JP2007052075A - アクセサリ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】固体撮像素子のカバーガラスの表面や光学フィルタの表面に付着した塵埃を、より効率的かつ容易に除去できるようにする。
【解決手段】撮像素子を備えるレンズ交換可能な撮像装置に用いられ、撮像素子の前方に配置された光学部材の表面の異物を除去するためのアクセサリ装置であって、所定の面積を有し且つ粘着性を有する粘着面を備える粘着部材１４と、粘着部材を支持するための支持部材１５と、支持部材を支持するための軸部材１１と、支持部材と軸部材との間に配置され、粘着部材の粘着面が光学部材の表面に接触したときに、粘着面が光学部材の表面に倣うように支持部材を軸部材に対して回動可能に保持する保持部１１ａ，１５ｂとを具備する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、例えばデジタルカメラ等の光学機器のアクセサリ装置に関し、特に光学機器に組み込まれている光学部材の表面或はその近傍に付着した異物を除去するためのアクセサリ装置に関するものである。

デジタルカメラ等の撮像装置においては、撮影レンズの焦点面近傍に塵埃等の異物が存在すると、その異物の影が固体撮像素子に写り込んでしまうという問題がある。このような異物の発生原因としては、レンズ交換時に塵埃が外部から侵入することや、カメラ内部でのシャッタやミラーの動作に伴ってその構造部材である樹脂等の微細な磨耗紛が発生することなどが考えられる。このような原因で発生した塵埃は、特に固体撮像素子の保護用のカバーガラスとカバーガラスの前面に配設されている赤外カットフィルタや光学ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと略す）等の光学フィルタの間に入り込んでしまう場合がある。その場合、その塵埃を除去するためにはカメラを分解しなければならなかった。このため、固体撮像素子のカバーガラスと光学フィルタとの間を密閉構造とし、それらの間に塵埃が入り込まないようにすることは極めて有効なものであった。

しかしながら、光学フィルタの固体撮像素子に面する側とは反対側の表面に塵埃が付着した場合、それが焦点面の近傍である場合にはその塵埃が影となって固体撮像素子に写り込んでしまうという問題は依然として残っている。

そこで、このような問題を解決するために、固体撮像素子のカバーガラスの表面もしくは防塵構造の最外面をワイパーで清掃する技術が提案されている（特許文献１参照）。

また、粘着材により、固体撮像素子のカバーガラスの表面や光学フィルタの表面に付着している塵埃を除去する技術が提案されている（特許文献２参照）。
特開２００３−２０１８４４０号公報 実開平０６−０６３１８３号公報

しかしながら特許文献１の構成では、固体撮像素子のカバーガラスの表面や防塵構造の最外面をワイパーで擦るため、金属紛のような硬い塵埃の場合には、固体撮像素子のカバーガラスの表面や防塵構造の最外面にキズを付ける可能性がある。またワイパーを配設するための機構が必要となり、カメラが大型化するという問題がある。

また特許文献２の構成では、粘着部材と被清掃面とが当接する面積が小さいため、固体撮像素子のカバーガラスの表面や光学フィルタの表面に多くの塵埃が付着した場合には、多数回の除去作業が必要になる。また塵埃の付着量が少量であったとしても、塵埃の位置を特定し、その塵埃を狙って清掃を行う必要があり、作業が複雑で熟練を要するという問題がある。

従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、固体撮像素子のカバーガラスの表面や光学フィルタの表面に付着した塵埃を、より効率的かつ容易に除去できるようにすることである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わるアクセサリ装置は、撮像素子を備えるレンズ交換可能な撮像装置に用いられ、前記撮像素子の前方に配置された光学部材の表面の異物を除去するためのアクセサリ装置であって、所定の面積を有し且つ粘着性を有する粘着面を備える粘着部材と、前記粘着部材を支持するための支持部材と、前記支持部材を支持するための軸部材と、前記支持部材と前記軸部材との間に配置され、前記粘着部材の粘着面が前記光学部材の表面に接触したときに、前記粘着面が前記光学部材の表面に倣うように前記支持部材を前記軸部材に対して回動可能に保持する保持手段と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、固体撮像素子のカバーガラスの表面や光学フィルタの表面に付着した塵埃を、より効率的かつ容易に除去することが可能となる。

以下、本発明の好適な一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１、図２は本発明の一実施形態のアクセサリ装置５０の構成を示す外観斜視図である。また図３Ａ、図３Ｂはアクセサリ装置５０の粘着部材付近の構造を示す側断面図である。

図１においてアクセサリ装置５０は、塵埃を除去するための粘着面１４ａを有する粘着部材１４を備えている。粘着部材１４は、粘着力によって被清掃面に付着した塵埃を除去することが可能であり、且つ被清掃面側への粘着材転写のない材質で構成される。具体的には、例えばブチル系、シリコン系、ＥＰＤＭ系といったゴムや、もしくは粘着テープ（例えば住友３Ｍ製両面粘着テープ「９３１３」）、もしくは台座部１５の表面にアクリル系等の粘着剤を直接塗布したものなどを用いることが可能である。軸部材１１は、ユーザが、このアクセサリ装置５０を用いて塵埃除去操作を行なう場合に、アクセサリ装置５０を支持するために使用される。

粘着部材１４は、プラスチック、金属などの剛体（剛性の高い材料）で構成される台座部１５に両面テープや接着剤によって固定されている。図３に示すように、台座部１５にはＤカット形状の開口部１５ａが設けられており、開口部１５ａに軸部材１１の突起部１１ａが挿入されている。台座部１５は、軸部材１１と一体に固定された回転規制部材１８と、軸部材１１の先端部１１ａとによって、軸部材１１の軸方向への移動量が規制されている。台座部１５がこの移動可能範囲の両端にある状態を、それぞれ第１の状態３０１（図３Ａ）、第２の状態３０２（図３Ｂ）と呼ぶ。すなわち、台座部１５の受け面１５ｃと回転規制部材１８の端部１８ａが接触している状態を第１の状態３０１と呼び、台座部１５の凹部１５ｂと軸部材１１の突起部１１ａの先端が接触している状態を第２の状態３０２と呼ぶ。台座部１５はコイルバネ（圧縮バネ）１９によって付勢されており、外力の負荷のないときは第１の状態３０１となっているが、粘着部１４の粘着面１４ａが被清掃面に当接し、台座部１５が被清掃面に押されると第２の状態３０２へと移動する。

図３Ａに示すように、第１の状態３０１では、回転規制部材１８は台座部１５の開口部１５ａと嵌合しており、台座部１５の軸部材１１に対するピッチング、ヨーイングの動きは規制される。また、回転規制部材１８はＤカット形状で、同じくＤカット形状である台座部１５の開口部１５ａと嵌合しており、ローリング（回転方向）の動きを規制する。ここでピッチング、ヨーイング、ローリングとは、それぞれ、図１に示された座標軸において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を中心とした回転運動を示す。なお、２０は回転規制部材１８を固定するＥリングである。

図３Ｂに示すように、第２の状態３０２では、回転規制部材１８の開口部１５ａとの嵌合状態がはずれ、台座部１５は軸部材１１に対して３軸回りに回転可能となる。また第２の状態３０２では、台座部１５の凹部１５ｂに軸部材１１の突起部１１ａの先端が接触しており、ここを回転中心として、粘着部材１４は軸部材１１に対して滑らかに回転することができる。なお、凹部１５ｂの位置は、粘着部材１４の粘着面１４ａになるべく近いほうが、粘着部材１４が軸部材１１に対して回動したときに、被清掃面に対する粘着部材１４の面内方向の移動が少なくなるので好ましい。

マウント取り付け部５６は、このアクセサリ装置５０を、カメラ１００のマウント機構１０１（図４参照）に取り付けるための機構部である。このマウント取り付け部５６には、マウント機構１０１に位置決めされて係止される係止部５６ａと、軸部材１１と摺動可能に嵌合する嵌合部５６ｃとが設けられている。嵌合部５６ｃには回転防止キー５６ｂが設けられており、軸部材１１の回転防止溝１１ｂと嵌合することで、軸部材１１がマウント取り付け部５６に対して回転しないように構成されている。

図４は、本実施形態のアクセサリ装置５０を用いて、固体撮像素子のカバーガラスの表面もしくは光学フィルタの表面等に付着した塵埃を除去する対象機器の一例であるデジタル一眼レフカメラ（以下カメラと呼ぶ）１００の構成を示す側断面図である。

このカメラ１００は、ＣＣＤ或はＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子を用いた単板式のカメラ（一眼レフカメラ）であり、固体撮像素子を連続的又は単発的に駆動して、動画像或は静止画像を表わす画像信号を得る。ここで固体撮像素子は、露光した光を画素毎に電気信号に変換し、その光量に応じた電荷をそれぞれ蓄積し、その電荷を読み出すタイプのエリアセンサである。

図４において、１００ａはカメラ本体、１０１はマウント機構であり、不図示の撮影レンズ（内部に絞りと結像光学系を有して取り外し可能）は、このマウント機構１０１を介してカメラ１００の本体１００ａに電気的及び機械的に接続される。このようなデジタル一眼レフカメラでは、撮影に使用する撮影レンズを焦点距離の異なるレンズに交換することにより、様々な画角の撮影画面を得ることができる。

固体撮像素子１０６は、パッケージ１２４に収納されており、このパッケージ１２４はカバーガラス１２５により固体撮像素子１０６を密閉状態で保持している。そして、不図示の撮影レンズ内の結像光学系から固体撮像素子１０６に至る光路中には、光学ローパスフィルタ１５６（以下、ＬＰＦ１５６と略す）が設けられている。ＬＰＦ１５６は、固体撮像素子１０６上に物体像の必要以上に高い空間周波数成分が伝達されないように結像光学系のカットオフ周波数を制限する。また、この結像光学系には赤外線カットフィルタも配置されている。更に、カバーガラス１２５とＬＰＦ１５６との間は両面テープ等の密封部材１５７により密封構造となっているので、カメラ１００の外部もしくはカメラ１００の内部で発生した塵埃が、これらＬＰＦ１５６とカバーガラス１２５との間に入り込むことはない。

ハーフミラー１１１は、光学ファインダに不図示の結像光学系からの光路を分割する可動型のミラーである。フォーカシングスクリーン１０５は、物体像の予定結像面に配置されている。１１２はペンタプリズムである。レンズ１０９は、撮影時、ユーザが光学ファインダ像を観察するためのレンズであり、実際には３つのレンズで構成されている。フォーカシングスクリーン１０５、ペンタプリズム１１２、レンズ１０９はファインダ光学系を構成している。

ハーフミラー１１１とサブミラー１２２からなる光路分割系は、上述のファインダ光学系に光を導くための第１の状態と、不図示の結像レンズからの光束をダイレクトに固体撮像素子１０６に導くための第２の状態をとることができる。ハーフミラー１１１とサブミラー１２２は、図４に実線で示したように、撮影光路上に位置する。また、ハーフミラー１１１とサブミラー１２２は、第２の状態では図４に破線で示した１１１ａ，１１２ａのように撮影光路から退避する。１０４は可動式の閃光発光部（ストロボ）、１１３はフォーカルプレンシャッタ、１１９はメインスイッチ、１２０はレリーズボタンである。モード切替えスイッチ１２３は、カメラ１００のＬＰＦ１５６の表面等に付着した塵埃をアクセサリ装置５０を使用して除去するために、カメラ１００をクリーニングモードに設定するためのスイッチである。１８０は、光学ファインダ内の表示部である。

図５は、前述のモード切り換えスイッチ１２３が操作されて、カメラ１００がクリーニングモードになっている状態を示す外観斜視図である。

カメラ１００のＬＰＦ１５６表面に塵埃などが付くと、撮影した画像に黒い点となって写り込むことがある。そのため、カメラ１００にはこの塵埃を除去するためのクリーニングモードが設けられている。モード切り換えスイッチ１２３が操作されてクリーニングモードが設定されると、ハーフミラー１１１とサブミラー１２２が第２の状態である位置１１１ａ及び１２２ａに移動するとともに、フォーカルプレンシャッタ１１３が開放状態となる。この状態をクリーニングモードと呼ぶ。これによりユーザは、マウント機構１０１の開口を通して、直接ＬＰＦ１５６の表面に付着した塵埃を除去できるようになる。

このように構成されたカメラ１００のＬＰＦ１５６の表面に付着した塵埃を、本実施形態のアクセサリ装置５０を用いて除去する動作について図６、図７を参照して説明する。

図６は、本実施形態のアクセサリ装置５０をカメラに取り付ける直前の状態を示す外観斜視図である。また図７は、粘着部材１４の粘着面１４ａがＬＰＦ１５６の表面に倣って略平行状態となり、ＬＰＦ１５６表面に付着した塵埃を除去している様子を示す粘着部材付近の断面図である。

ＬＰＦ１５６の表面のクリーニングを行う際、まずアクセサリ装置５０をカメラ本体に取り付ける。前述したように、粘着部材１４は、このアクセサリ装置５０がカメラ本体に取り付けられる際、そのアクセサリ装置５０と同じ回転角で保持されている。従って、図６に示すようにアクセサリ装置５０が矢印Ｋ方向に回転されて取り付けられた状態で、粘着部材１４がフォーカルプレンシャッタ１１３の開口１１３ａの位置に丁度合うように、アクセサリ装置５０に対する粘着部材１４の取り付け方向が規定される。

アクセサリ装置５０をカメラ本体に取り付けた後、前述のモード切り換えスイッチ１２３の操作により、カメラ１００をクリーニングモードに設定する。これにより、ハーフミラー１１１とサブミラー１２２は位置１１１ａ及び１２２ａに移動し、また、フォーカルプレンシャッタ１１３は開放状態となる。そして、ＬＰＦ１５６が清掃可能な状態となる。

このようにアクセサリ装置５０を装着後にカメラ１００をクリーニングモードに設定することで、塵埃がミラーボックス内へ進入することを防止することができる。しかし、クリーニングモード設定後のハーフミラー１１１とサブミラー１２２の位置や、フォーカルプレンシャッタ１１３の開放状態を目視により確認したい場合には、カメラをクリーニングモードに設定後、アクセサリ装置５０を装着することも可能である。

クリーニングモードにおいて、アクセサリ装置５０をカメラ１００に取り付けた状態から、軸部材１１をカメラ１００の内部に向けて押し込むと、軸部材１１は取り付け部５６の嵌合部５６ｃに嵌合した状態で自身の軸に沿って摺動する。そして、粘着部材１４がミラーボックス内に進入する。

上述の通り、このとき台座部１５はコイルバネ１９の付勢により第１の状態３０１にあるため、軸部材１１に対して３軸回りの回動を規制されいる。そのため粘着部材１４及び台座部１５は、押し込まれる際に、カメラ１００内で回動せず、粘着部材１４を大きな面積で構成することで清掃可能面積を広くしても、カメラ内部の構造に触れる虞がない。また、粘着部材１４の面積を台座部１５の面積よりも大きくしておけば、万一アクセサリ装置がカメラ内部の機構に接触しても、剛体によって構成された台座部ではなく粘着部材がカメラに接触するため、カメラを損傷することを防止できる。そして、更に軸部材１１をカメラ１００の内部に向けて押し込むと、粘着部材１４は正確にフォーカルプレンシャッタ１１３の開口１１３ａを通ってＬＰＦ１５６と接触する。

このとき、軸部材１１とマウント取り付け部５６の嵌合部５６ｃの嵌合ガタによって、軸部材１１はマウント取り付け部５６に対してわずかにヨーイング、ピッチング運動が可能である。そのため、ＬＰＦ１５６の表面と粘着部材１４の粘着面１４ａは平行には接触せず、粘着部材１４の粘着面１４ａの全面はＬＰＦ１５６に当接しない。例えば、軸部材１１の直径を１７ｍｍ、嵌合長を３０ｍｍとし、軸部材１１とマウント取り付け部５６の嵌合部５６ｃの嵌合を一般的な摺動部に用いられるＨｇ９級の嵌合とすれば、ＬＰＦ１５６の表面と粘着部材１４の粘着面１４ａは最大２度傾く。

ＬＰＦ１５６と粘着部材１４が傾いて接触した状態から、軸部材１１をさらに押し込むと、粘着部材１４はＬＰＦ１５６に押され、第２の状態３０２に移行し、前述の通り嵌合が外れることで粘着部材１４は３軸回りに回動可能となる。但し、粘着部材１４はＬＰＦ１５６と接触しているためローリング方向には回転しない。このとき粘着部材１４は、台座部１５の凹部１５ｂを回転中心としてピッチング、ヨーイング運動することで、ＬＰＦ１５６の表面に倣い、粘着部材１４の粘着面１４ａの全面が光学フィルタ表面に当接する。粘着部材１４の回転中心は粘着部材１４の粘着面１４ａの近傍に設けられているため、ピッチング、ヨーイング運動しても光学フィルタの表面に対するＸ、Ｙ方向への移動量が少ない。そのため、粘着部材面積を大きくしてもカメラ内部の構造に触れる虞がない。さらに軸部材１１を押し込むと、ユーザにより軸部材１１に負荷された力は、剛体（剛性の高い材料）により構成された台座部１５を介して粘着部材１４に伝わり、ＬＰＦ１５６と粘着部材１４の当接面内に略一定荷重が負荷される。

その後、軸部材１１の操作により粘着部材１４をＬＰＦ１５６から離し、当接状態を解除すると、ＬＰＦ１５６の表面に付着した塵埃は粘着部材１４に吸着され、ＬＰＦ１５６の表面から除去される。そしてアクセサリ装置５０がカメラ１００のマウント機構１０１の開口を介してカメラ１００の内部から外部に取り出されることにより、カメラ１００内部に付着していた塵埃はカメラ１００の外部に完全に排出されることとなる。

以上説明したように本実施形態によれば、撮像素子近傍の光学フィルタ表面に付着した塵埃を除去することが可能なアクセサリ装置を提供できる。

更に、アクセサリ装置の粘着部材を、カメラに対して位置決めされた状態で、カメラ内部の構造に触れること無く進入させることができる。そのため、粘着部材を大きくすることで清掃可能面積を大きくしても、光学フィルタ表面に付着した塵埃を除去する際に光学機器内部を汚染したリ、損傷を与える虞がない。

更に、アクセサリ装置の粘着部材が光学フィルタ表面に接触すると、粘着部材が軸部材に対して回動することで光学フィルタ面に倣って略平行状態となり、粘着部材面全面が光学フィルタ表面に当接することが可能となる。また、剛体（剛性の高い材料）により構成された台座部を介して粘着面に負荷が伝わることで、当接面内に略一定荷重が負荷される。そのため、当接面内での塵埃除去能力を略一定にすることができ、より効率的に光学フィルタ表面に付着した塵埃を除去することが可能となる。

更に、粘着部材の面積を台座部の面積よりも大きくしておくことにより、万一アクセサリ装置がカメラ内部の機構に接触しても、剛体によって構成された台座部ではなく粘着部材がカメラに接触するため、カメラを損傷する可能性を低減することが可能となる。

なお、上述の実施形態においては、図４を用いて、フォーカルプレーンシャッタ１１３より固体撮像素子１０６へ至る撮像光軸に沿ってＬＰＦ１５６、カバーガラス１２５が順に並んでおり、ＬＰＦ１５６上に付着した塵埃を除去することについて説明した。しかし、光学部材の配置によっては必ずしもＬＰＦ１５６上の塵埃を除去することに限るものではなく、本質的には撮像に影響を与える塵埃を除去すべく、このような塵埃が付着する撮像光軸上の光学部材に対して粘着部材を接触させるものである。

また上述の実施形態においては、軸部材１１はユーザによって直接、支持・駆動されるように説明したが、電気的に制御することで自動的に駆動しても良い。

本発明の一実施形態のアクセサリ装置の構成を示す外観斜視図である。 本発明の一実施形態のアクセサリ装置を図１とは反対方向から見た外観斜視図である。 本発明の一実施形態のアクセサリ装置の粘着部材付近の断面図である。 本発明の一実施形態のアクセサリ装置の粘着部材付近の断面図である。 本発明の一実施形態のアクセサリ装置を用いて塵埃を除去する対象機器であるデジタル一眼レフカメラの構成を説明するための側断面図である。 カメラがクリーニングモードになっている状態を示す外観斜視図である。 本発明の一実施形態のアクセサリ装置をカメラに取り付ける直前の状態を示す外観斜視図である。 粘着部材の表面が光学フィルタの表面に倣って略平行状態となり、光学フィルタの表面に付着した塵埃を除去している様子を示す粘着部材付近の断面図である。

符号の説明

１１ 軸部材
１４ 粘着部材
１５ 台座部
１８ 回転規制部材
１９ コイルバネ
２０ Ｅリング
５６ マウント取り付け部
１００ カメラ
１０１ マウント機構
１１１ ハーフミラー
１１３ フォーカルプレンシャッタ
１２２ サブミラー
１５６ 光学ローパスフィルタ（ＬＰＦ）

Claims (5)

1. 撮像素子を備えるレンズ交換可能な撮像装置に用いられ、前記撮像素子の前方に配置された光学部材の表面の異物を除去するためのアクセサリ装置であって、
   所定の面積を有し且つ粘着性を有する粘着面を備える粘着部材と、
   前記粘着部材を支持するための支持部材と、
   前記支持部材を支持するための軸部材と、
   前記支持部材と前記軸部材との間に配置され、前記粘着部材の粘着面が前記光学部材の表面に接触したときに、前記粘着面が前記光学部材の表面に倣うように前記支持部材を前記軸部材に対して回動可能に保持する保持手段と、
   を具備することを特徴とするアクセサリ装置。
2. 前記撮像装置のレンズ装着部に装着され、前記軸部材を該軸部材の軸線に沿って摺動可能に支持する摺動支持部材を更に具備することを特徴とする請求項１に記載のアクセサリ装置。
3. 前記保持手段は、前記支持部材に対する前記軸部材の位置によって、前記支持部材が前記軸部材に対して回動不能な第１の状態と前記支持部材が前記軸部材に対して回動可能な第２の状態を切り替えるように構成されており、前記保持手段は、前記軸部材を前記第１の状態となる方向に付勢する付勢手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のアクセサリ装置。
4. 前記保持手段は、前記第１の状態において前記支持部材の前記軸部材に対する回動を規制する規制手段を更に備えることを特徴とする請求項３に記載のアクセサリ装置。
5. 前記支持部材は、前記粘着部材の粘着面近傍の位置を回転中心として前記軸部材に対して回動することを特徴とする請求項１に記載のアクセサリ装置。

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