JP2006058498A - デジタルカメラ - Google Patents

Abstract

【目的】 ＣＣＤを塵埃から保護するカバーガラスに付いた塵埃や傷等の障害物が撮影時に画像に映り込むことによる画質の低下を軽減する。
【構成】 ＣＣＤ２２の受光面２２Ａを塵埃から保護するカバーガラス２４をパッケージ２６に支持する支持部材３６、３７に圧電バイモルフ３８、３９が取付けられている。この圧電バイモルフ３８、３９には、撮影時に電圧が印加される。これによって、撮影時に、支持部材３６、３７が下方へ変位し、カバーガラス２４が下方へ移動するので、カバーガラス２４に付いた障害物が、撮影時に一定の場所に留まることなく下方へ移動される。従って、ＣＣＤ２２の受光面２２Ａに入射する光量の減少が分散され、画質の低下が軽減される。
【選択図】 図６

Description

本発明は、レンズによって結像された被写体の光学像が、撮像素子によって電気信号に変換されるデジタルカメラに関する。

従来から、カメラ本体内に存在する塵埃から撮像素子を保護する保護カバーを振動させて保護カバーに付着した塵埃を落下させる防塵機能付のデジタルカメラが考案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、保護カバーの振動で塵埃が保護カバーから落下されなかった場合、また、保護カバーに傷が付いている場合、撮影時に塵埃や傷等の障害物が画像に移り込み、画像に滲み、ボケ等が発生するという問題があった。
特開２００３−３３３３９５号公報

本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、保護カバーに付いた塵埃や傷等の障害物が撮影時に画像に映り込むことによる画質の低下を軽減することを目的とする。

請求項１に記載のデジタルカメラは、被写体の光学像を結像するレンズと、カメラ本体内の前記レンズの光軸上に配設され、前記レンズによって結像された光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記カメラ本体内の前記撮像素子の受光面の前に配設されて前記受光面を保護し、前記レンズによって結像された光学像を透過する保護カバーと、前記保護カバー又は前記撮像素子を前記レンズの光軸と交差する方向に移動させる移動手段と、撮影時に前記移動手段を作動させる制御手段と、を有することを特徴とする。

請求項１に記載のデジタルカメラでは、撮像素子がカメラ本体内のレンズの光軸上に配設され、保護カバーがカメラ本体内の撮像素子の受光面の前に配設されており、レンズによって結像された被写体の光学像が保護カバーを透過して撮像素子によって電気信号に変換される。

ここで、撮像素子の受光面を保護している保護カバーにはカメラ本体内に侵入した塵埃が付着する。この状態で撮影を行うと、保護カバーに付着した塵埃が画像に移り込み、画像に滲みやボケが発生する。また、保護カバーに傷が付いている場合も同様である。

そこで、制御手段は、撮影時に、移動手段を作動させて保護カバー又は撮像素子をレンズの光軸と交差する方向に移動させて、保護カバー撮像素子に対して相対的に移動させる。即ち、撮影時、保護カバーに付いた塵埃や傷等の障害物を、一定の場所に留まらせることなく移動させることで、保護カバーを透過して受光面へ入射する光量の減少を、保護カバーの移動方向へ分散させる。これによって、画質の滲みやボケが視認され難くなる。従って、保護カバーに付いた塵埃や傷等の障害物が画像に映り込むことによる画質の低下を低減できる。

請求項２に記載のデジタルカメラは、請求項１に記載のデジタルカメラであって、前記保護カバーと前記受光面との間を密封したことを特徴とする。

請求項２に記載のデジタルカメラでは、保護カバーと撮像素子の受光面との間が密閉されているので、カメラ本体内に侵入した塵埃が撮像素子の受光面に付着することはない。そして、保護カバーは、撮影時に撮像素子に対して相対的に、レンズの光軸と交差する方向へ移動されるので、カメラ本体内に侵入した塵埃が撮像素子の受光面の前で一定の場所に留まることが無い。従って、カメラ本体内に侵入した塵埃が画像に映り込むことによる画質の低下を低減できる。

請求項３に記載のデジタルカメラは、請求項１又は２に記載のデジタルカメラであって、前記移動手段は、前記保護カバー又は前記撮像素子を前記カメラ本体内で変位可能に支持する支持部材と、前記支持部材に取付けられ、電圧を印加されて前記支持部材を前記レンズの光軸と交差する方向に変位させる圧電素子と、を有することを特徴とする。

請求項３に記載のデジタルカメラでは、保護カバー又は撮像素子がカメラ本体内で、支持部材によって変位可能に支持されている。この支持部材には圧電素子が取付けられており、支持部材は、圧電素子に電圧が印加されると、レンズの光軸と交差する方向へ変位され、保護カバーをレンズの光軸と交差する方向へ変位させる。

請求項４に記載のデジタルカメラは、請求項３に記載のデジタルカメラであって、前記支持部材を、前記レンズの光軸と交差するＸ−Ｙ平面内でＸ方向及びＹ方向の２次元方向へ変位させる複数の前記圧電素子を設けたことを特徴とする。

請求項４に記載のデジタルカメラでは、複数の圧電素子が、支持部材をレンズの光軸と交差するＸ−Ｙ平面内でＸ方向及びＹ方向の２次元方向へ変位させる。これによって、Ｘ方向のみ又はＹ方向のみの１次元方向へ支持部材を変化させる場合と比して、保護カバーの移動量を大きくすることができ、撮像素子の受光面に入射する光量の減少を広範囲に分散できる。

請求項５に記載のデジタルカメラは、請求項１乃至４の何れか１項に記載のデジタルカメラであって、前記制御手段は、シャッター速度が上がるのに応じて前記移動手段による前記保護カバー又は前記撮像素子の移動速度を上げることを特徴とする。

ここで、シャッター速度に関わらず移動手段による保護カバーの移動速度を一定とした場合、シャッターが開放している間に保護カバーが移動できる距離に差が生じ、撮像素子の受光面に入射する光量の減少が分散される度合にも差が生じる。

そこで、請求項５に記載のデジタルカメラでは、制御手段が、シャッター速度が上がるのに応じて移動手段による保護カバー又は撮像素子の移動速度を上げる。これによって、シャッターが開放されている時間が短くでも、保護カバーの移動距離を十分に取ることができ、撮像素子の受光面に入射する光量の減少を十分に分散することができる。

請求項６に記載のデジタルカメラは、請求項１乃至５に記載のデジタルカメラであって、前記レンズが配設されたレンズユニットが前記カメラ本体に着脱可能とされたことを特徴とする。

請求項６に記載のデジタルカメラでは、レンズが備えられたレンズユニットがカメラ本体に着脱可能とされている。このため、レンズユニットをカメラ本体から外した際、カメラ本体内に塵埃が侵入する恐れがあるが、上述したように、カメラ本体内の塵埃が、撮影時に撮像素子の受光面の前で一定の場所に留まることがないので、カメラ本体内の塵埃が画質に与える影響は少ない。

本発明は上記構成にしたので、保護カバーに付いた塵埃や傷等の障害物が撮影時に画像に映り込むことによる画質の低下を軽減できる。

以下に図面を参照しながら本実施形態について説明する。

図１、図２に示すように、デジタルカメラ１０は、主に静止画像を撮影する一眼レフタイプのデジタルカメラである。このデジタルカメラ１０は、カメラ本体１２の前面（正面）部にレンズマウント部１４が備えられ、レンズマウント部１４を介してレンズユニット１６が着脱可能に装着される。即ち、レンズユニット１６が交換可能となっている。また、シャッターボタン１８が正面に向かって左上部に配置されている。

図３に示すように、デジタルカメラ１０の背面外装部には、光学ファインダ６０、表示パネル６２、液晶モニタ６４、十字ボタン６６、メニュー／実行ボタン６７、バックボタン６８、ファンクションボタン６３などが設けられている。

液晶モニタ６４には、被写体像及び記録済み画像の再生画像を表示させることができる。また、現在設定されているモードの情報、画像の圧縮率の情報、日時情報、コマ番号なども表示される。更に、ユーザーが各種の設定操作等を行う際のユーザインターフェース用表示画面としても利用され、必要に応じて設定項目などのメニュー情報も表示される。

また、光学ファインダ６０では、レンズユニット１６（図１参照）からの被写体像を、そのまま見ることができる。

図４に示すように、カメラ本体１２の内部には、クイックリターンミラー２０３がレンズ２０１の光軸Ｌ上に配設されている。クイックリターンミラー２０３は、レンズユニット１６で結像された被写体の光学像を光学ファインダ６０の光路系へ導く位置（斜設位置）と撮影光路外に退避する位置（退避位置）との間を移動する。（所謂、ミラーダウンとミラーアップという）。なお、図４においては、クイックリターンミラー２０３がミラーダウンした斜設位置にある。

クイックリターンミラー２０３の上方には、光学ファインダ６０に導かれる被写体の光学像が結像するピント板２０４が配設されている。ピント板２０４の上方には、光学ファインダ６０の視認性を向上させるためのコンデンサレンズ２０５が設けられている。そして、ペンタゴナルダハプリズム２０６で、ピント板２０４とコンデンサレンズ２０５とを通った被写体の光学像を、光学ファインダ６０用の接眼レンズ２０８へ導く。

一方、クイックリターンミラー２０３の後方には、上下方向にシャッター３２が開閉するフォーカルプレーンシャッター型のシャッター機構３０が配置されている。なお、図３ではシャッター３２が開放している。シャッター機構３０の後方には、撮像素子であるＣＣＤ２２が配置され、ＣＣＤ２２の受光面２２Ａはカバーガラス２４で保護されている。ＣＣＤ２２の受光面２２Ａには多数のフォトダイオード（図示省略）が平面的に配列されている。

そして、クイックリターンミラー２０３が撮影光路外に退避する位置（退避位置）にミラーアップし、シャッター３２を開放することによって、シャッター機構３０の後方に配置されているＣＣＤ２２の受光面２２Ａに光学像が結像され、電荷が蓄積される。そして、画像データが、記録メディア１２０（図５参照）に記録される。

また、図５は、デジタルカメラ１０（カメラ本体１２及びレンズユニット１６）の内部構成を示すブロック図である。レンズユニット１６は、絞り機構８０とフォーカシングレンズなどの複数のレンズ２０１とを備えるとともに、絞り機構８０を駆動する手段としてのアイリスモータ８３及びその駆動回路（モータドライバ）８４、フォーカシングレンズを駆動する手段としてのＡＦモータ８６及びその駆動回路（モータドライバ）８７、並びに制御用の中央処理装置（以下、レンズＣＰＵという。）８８、各種データが格納されているＲＯＭ８９等が内蔵されている。

不揮発性記憶手段であるＲＯＭ８９は書き換え不能なものであってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのように書き換え可能なものでもよい。ＲＯＭ８９には当該レンズユニット１６の型名、焦点距離、Ｆナンバー、その他のレンズ性能に関する各種情報（以下、「レンズ情報」という。）が格納されている。

レンズユニット１６をカメラ本体１２のレンズマウント部１４に装着（図１と図２参照）すると、レンズマウント部１４に設けられている電気接点部１４Ａとレンズユニット１６の電気接点部１６Ａとを介してレンズユニット１６とカメラ本体１２が電気的に接続され、デジタルカメラ１０内のＣＰＵ（以下、カメラＣＰＵという。）９０とレンズＣＰＵ８８の間で信号の受渡しが可能となる。

カメラＣＰＵ９０は、所定のプログラムに従って本カメラシステムを統括制御する制御手段として機能するとともに、ＡＥ／ＡＦ演算など各種の演算を実施する演算手段として機能する。カメラＣＰＵ９０に接続されているＲＯＭ９１には、カメラＣＰＵ９０が実行するプログラム及び制御に必要な各種データ等が格納されており、ＲＡＭ９２はカメラＣＰＵ９０の作業用領域として利用される。不揮発性記憶手段であるＲＯＭ９１は書き換え不能なものであってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのように書き換え可能なものでもよい。

カメラＣＰＵ９０は、カメラ本体１２に設けられている電源スイッチ９３、モード選択スイッチ９４、及びレリーズ検出スイッチ９５その他の操作部９６からの指示信号に基づいてデジタルカメラ１０内の各回路の動作を制御する。なお、操作部９６は図３で説明した十字ボタン６６、メニュー／実行ボタン６７、バックボタン６８、ファンクションボタン６３等の各種の操作手段を含むブロックである。

電源スイッチ９３は、デジタルカメラ１０の主電源をＯＮ／ＯＦＦする操作手段である。カメラＣＰＵ９０は電源スイッチ９３の状態を監視し、その状態に応じて電源回路９７を制御する。すなわち、電源スイッチ９３の閉（ＯＮ）状態を検出すると、カメラＣＰＵ９０は電源回路９７に対して起動指令の信号を与え、電源回路９７を起動させる。

電源回路９７はＤＣ／ＤＣコンバータを含む。デジタルカメラ１０に装填されている電池９８から供給される電力は、電源回路９７のＤＣ／ＤＣコンバータによって所要の電圧に変換された後、電源回路９７よりデジタルカメラ１０内の各回路ブロックに供給される。電源スイッチ９３の開（ＯＦＦ）状態を検出すると、カメラＣＰＵ９０は電源回路９７に対して停止指令の信号を与え、電源回路９７からの電力供給を停止させる。なお、主電源のＯＮ／ＯＦＦについては、電源スイッチ９３の操作に限らず、オートパワーＯＮ機能（設定された時刻にパワーＯＮする機能）やオートパワーＯＦＦ機能（一定時間の無操作状態が継続した場合や設定された時刻に自動的にパワーＯＦＦする機能）によって切り換わる態様もある。

また、カメラＣＰＵ９０は、電気接点部１４Ａを介して伝達される電気信号に基づいてレンズユニット１６の着脱を検出することができるとともに、装着されたレンズユニット１６からレンズ情報を取得することができる。取得したレンズ情報はデジタルカメラ１０のＥＥＰＲＯＭ（不揮発性記憶手段）９９に記憶され、その情報内容は電源ＯＦＦの状態においても保持される。カメラＣＰＵ９０はＥＥＰＲＯＭ９９内に保持しているデータと、電源ＯＮ時に新たにレンズユニット１６から取得したレンズ情報を比較することによって、レンズ交換が行われたか否かを判断する。

モード選択スイッチ９４は、デジタルカメラ１０の動作モードを設定する手段であり、このモード切換スイッチを操作することによって「撮影モード」（撮影を行うモード）や「再生モード」（記録画像を再生するモード）などの各モードに設定できる。レリーズ検出スイッチ９５は、シャッターボタン１８（図１参照）の内部に配設される検出スイッチであり、シャッターボタン１８の半押し時にＯＮするＳ１スイッチと、全押し時にＯＮするＳ２スイッチから構成される。

モード選択スイッチ９４によって「撮影モード」が選択されると、デジタルカメラ１０は撮影可能な状態になる。カメラＣＰＵ９０がシャッターボタン１８の半押し（Ｓ１＝ＯＮ）を検出すると、ＡＥ及びＡＦ処理を実施し、その後、シャッターボタン１８の全押し（Ｓ２＝ＯＮ）を検知すると、記録用の画像を取り込むためのＣＣＤ露光及び読み出し制御を開始する。

デジタルカメラ１０に搭載されたＡＥ機能はＴＴＬ方式のＡＥであり、デジタルカメラ１０内部には、検出系としてのＡＥセンサ（受光素子）１００と、撮影レンズの透過光を分岐してＡＥセンサ１００まで導く検出光路を形成する光学系（不図示）とが設けられている。また、デジタルカメラ１０のＡＦ機能はＴＴＬ位相差式ＡＦであり、デジタルカメラ１０内部には位相差式ＡＦの検出系であるＡＦモジュール１０１と、検出光路の形成に必要な光学系（不図示）とが配設されている。ＡＥセンサ１００やＡＦモジュール１０１の配置構造や光学系の構成などについては、本発明の実施において特に限定されるものではく、一眼レフカメラの分野において知られる様々な態様を適用できる。また、ＡＥ／ＡＦ機能を実現する手段は、上述の例に限定されず、他のＡＥ／ＡＦ方式を用いてもよい。

シャッターボタン１８が「半押し」されると（Ｓ１＝ＯＮ）、カメラＣＰＵ９０は、ＡＦモジュール１０１からの検出信号に基づいてピント状態を判定し、フォーカシングレンズ８２の移動制御信号を生成する。この移動制御信号はレンズＣＰＵ８８に送られる。レンズＣＰＵ８８はカメラＣＰＵ９０からの信号に基づいてモータドライバ８７を制御してＡＦモータ８６を作動させ、フォーカシングレンズ８２を合焦位置に移動させる。

また、カメラＣＰＵ９０は、ＡＥセンサ１００からの検出信号に基づいてＡＥ演算を行い、絞り値やシャッタースピードを算出する。カメラＣＰＵ９０で生成された絞り制御信号はレンズＣＰＵ８８に送られる。レンズＣＰＵ８８はカメラＣＰＵ９０からの信号に基づいてモータドライバ８４を制御してアイリスモータ８３を作動させ、絞り機構８０を所要の開口にする。

シャッターボタン１８が「全押し」されると（Ｓ２＝ＯＮ）、カメラＣＰＵ９０は、ＡＥ演算の結果に基づいてシャッターユニット２０の駆動部１０２を制御し、シャッターユニット２０を開閉させるとともに、ＣＣＤ２２の電荷蓄積時間を制御する。

レンズユニット１６を介してＣＣＤ２２に結像された被写体の光学像は、ＣＣＤ２２によって光電変換される。

ＣＣＤ２２の各フォトダイオード（図示省略）に蓄積された信号電荷は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１０３から与えられるパルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（撮像信号）として順次読み出される。ＣＣＤ２２から出力された信号はアナログ処理部１０４に送られ、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理、色分離、ゲイン調整などの所要の処理が行われる。アナログ処理部１０４で生成された画像信号はＡ／Ｄ変換器１０６によってデジタル信号に変換された後、画像入力コントローラ１０８を介してメモリ１１０に格納される。なお、タイミングジェネレータ１０３は、カメラＣＰＵ９０の指令に従ってＣＣＤ２２、アナログ処理部１０４及びＡ／Ｄ変換器１０６に対してタイミング信号を与えており、このタイミング信号によって各回路の同期がとられている。

メモリ１１０に格納されたデータは、バス１１２を介して画像信号処理回路１１４に送られる。画像信号処理回路１１４は、輝度・色差信号生成回路、ガンマ補正回路、シャープネス補正回路、ホワイトバランス補正回路等を含む画像処理手段であり、カメラＣＰＵ９０からのコマンドにしたがって、画像信号を処理する。

画像信号処理回路１１４に入力された画像データは、輝度信号（Ｙ信号）及び色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ信号）に変換されるとともに、ガンマ補正等の所定の処理が施される。画像信号処理回路１１４で生成された画像データは圧縮伸長回路１１６に送られ、ＪＰＥＧその他の所定の形式に従って圧縮される。圧縮された画像データは、メディアコントローラ１１８を介して記録メディア１２０に記録される。

圧縮形式はＪＰＥＧに限定されず、ＭＰＥＧその他の方式を採用してもよい。また、画像データを保存する手段は、メモリカードで代表される半導体メモリに限定されず、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクなど、種々の媒体を用いることができる。また、リムーバブルメディアに限らず、デジタルカメラ１０に内蔵された記録媒体（内部メモリなど）であってもよい。

モード選択スイッチ９４によって「再生モード」が選択されると、記録メディア１２０から画像ファイルが読み出される。読み出された画像データは、圧縮伸長回路１１６によって伸長処理され、ＶＲＡＭ１２２に送られる。ＶＲＡＭ１２２に格納されたデータは、
ビデオエンコーダ１２４によって表示用の所定方式の信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信号）に変換された後、液晶モニタ６４に供給される。こうして記録メディア１２０に格納されている画像が液晶モニタ６４に表示される。

ところで、デジタルカメラ１０は、ユーザーによって必要に応じ、レンズユニット１６が交換される。その際、カメラ本体１２の開口部１７（図２参照）から、外部の塵埃など異物が、カメラ本体１２の内部に侵入する。あるいは、生産時に混入した塵埃などの異物や駆動部分から発生する摩擦粉などの異物もカメラ本体１２の内部に存在する。このような異物がカバーガラス２４に付着すると、撮影画像に写り込んでしまう。

このため、図６、図７に示すように、カバーガラス２４を上下方向に振動可能とし、カバーガラス２４に付着した塵埃を落下させることができる構成としている。以下、カバーガラス２４を上下方向に振動させる機構について説明する。

ＣＣＤ２２は、パッケージ２６に収納されている。このパッケージ２６は、受光面２２Ａの前側を開口されており、この開口にカバーガラス２４がシール材２８を介して取付けられている。シール材２８は伸縮自在な環状の部材となっており、カバーガラス２４とパッケージ２６との間を密封している。即ち、ＣＣＤ２２は、カバーガラス２４、パッケージ２６、シール材２８によって密封されているので、ＣＣＤ２２の受光面２２Ａにカメラ本体１２内の塵埃が付着することはない。

また、カバーガラス２４は、細長い可撓性を有する金属製の支持部材３６、３７によってパッケージ２６に支持されている。支持部材３６は、ＣＣＤ２２よりも上側に受光面２２Ａと光軸Ｌ（図４参照）方向に重ならないように配置され、長手方向一端部をカバーガラス２４の裏面に取付けられ、長手方向他端部をパッケージ２６に取付けられている。また、支持部材３７は、ＣＣＤ２２よりも下側に受光面２２Ａと光軸Ｌ（図４参照）方向に重ならないように配置され、長手方向一端部をカバーガラス２４の裏面に取付けられ、長手方向他端部をパッケージ２６に取付けられている。また、支持部材３６、３７の配置は、受光面２２Ａの中心点に対して略対称となっている。

また、支持部材３６、３７は、両面を上下方向に向けており、支持部材３６、３７の両面にはそれぞれ圧電バイモルフ３８、３９が取付けられている。図８に示すように、圧電バイモルフ３８、３９は、電圧を印加されると、それぞれ支持部材３６、３７を図中鎖線で示すように、下方へ変位させる。これによって、カバーガラス２４によって付着した塵埃が落下する。

しかし、カバーガラス２４の振動で塵埃がカバーガラス２４から落下されなかった場合、また、カバーガラス２４に傷が付いている場合、撮影時に塵埃や傷等の障害物が画像に移り込む。このため、本実施形態のデジタルカメラ１０では、カバーガラス２４に付いた塵埃や傷等の障害物が撮影時に画像に映り込むことによる画質の低下を軽減させるための制御を行う。

以下、この制御方法を、図９に示すフローチャートを参照して説明する。

カメラＣＰＵ９０は、モード選択スイッチ９４によって「撮影モード」が選択されると制御フローを開始し、ステップ１へ進む。ステップ１では、シャッターボタン１８が全押しされレリーズ検出スイッチ９５のＳ２スイッチがオンになるまで否定判定が繰り返され、肯定されるとステップ２へ進む。

ステップ２では、シャッターユニット２０の駆動部１０２を駆動し、シャッタユニット２０を開閉させると共に、圧電バイモルフ３８、３９に電圧を印加する。ここでは、選択されたシャッター速度に基づいて駆動電圧波形の立ち上げ勾配を変化させて、圧電バイモルフ３８、３９の変位速度を変化させる。即ち、シャッター速度が速い時は、カバーガラス２４の移動速度を速くし、シャッター速度が遅い時は、カバーガラス２４の移動速度を遅くする。

これによって、レンズ２０１によって結像された被写体の光学像がカバーガラス２４を透過する際、カバーガラス２４に付いた塵埃や傷等の障害物Ｐが、一定の場所に留まることなく下方向へ移動する。従って、カバーガラス２４を透過して受光面２２Ａへ入射する光量の減少が、カバーガラス２４の移動方向である下方へ分散される。

例えば、カバーガラス２４に付着した１画素のサイズの塵埃を、シャッタユニット２０が開放されている間に、１０画素分だけ移動させると、移動する塵埃によって光を遮られる１０画素の光量の減少は、塵埃を１画素に留まらせた場合の１画素の光量減少と比して１／１０となる。これによって、画質の滲みやボケ等は視認され難くなり、カバーガラス２４に塵埃が付着していない状態で撮影した場合と比較しても画質上は問題が無いレベルまで改善される。

なお、カバーガラス２４の移動距離は、長ければ長い程、画質が向上するが、障害物Ｐを数画素分移動させるだけでも、障害物Ｐを１画素に留まらせた場合と比較すると明確な効果が得られる。

そして、ステップ３へ進み、圧電バイモルフ３８、３９への電圧印加を解除し、カバーガラス２４を元の位置へ復帰させる。そして、本フローを終了する。

なお、本実施形態では、レリーズ検出スイッチ９５のＳ２スイッチがオンになってからシャッターユニット２０を開放するのと同時に、カバーガラス２４を移動させたが、これに限らず、レリーズスイッチ９５のＳ１スイッチがオンになってから、即ち、シャッターユニット２０が開放される前から作動させておいても良い。

また、スルー画が液晶モニタ６４に表示されるデジタルファインダ機能を有し、シャッタユニット２０を備えないデジタルカメラであれば、少なくとも記録メディアやメモリに格納される画像データに変換される画像がＣＣＤ２２に取込まれる間にカバーガラス２４が移動されていれば良く、スルー画を表示させるための画像がＣＣＤ２２に取込まれている間、即ち、モード選択スイッチ９４によって「撮影モード」が選択されてからカバーガラス２４を移動させておいても良い。

次に、第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。

図１０、図１１に示すように、カバーガラス２４は、上下方向の中央部且つ横方向の一端部を、パッケージ２６の横方向一端部に立設された回転軸４６によって回転可能に支持されている。また、カバーガラス２４は、細長い可撓性を有する金属製の支持部材４７、４８によってパッケージ２６に支持されている。支持部材４７は、ＣＣＤ２２よりも上側に受光面２２Ａと光軸Ｌ（図４参照）方向に重ならないように配置され、長手方向一端部をカバーガラス２４の裏面の横方向他端部に取付けられ、長手方向他端部をパッケージ２６の横方向一端部に取付けられている。また、支持部材４８は、ＣＣＤ２２よりも下側に受光面２２Ａと光軸Ｌ（図４参照）方向に重ならないように配置され、長手方向一端部をカバーガラス２４の裏面の横方向他端部に取付けられ、長手方向他端部をパッケージ２６の横方向一端部に取付けられている。

また、支持部材４７、４８は、両面を上下方向に向けており、支持部材４７、４８の両面にはそれぞれ圧電バイモルフ５０、５１が取付けられている。図１２に示すように、圧電バイモルフ５０、５１は、電圧を印加されると、それぞれ支持部材４７、４８を図中鎖線で示すように、下方へ変位させる。これによって、カバーガラス２４の横方向他端部に下向きの力が作用し、回転軸４６回りに下向きに回転する。従って、カバーガラス２４に付いた障害物Ｐが一定の場所に留まることなく回転軸４６回りに下方向へ回動する。従って、カバーガラス２４を透過して受光面２２Ａへ入射する光量の減少が、カバーガラス２４の移動方向へ分散される。

次に、第３の実施形態について説明する。なお、第１、第２の実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。

図１３、図１４に示すように、カバーガラス２４は、Ｌ字状の可撓性を有する金属製の支持部材４０、４１によってパッケージ２６に支持されている。支持部材４０、４１は、光軸Ｌ（図４参照）方向に受光面２２Ａと重ならないように配置され、長手方向の一端部をカバーガラス２４の裏面に取付けられ、長手方向の他端部をパッケージ２６に取付けられている。また、支持部材４０、４１は、受光面２２Ａの中心に対して略対称に配置され、上下左右に対向している。

支持部材４０、４１の横方向に延出し、長手方向の一端部をパッケージ２６に取付けられた第１支持部４０Ａ、４１Ａの両面には圧電バイモルフ４２、４３が取付けられている。また、支持部材４０、４１の縦方向に延出し、長手方向の一端部をカバーガラス２４の裏面に取付けられた第２支持部４０Ｂ、４１Ｂの両面には圧電バイモルフ４４、４５が取付けられている。

図１５に示すように、圧電バイモルフ４２、４３は、電圧を印加されると、それぞれ第１支持部４０Ａ、４１Ａを図中鎖線で示すように、下方へ変位させる。また、圧電バイモルフ４４、４５は、電圧を印加されると、それぞれ第２支持部４０Ｂ、４１Ｂを図中鎖線で示すように、横方向の一側へ変位させる。

そして、圧電バイモルフ４２、４３、４４、４５に同時に電圧を印加すると、支持部材４０、４１は、図中鎖線で示すように、光軸Ｌ（図４参照）と交差するＸ−Ｙ平面内におけるＸ方向及びＹ方向の２次元方向に変位される。

これによって、Ｘ方向のみ又はＹ方向のみの１次元方向へ支持部材４０、４１を変化させる場合と比して、カバーガラス２４の移動量を大きくすることができ、受光面２２Ａに入射する光量の減少を広範囲に分散できる。

なお、第１乃至第３実施形態では、カバーガラス２４とＣＣＤ２２を相対的に移動させるためにカバーガラス２４を移動させたが、これに限らず、カバーガラス２４を固定し、ＣＣＤ２２を移動させても良い。

また、本実施形態では、圧電素子として圧電バイモルフを使用したが、印加電圧に応じて厚さが変化するタイプの圧電素子を用いても良い。この場合、圧電素子は、カバーガラス２４、又はＣＣＤ２２の側面に押し付けてカバーガラス２４、またはＣＣＤ２２をスライドさせるように構成することも可能である。

また、第１乃至第３実施形態では、一眼レフタイプのデジタルカメラを例に取って本発明を説明したが、クイックターンミラー２０３やシャッタユニット２０等を備えない、所謂コンパクトタイプのデジタルカメラにも本発明を適用可能である。

第１実施形態のデジタルカメラを示す斜視図である。 第１実施形態のデジタルカメラを示す斜視図である。 第１実施形態のデジタルカメラの背面を示す正面図である。 第１実施形態のデジタルカメラの内部構成を示す図である。 第１実施形態のデジタルカメラの内部構成を示すブロック図である。 第１実施形態のデジタルカメラのＣＣＤを示す正面図である。 図６の７−７断面図である。 第１実施形態のデジタルカメラのカバーガラス、支持部材の動作を示す図である。 第１実施形態のデジタルカメラの撮影時の制御方法を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態のデジタルカメラのＣＣＤを示す正面図である。 図１０の１１−１１断面図である。 第２実施形態のデジタルカメラのカバーガラス、支持部材の動作を示す図である。 第３実施形態のデジタルカメラのＣＣＤを示す正面図である。 図１３の１４−１４断面図である。 第３実施形態のデジタルカメラのカバーガラス、支持部材の動作を示す図である。

符号の説明

１０ デジタルカメラ
１２ カメラ本体
１６ レンズユニット
２２ ＣＣＤ（撮像素子）
２４ カバーガラス（保護カバー）
３６ 支持部材（移動手段）
３７ 支持部材（移動手段）
３８ 圧電バイモルフ（移動手段、圧電素子）
３９ 圧電バイモルフ（移動手段、圧電素子）
４０ 支持部材（移動手段）
４１ 支持部材（移動手段）
４２ 圧電バイモルフ（移動手段、圧電素子）
４３ 圧電バイモルフ（移動手段、圧電素子）
４４ 圧電バイモルフ（移動手段、圧電素子）
４５ 圧電バイモルフ（移動手段、圧電素子）
４７ 支持部材（移動手段）
４８ 支持部材（移動手段）
５０ 圧電バイモルフ（移動手段、圧電素子）
５１ 圧電バイモルフ（移動手段、圧電素子）
９０ カメラＣＰＵ（制御手段）
２０１ レンズ
Ｌ 光軸

Claims (6)

1. 被写体の光学像を結像するレンズと、
   カメラ本体内の前記レンズの光軸上に配設され、前記レンズによって結像された光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
   前記カメラ本体内の前記撮像素子の受光面の前に配設されて前記受光面を保護し、前記レンズによって結像された光学像を透過する保護カバーと、
   前記保護カバー又は前記撮像素子を前記レンズの光軸と交差する方向に移動させる移動手段と、
   撮影時に前記移動手段を作動させる制御手段と、
   を有することを特徴とするデジタルカメラ。
2. 前記保護カバーと前記受光面との間を密封したことを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
3. 前記移動手段は、
   前記保護カバー又は前記撮像素子を前記カメラ本体内で変位可能に支持する支持部材と、
   前記支持部材に取付けられ、電圧を印加されて前記支持部材を前記レンズの光軸と交差する方向に変位させる圧電素子と、
   を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のデジタルカメラ。
4. 前記支持部材を、前記レンズの光軸と交差するＸ−Ｙ平面内でＸ方向及びＹ方向の２次元方向へ変位させる複数の前記圧電素子を設けたことを特徴とする請求項３に記載のデジタルカメラ。
5. 前記制御手段は、シャッター速度が上がるのに応じて前記移動手段による前記保護カバー又は前記撮像素子の移動速度を上げることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のデジタルカメラ。
6. 前記レンズが配設されたレンズユニットが前記カメラ本体に着脱可能とされたことを特徴とする請求項１乃至５に記載のデジタルカメラ。

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