JP2005292629A - シャッタ装置およびデジタルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】 撮像装置の最も被写体光側の受光面上の異物を簡便に除去できるシャッタを提供すること。
【解決手段】 シャッタ装置３０は、撮像装置の撮像面Ａを開閉する複数枚の遮光羽根３２〜３４から成るシャッタ幕３１を具備している。遮光羽根３２〜３４の中で最も移動距離が長い遮光羽根３２に、帯状部材３２ａを設け、シャッタ幕３１のＹ方向への走行時に、撮像装置の最前受光面Ｂ上に気流Ｆ１を発生させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、シャッタ装置およびこれを備えるデジタルカメラに関する。

デジタルカメラは、撮像素子に被写体像を取り込むタイプのカメラであり、近年急速に普及している。被写体光は、撮像素子の撮像面に結像するので、この撮像面近傍にある撮像素子のカバーガラス或いは撮像素子の前方に配置されるローパスフィルタの表面にゴミや塵埃などの異物が付着すると、それが画像中に写し込まれ良好な画像を得ることができない。そのため、これらの異物を除去する技術として、カメラの筺体内にワイパ装置を備え、ワイパでカバーガラス或いはローパスフィルタの表面を自動的に擦るように構成されたデジタルカメラが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２９８６４０号公報（第２頁、図２，３）

上記特許文献１の技術では、異物を自動的に除去するために、デジタルカメラ内に新たにワイパ装置を備えている。このワイパ装置による清掃は、撮影そのものに寄与する機能ではなく、ワイパ装置を新たに設けることは、カメラの小型化に反するとともに製造コストの面からも不利である。また、特許文献１の技術は、カバーガラス或いはローパスフィルタの表面に直接触れて異物を払拭するため、これらを傷付けてしまう恐れがあった。

（１）請求項１のシャッタ装置は、撮像装置の撮像面上に進退可能な遮光羽根を備え、遮光羽根に、該遮光羽根の移動時に撮像装置の最前受光面上に気流を発生させる気流生成手段を設けたことを特徴とする。
（２）請求項１のシャッタ装置において、気流生成手段は、撮像面に対する移動距離が遮光羽根の中で最も長い位置に延在する、撮像面側に突出する凸部材であることが好ましい。
（３）請求項１のシャッタ装置において、気流生成手段は、撮像面に対する移動距離が遮光羽根の中で最も長い位置に延在して形成された開口部と、開口部を通して撮像面の反対側から撮像面側へ空気を流入させる送風部材とを有することが好ましい。この送風部材は、遮光羽根の移動方向に沿った開口部の後ろ側で、撮像面側と反対側に突出する凸部材でもよい。
（４）請求項５のデジタルカメラは、撮像素子により被写体像を取り込むデジタルカメラであって、請求項１〜４のいずれかのシャッタ装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、遮光羽根に、撮像装置の最前受光面上に気流を発生させる気流生成手段を設けたので、シャッタ装置の駆動時に簡便に最前受光面上の異物を除去することができる。

以下、本発明の実施の形態によるシャッタ装置およびデジタルカメラについて、図１〜５を参照しながら説明する。
〈第１の実施の形態〉
図１は、本発明の第１の実施の形態によるシャッタ装置が搭載されるデジタルカメラの構成を模式的に示す全体構成図である。デジタルカメラ１００は、交換レンズ１０がカメラボディ２０に装着されて構成される。交換レンズ１０内には、被写体光Ｌを透過させる撮影レンズ１１が収納されている。

カメラボディ２０内には、観察光学系として、クイックリターンミラー２１、スクリーン２２、ペンタプリズム２３および接眼レンズ２４が配置されている。また、カメラボディ２０内には、オートフォーカス機構として、補助ミラー２５、焦点検出モジュール２６、ＣＰＵ２７およびレンズ駆動モータ２８が配置され、さらに、シャッタ装置３０および撮像装置４０が収納されている。シャッタ装置３０は、撮像素子４１およびローパスフィルタ４２を有する撮像装置４０の前方、すなわち、被写体側に配設されている。

本実施の形態のシャッタ装置３０は、一般的な先幕、後幕を有するフォーカルプレーンシャッタとは異なり、撮像素子４１に対して被写体光を露光するか遮光するかを択一的に制御する開閉動作を行う。従って、露光時間は、撮像素子４１を電気的に制御して調節する。シャッタ装置３０は、３枚の遮光羽根３２〜３４から成るシャッタ幕３１と、遮光羽根３２〜３４を所定のタイミングで走行開始、走行終了させる駆動機構（不図示）とを有する。

被写体光Ｌは、撮影レンズ１１で屈折作用を受けてクイックリターンミラー２１へ入射する。クイックリターンミラー２１で上方に反射された被写体光Ｌは、スクリーン２２上で結像し、この被写体像は、ペンタプリズム２３を介して接眼レンズ２４により観察される。一方、クイックリターンミラー２１を透過した被写体光Ｌの一部は、補助ミラー２５で下方に反射されて焦点検出モジュール２６に入射し、焦点検出モジュール２６で焦点が検出される。この焦点検出信号は、ＣＰＵ２７へ送出され、ＣＰＵ２７で焦点位置が演算され、撮影レンズ１１の駆動量が決定される。この駆動量信号は、ＣＰＵ２７からレンズ駆動モータ２８へ送出され、レンズ駆動モータ２８により撮影レンズ１１が光軸方向に駆動されて焦点が合致する。

クイックリターンミラー２１が上方に跳ね上げられると、被写体光Ｌは、シャッタ装置３０のシャッタ幕３１を照射する。本実施の形態では、シャッタ幕３１は、遮光羽根３２，３３，３４の３枚から成り、図中、上から下へ移動することにより撮像素子４１の撮像面から退避する。従って、遮光羽根３２の上端が最も移動距離が長く、遮光羽根３３，３４の順に移動距離が短くなる。遮光羽根３２，３３，３４は、移動が完了した時には、シャッタ装置３０の下方に重なり合って収納され、撮像素子４１の撮像面を開放する。これにより、被写体光Ｌは、シャッタ装置３０で遮られることなく、ローパスフィルタ４２を透過して撮像素子４１の撮像面に結像する。そして、撮像素子４１で受光された被写体光Ｌの信号に基づいて被写体像を撮像する。

図２および３を参照して、シャッタ装置３０の構造を詳細に説明する。図２（ａ）は、シャッタ幕３１が撮像素子４１の撮像面Ａを遮蔽している状態を模式的に示す部分断面図であり、図２（ｂ）は、シャッタ幕３１が撮像面Ａを開放しつつある走行途中の状態を模式的に示す部分断面図である。被写体光Ｌの入射方向をＸ，シャッタ幕３１の走行方向をＹとし、撮像面ＡのＹ方向の寸法をｈとする。図３は、最も移動距離が長い遮光羽根３２の形状を模式的に示す斜視図である。

遮光羽根３２には、その長手方向に延在し、ローパスフィルタ４２側に突出した帯状部材３２ａが設けられている。遮光羽根３２は、アームと連結するための２つの孔が形成された基部ｐ１と先端部ｑ１がシャッタ装置３０の枠に規制されて移動するために、帯状部材３２ａは、基部ｐ１と先端部ｑ１に挟まれた領域内に設けられる。帯状部材３２ａは、遮光羽根３２と一体に形成されていてもよいし、別の部材であってもよい。一体形成の場合は、例えば遮光羽根３２に折り曲げ加工を施すことにより作製することができる。別の部材の場合は、例えば帯状部材３２ａを遮光羽根３２に接着することにより作製することができる。

図２（ｂ）に示されるように、シャッタ幕３１がＹ方向に走行すると、帯状部材３２ａにより、ローパスフィルタ４２の受光面、すなわち撮像装置４０の最前面（以下、最前受光面Ｂ）に沿って気流Ｆ１が発生する。気流Ｆ１は、シャッタ幕３１の走行中、最前受光面Ｂ上を走行方向の逆、つまり−Ｙ方向に流れ続け、最前受光面Ｂの全面に発生する。なお、気流Ｆ１の発生領域は、最前受光面Ｂの全面でなくとも、少なくとも高さｈに相当する領域であってもよい。最前受光面Ｂ上にゴミや塵埃などの異物が付着していた場合、この気流Ｆ１により異物が吹き飛ばされ、最前受光面Ｂは清浄な状態に回復する。なお、本実施の形態では、ローパスフィルタの表面を最前受光面Ｂとして説明したが、ローパスフィルタを有さない撮像装置の場合は、撮像素子のカバーガラスの表面が最前受光面Ｂに相当する。また、撮像素子の受光面側にローパスフィルタや赤外カットフィルタが一体化された撮像装置の場合は、撮像装置の最も被写体に近い入射面が最前受光面Ｂに相当する。

一般に、異物を除去する効果は、気流Ｆ１の強さまたは速さに依存する。気流Ｆ１の強さは、帯状部材３２ａの寸法と形状に依存し、シャッタ幕３１の走行速度に比例する。単に帯状部材３２ａの寸法を大きくするのは、シャッタ幕３１の走行に対して抵抗となり、移動中の遮光羽根３２の平面性を悪化させる恐れがあるので、帯状部材３２ａのデザイン上の工夫が必要であり、例えば、帯状部材３２ａの傾斜角度を４５°程度に設定したり、帯状部材３２ａのエッジを直線状或いは鋸歯状にするのがよい。

以上説明したように、第１の実施の形態のシャッタ装置３０は、遮光羽根の中で最も移動距離が長い遮光羽根３２に、シャッタ幕３１の走行時に最前受光面Ｂ上に気流を発生させる部材である帯状部材３２ａを設けた。従って、シャッタ幕３１の走行と同時に最前受光面Ｂに発生する気流Ｆ１によって、最前受光面Ｂ上の異物を除去することができる。シャッタ幕３１は、レリーズ前に撮像素子４１の撮像面Ａに不要な光が入射しないように設けられており、本来的にデジタルカメラに必須のものである。従って、従来技術のような異物除去のためだけに用いられるワイパ装置を用いる必要がなく、製造コストを抑えることができる。また、撮影者が意識することなしに、撮影する度に異物除去処理が行われるので、使い勝手に優れている。

〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態のシャッタ装置が搭載されるデジタルカメラも図１に示したデジタルカメラ１００と基本的には同じ構成である。図４および図５を参照して説明する本実施の形態では、シャッタ装置５０の構造が第１の実施の形態のシャッタ装置３０と異なるので、シャッタ装置５０の構造と作用効果のみを説明する。

図４および図５を参照して、シャッタ装置５０の構造を詳細に説明する。シャッタ装置５０は、シャッタ装置３０と同様の３枚の遮光羽根５２〜５４から成るシャッタ幕５１と、これらを駆動する不図示の駆動機構とを有する。図４（ａ）は、シャッタ幕５１が撮像素子４１の撮像面Ａを遮蔽している状態を模式的に示す部分断面図であり、図４（ｂ）は、シャッタ幕５１が撮像面Ａを開放しつつある走行途中の状態を模式的に示す部分断面図である。図５は、最も移動距離が長い遮光羽根５２の形状を示す斜視図である。なお、シャッタ幕５１を構成する他の遮光羽根は、第１の実施の形態のものと同一であってもよいので、これらについては説明を省略する。

遮光羽根５２には、その長手方向に延在するスリット（開口部）５２ａが形成されている。更に、遮光羽根５２には、スリット５２ａの長手方向に平行に延在する帯状部材（送風部材）５２ｂが設けられている。帯状部材５２ｂは、遮光羽根５２の移動方向に沿ったスリット５２ａの後ろ側（−Ｙ方向）で、ローパスフィルタ４２と反対側（−Ｘ方向）に突出している。遮光羽根５２は、アームと連結するための２つの孔が形成された基部ｐ２と先端部ｑ２がシャッタ装置５０の枠に規制されて移動するために、帯状部材５２ａは、基部ｐ２と先端部ｑ２に挟まれた領域内に設けられる。また、帯状部材５２ｂは、被写体光Ｌがスリット５２ａを通して撮像面Ａへ到達しないようにする遮光作用も必要であるので、帯状部材５２ｂの長さと幅は、スリット５２ａの長さと幅よりも大きく設定される。このことから、スリット５２ａも基部ｐ２と先端部ｑ２に挟まれた領域内に設けられる。

スリット５２ａは、例えば遮光羽根５２にプレス抜き加工を施すことにより作製することができる。帯状部材５２ｂは、上述したように、スリット５２ａよりも大きく設ける必要があるので、遮光羽根５２と一体に形成することはできず、例えば接着のような接合加工で作製される。

図４（ｂ）に示されるように、シャッタ幕５１が走行すると、シャッタ幕５１に対して−Ｘ側から＋Ｘ側へスリット５２ａを通して空気が流入し、ローパスフィルタ４２の受光面、すなわち最前受光面Ｂに沿って気流Ｆ２が発生する。帯状部材５２ｂは、シャッタ幕５１の走行に伴い、スリット５２ａを通して空気を最前受光面Ｂに向かって送り込む送風作用をなす。気流Ｆ２は、シャッタ幕５１の走行中、最前受光面Ｂ上を走行方向の逆、つまり−Ｙ方向に流れ続け、最前受光面Ｂの全面に発生する。最前受光面Ｂ上にゴミや塵埃などの異物が付着していた場合、この気流Ｆ２により異物が吹き飛ばされ、最前受光面Ｂは清浄な状態に回復する。

一般に、異物を除去する効果は、気流Ｆ２の強さまたは速さに依存する。気流Ｆ２の強さは、スリット５２ａの開口の大きさ、帯状部材５２ｂの寸法と形状に依存し、シャッタ幕５１の走行速度に比例する。第１の実施の形態と同様に、単に帯状部材５２ｂの寸法を大きくするのは、シャッタ幕５１の走行に対して抵抗となり、移動中の遮光羽根５２の平面性を悪化させる恐れがあるので、帯状部材５２ｂのデザイン上の工夫が必要であり、例えば、帯状部材５２ｂの傾斜角度を４５°程度に設定したり、帯状部材５２ｂのエッジを直線状或いは鋸歯状にするのがよい。

第２の実施の形態によるシャッタ装置５０も第１の実施の形態によるシャッタ装置３０と同様の作用効果を奏することができる。

以下、第１および第２の実施の形態のシャッタ装置の変形例を述べる。これらの実施の形態では、帯状部材３２ａ，５２ｂが突起物として最前受光面Ｂ上に気流を発生させるが、突起物は１つのみに限らない。例えば、多数の突起物または凹部（ディンプル）を遮光羽根３２，５２の最前受光面Ｂ側に設けてもよい。多数の突起物や凹部は、寸法、形状が相互に異なっていてもよい。このように、多数の突起物や凹部を配設することによって、最前受光面Ｂ上に乱流を発生させることも可能になる。最前受光面Ｂに付着した異物の種類や状態によっては、乱流或いは渦流の方が異物の除去には、より有効な場合がある。また、帯状部材３２ａ，５２ｂや多数の突起物、凹部の代わりに、最前受光面Ｂ上まで伸びて軽く接触するブラシ状の突出物を遮光羽根３２，５２に設けてもよい。これらの帯状部材、突起物、凹部、ブラシ状の突出物は、併用してもよい。

第２の実施の形態のシャッタ装置５０では、シャッタ幕５１の走行時に帯状部材５２ｂは、最前受光面Ｂ上に空気を送り込む送風部材として作用する。これとは反対に、帯状部材５２ｂの配設位置やその傾斜角度を変えることにより、シャッタ幕５１の走行時に最前受光面Ｂ側からスリット５２ａを通して空気を吸引して最前受光面Ｂ上に気流を発生させるように構成してもよい。

第１および第２の実施の形態のシャッタ装置３０，５０では、気流発生部材は、最も移動距離が長い遮光羽根３２，５２に設けられているが、複数の遮光羽根が重ねられる順を変えれば、遮光羽根３４，５４に設けることもできる。また、第１および第２の実施の形態のシャッタ装置３０，５０では、いずれもシャッタ幕は１組構成であるが、本発明は、先幕と後幕の２組構成の、いわゆるフォーカルプレーンシャッタ装置にも適用できる。この場合、気流発生部材は、最も移動距離が長い遮光羽根２枚のうち最前受光面Ｂに近い方の遮光羽根に設けるのが望ましい。また、本発明は、遮光羽根が１枚のみのシャッタ装置にも応用でき、この場合も、撮像面に対して最も移動距離が長くなる位置に気流発生部材を設ければよい。

図１に示したデジタルカメラ１００に搭載されるシャッタ装置３０，５０では、シャッタ幕３１，５１がレリーズ時に走行して最前受光面Ｂ上の異物を除去するようにした。しかし、掃除モードを設定した上で、シャッタ幕３１，５１を開閉させるようにしても良い。この場合、異物除去を任意の時点で行うことができる。また、掃除モードでシャッタ幕３１，５１を開閉する速度をレリーズ時の開閉速度より高速にすれば、異物除去の気流速度が早くなり、異物除去効果をより発揮させることができる。掃除モード設定時は、シャッタ幕３１，５１を繰り返し開閉させると、さらに異物除去効果を発揮させることができる。

また、２組のシャッタ幕を使用するフォーカルプレーンシャッタでは、先幕と後幕との間の間隔がシャッタスピードで異なる。そのため、上記のような掃除モードを設定したときは、最前受光面Ｂ上でもっとも効果的な気流を発生させる間隔のシャッタスピードを自動的に選択することが好ましい。この最適な間隔は、メーカーにて事前に評価試験を行って設定することができる。

本発明は、シャッタ装置の遮光羽根に、シャッタ幕の走行時に、撮像装置の最前面上に気流を発生させるように構成されたシャッタ装置に特徴がある。本発明は、その特徴を損なわない限り、以上説明した実施の形態に何ら限定されない。

本発明の実施の形態に係るデジタルカメラの構成を模式的に示す全体構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係るシャッタ装置の部分断面図である。図２（ａ）は、シャッタ幕３１が撮像素子４１の撮像面Ａを遮蔽している状態、図２（ｂ）は、シャッタ幕３１が撮像面Ａを開放しつつある走行途中の状態を模式的に示す。 本発明の第１の実施の形態に係るシャッタ装置の最も移動距離が長い遮光羽根３２の形状を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係るシャッタ装置の部分断面図である。図４（ａ）は、シャッタ幕５１が撮像素子４１の撮像面Ａを遮蔽している状態、図２（ｂ）は、シャッタ幕５１が撮像面Ａを開放しつつある走行途中の状態を模式的に示す。 本発明の第２の実施の形態に係るシャッタ装置の最も移動距離が長い遮光羽根５２の形状を示す斜視図である。

符号の説明

１０：交換レンズ
２０：カメラボディ
３０，５０：シャッタ装置
３１，５１：シャッタ幕
３２，５２：最も移動距離が長い遮光羽根
３３，３４，５３，５４：遮光羽根
４０：撮像装置
４１：撮像素子
４２：ローパスフィルタ
１００：デジタルカメラ
Ａ：撮像面
Ｂ：最前受光面
Ｆ１，Ｆ２：気流
Ｌ：被写体光

Claims (5)

1. 撮像装置の撮像面上に進退可能な遮光羽根を備え、
   前記遮光羽根に、該遮光羽根の移動時に前記撮像装置の最前受光面上に気流を発生させる気流生成手段を設けることを特徴とするシャッタ装置。
2. 請求項１に記載のシャッタ装置において、
   前記気流生成手段は、前記撮像面に対する移動距離が前記遮光羽根の中で最も長い位置に延在する、前記撮像面側に突出する凸部材であることを特徴とするシャッタ装置。
3. 請求項１に記載のシャッタ装置において、
   前記気流生成手段は、前記撮像面に対する移動距離が前記遮光羽根の中で最も長い位置に延在して形成された開口部と、
   前記開口部を通して前記撮像面の反対側から撮像面側へ空気を流入させる送風部材とを有することを特徴とするシャッタ装置。
4. 請求項３に記載のシャッタ装置において、
   前記送風部材は、前記遮光羽根の移動方向に沿った前記開口部の後ろ側で、前記撮像面側と反対側に突出する凸部材であることを特徴とするシャッタ装置。
5. 撮像素子により被写体像を取り込むデジタルカメラにおいて、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のシャッタ装置を備えることを特徴とするデジタルカメラ。

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