンター４８のカウント数をリセットする。ステップＳ９では、直近の集塵動作が完了してから、シャッタカウンター４８でカウントされたシャッタ動作回数が所定回数以上か否かを判定する。ステップＳ９で所定回数以上と判定されると、ステップＳ８へ戻って所定時間だけ集塵動作を行った後にカウント数をリセットする。一方、所定回数より少ないと判定されるとステップＳ１０へ進む。
【００３１】
ステップＳ１０では交換レンズ鏡筒２の取り外しや装着等の着脱が行われたか否かを判定し、着脱が行われたと判定されるとステップＳ８に戻って集塵動作を所定時間行う。一方、着脱が行われていないと判定されると、ステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、所定時間の集塵動作を強制的に行わせる集塵モード釦４７（図４参照）が操作されたか否かを判定する。ステップＳ１１で集塵モード釦４７が操作されたと判定されるとステップＳ８へ戻って集塵動作を所定時間行い、集塵モード釦４７が操作されていないと判定されると、一連の処理を終了する。
【００３２】
図５の処理はカメラの電源がオンされる度に行われる。そのため、ステップＳ７で塵埃が付着していると判定された後は、集塵板１３ａ，１３ｂや透明基板１６のクリーニング処理が行われるまで、電源がオンされる度に集塵動作が実行されることになる。なお、ステップＳ７で付着していると一旦判定された後には、例えば、所定時間経過毎に集塵動作を行わせるようにしても良い。
【００３３】
クリーニング処理に関しては、交換レンズ鏡筒２を外し、クイックリターンミラー５を跳ね上げるとともにシャッタユニット１０を開状態にして、付着した塵埃を除去する。また、集塵板１３ａ，１３ｂを着脱可能な構造とし、警告が表示されたならば、集塵板１３ａ，１３ｂを外してクリーニングするような構成としても良い。
【００３４】
上述したように、本発明によるカメラでは、帯電装置１４により塵埃２０を帯電させ、帯電した塵埃２０をクーロン力（引力）により集塵板１３ａ，１３ｂに強制的に付着させたり、逆に透明電極１６に塵埃の帯電と同符号の電圧を印加することにより、光学ローパスフィルタ１２から塵埃２０を遠ざけるようにしたので、光学ローパスフィルタ１２や撮像素子１１に塵埃２０が付着するのを防止することができる。また、シャッタ動作回数や交換レンズ鏡筒２の取り外しなどに応じて、ミラーボックス内や撮像素子収容空間の塵埃２０が増加するようなタイミングを見計らって集塵動作を所定時間行うようにしたので、消費電力を抑えつつ塵埃２０の非常に少ない様態を常に保つことが可能となる。
【００３５】
以上説明した実施の形態では、ＬＣＤ表示装置４９を提示手段として警告表示を行うようにしたが、例えば、スピーカーにより警告音を発するようにしても良い。また、帯電装置１４は帯電手段を、集塵板１３ａ，１３ｂおよび帯電装置１４は集塵装置を、光学ローパスフィルタ１２およびカバーガラス１１ａは光学部材を、集塵板１３ａ，１３ｂは集塵部材を、ＡＣ電源認識スイッチ４３，電池判別部４５およびＣＰＵ４０は識別手段を、検出器１５は集塵状態検出手段を、ゴミ検出手段５０は集塵検出手段を、ＬＣＤ表示装置４９は提示手段を、ＣＰＵ４０は電力制御手段，作制御手段を、レンズ着脱スイッチ４６は着脱検出手段を、シャッタカウンター４８は切換回数検出手段をそれぞれ構成する。
【００３６】
本発明は、上述したレンズ交換式の一眼レフデジタルスチルカメラに限らず、レンズ一体型のデジタルスチルカメラ等にも適用することができる。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、集塵装置により撮影光路中の塵埃が集塵されるため、光学部材や撮像装置等に塵埃が付着するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカメラの一実施の形態を示す図である。
【図２】集塵動作を説明する図である。
【図３】帯電の原理を説明する図である。
【図４】カメラのブロック図であり、概略構成を集塵機構を中心に示したものである。
【図５】集塵動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１カメラ
２交換レンズ鏡筒
４撮影レンズ
５クイックリターンミラー
１０シャッタユニット
１１撮像素子
１１ａカバーガラス
１２光学ローパスフィルタ
１３ａ，１３ｂ集塵板
１４帯電装置
１５検出器
１５ｂ反射板
１６透明電極
２０塵埃
２１マイナスイオン
２２ＬＥＤ
２３ＤＣ電源
３０イオン化線
４１ＡＣ電源
４３ＡＣ電源認識ＳＷ
４５電池判別部
４６レンズ着脱スイッチ
４７集塵モード釦
４８シャッタカウンター
４９ＬＣＤ表示装置
５０ゴミ検出手段

Claims

撮影光路中に浮遊する塵埃を集塵する集塵装置を備えたことを特徴とするカメラ。
請求項１に記載のカメラにおいて、
前記集塵装置は、前記浮遊する塵埃を所定極性に帯電させる帯電手段と、前記帯電手段による帯電極性と逆の極性に帯電させた集塵部材とを備えたことを特徴とするカメラ。
請求項２に記載のカメラにおいて、
撮影レンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮影レンズと前記撮像素子との間に配設される光学部材とを備え、
前記集塵部材を前記光学部材の撮影レンズ側近傍に配設したことを特徴とするカメラ。
請求項３に記載のカメラにおいて、
前記集塵装置は、前記帯電手段および前記集塵部材に加えて、前記光学部材の表面に設けられて前記帯電手段による帯電極性と同一極性に帯電するように電圧が印加される透明電極を備えたことを特徴とするカメラ。
請求項１〜４のいずれかに記載のカメラにおいて、
前記集塵装置の電源として複数の電源装置が選択的に使用可能であって、
前記複数の電源装置のいずれが用いられているかを識別する識別手段と、
前記識別手段の識別結果に基づいて前記集塵装置の消費電力を制御する電力制御手段とを備えたことを特徴とするカメラ。
請求項１〜５のいずれかに記載のカメラにおいて、
前記集塵装置の集塵状態を検出する集塵状態検出手段と、
前記集塵状態検出手段の検出結果を認識可能な形態で提示する提示手段とを設けたことを特徴とするカメラ。
請求項１〜６のいずれかに記載のカメラにおいて、
前記集塵装置または前記透明電極の塵埃を検出する塵埃検出手段と、
前記塵埃検出手段により塵埃が検出された場合に前記集塵装置を所定時間動作させる動作制御手段とを備えたことを特徴とするカメラ。
請求項１〜６のいずれかに記載のカメラにおいて、
前記撮影レンズはカメラに着脱可能であって、
前記撮影レンズの着脱状態を検出する着脱検出手段と、
前記撮影レンズの取り外しまたはその後の装着が前記着脱検出手段により検出された場合に前記集塵装置を所定時間動作させる動作制御手段とを備えたことを特徴とするカメラ。
請求項１〜６のいずれかに記載のカメラにおいて、
撮影レンズから前記撮像装置に入射する光束を遮光する遮光状態と前記光束を通過させる開放状態との間で切り換え可能なシャッタを備え、
前記シャッタの切り換え動作回数を検出する切換回数検出手段と、
前記切換回数検出手段により検出された切り換え動作回数が所定回数に達したときに前記集塵装置を所定時間動作させる動作制御手段とを備えたことを特徴とするカメラ。
撮影レンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮影レンズと前記撮像素子との間に配設される光学部材と、
撮影光路中に浮遊する塵埃を所定極性に帯電させる帯電手段と、
前記光学部材の表面に設けられて前記帯電手段による帯電極性と同一極性に帯電するように電圧が印加される透明電極とを備えたことを特徴とするカメラ。