JP2007241171A - 撮像装置および撮像ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造にて撮像部や光学素子等に付着した塵埃を、好適なタイミングで除去できるようにした撮像装置および撮像ユニットを提供する。
【解決手段】ＣＣＤ２７と、ローパスフィルタ２５と、このローパスフィルタ２５の表面に空気流を発生させるための圧電ポンプ３０１と、撮影開口を開閉する開閉するシャッタ２１３を設け、シャッタ２１３が閉じているときに、ローパスフィルタ２５とシャッタ２１３で区切られた空間に、圧電ポンプ３０１により空気流を発生させ、この空気流によって塵埃を除去する。
【選択図】 図２

Description

本発明は画像を取り扱う機器における除塵装置に関し、特に、被写体像を光電変換するための撮像ユニットに付着する塵埃を除去できるようにした撮像装置および撮像ユニットに関する。

画像を取り込む撮像機器においては、その画像形成用の光束の通過する光学素子に塵埃が付着すると画質が低下するという問題がある。特に、撮像素子の撮像面やその前面側に設けられた光学素子面に塵埃が付着すると、撮像時にその影が写りこんでしまう。レンズ交換式の一眼レフカメラの場合、レンズ交換に伴ってマウント開口から塵埃が進入したり、またフォーカルプレーンシャッタの摩擦によって金属粉が飛散するので、塵埃の写り込みの問題が発生しやすい。塵埃が付着した場合の対応として、交換レンズをカメラ本体から取り外した状態で撮像部の表面を外部に露呈させ、ブロアー等で付着している埃を吹き払うのが一般的である。しかし、この方法では、埃を払うためには、交換レンズを取り外し、さらにカメラのモードを特殊モードに切換えるなど、煩雑な操作を行わなければならない。

そこで、撮像素子の前面に配置された光学素子に付着した塵埃を、ポンプを用い空気流でもって吹き飛ばすようにしたカメラが提案されている（特許文献１）。このカメラは、カメラ内部にポンプを配置し、可動ミラーがクイックリターン動作する際の駆動力を利用して、ポンプを動作させ、それによって空気流を発生させている。
特開２００２−２２９１１０

上述の特許文献１に開示されたカメラでは、空気流を発生させるのに可動ミラーの動作を利用していることから、可動ミラーの駆動機構とポンプとの間の連結機構が必要であり、このためカメラ全体が大型化すると共に複雑化してしまう。さらに、可動ミラーの動作時でなければ除塵動作が行えないという問題点もある。したがって、デジタルカメラ等の撮像装置において、特許文献１に開示されたような空気流を用いた除塵装置では、撮像装置全体が大型化・複雑化してしまうと共に、好適なタイミングで除塵を行うことが困難であるという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、簡単な構造にて撮像部や画像形成用の光束が通過する光学素子に付着した塵埃を、好適なタイミングで除去できるようにした撮像装置を提供することを目的とする。また、簡単な構造にて撮像部や光学素子に付着した塵埃を除去できるようにした撮像ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために第１の発明に係わる撮像装置は、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、この撮像素子に対し所定の間隔をもって対向して配置される防塵部材と、この防塵部材の表面に空気流を発生させるための流体ポンプと、上記撮像素子への撮影開口を開閉するシャッタと、少なくとも上記シャッタが閉じ状態にある際に、上記流体ポンプにより空気流を発生させる制御手段を具備していることを特徴とする。

また、第２の発明に係わる撮像装置は、上記第１の発明において、上記シャッタは、複数のハネが積層されてなる先幕と、複数のハネが積層されてなる後幕とを有するフォーカルプレーンシャッタであって、上記防塵部材の近傍に所定間隔離間して配置されていることを特徴とする。
さらに、第３の発明に係わる撮像装置は、上記第２の発明において、上記制御手段は、上記先幕もしくは後幕が上記撮影開口を閉じる閉位置にある際に、上記流体ポンプにより空気流を発生させることを特徴とする。

また、第４の発明に係わる撮像装置は、上記第２の発明において、上記流体ポンプは、上記先幕もしくは後幕が閉位置にある状態で、複数のハネのうち最も撮像素子側に配されるハネが位置する側から上記空気流を発生させることを特徴とする。
さらに、第５の発明に係わる撮像装置は、上記第１の発明において、上記制御手段は、少なくとも上記シャッタが閉じた状態で上記流体ポンプの作動を開始させ、その後、上記シャッタの駆動中にも上記空気流を継続的に発生させることを特徴とする。
また、第６の発明に係わる撮像装置は、上記第１の発明において、上記制御手段は、上記撮像装置の初期状態において、上記流体ポンプの空気流発生動作と上記シャッタ駆動動作とを繰り返し実行させることを特徴とする。
また、第７の発明に係わる撮像装置、上記第１の発明において、上記制御手段は、上記撮像装置の撮像動作に先立って上記流体ポンプを作動させ、上記撮像動作の終了後に上記流体ポンプを停止させることを特徴とする。

上記目的を達成するために第８の発明に係わる撮像装置は、撮影レンズを透過し、画像形成用の被写体光束が通過する光学素子と、上記被写体光束を受光し、被写体像を光電変換する撮像素子と、上記撮影レンズと上記光学素子の間に配置されたシャッタと、このシャッタと上記光学素子の間に配置され、空気流を発生させる流体ポンプと、上記光学素子に付着する塵埃を上記空気流によって除去するように、上記流体ポンプを制御する制御手段を具備したことを特徴とする。

また、第９の発明に係わる撮像装置は、上記第８の発明において、上記制御手段は、上記シャッタが閉じている間に、上記流体ポンプを動作させ、上記塵埃を除去するようにしたことを特徴とする。
さらに、第１０の発明に係わる撮像装置は、上記第８の発明において、上記制御手段は、上記シャッタを動作させた後に、上記流体ポンプを動作させ、上記塵埃を除去するようにしたことを特徴とする。
さらに、第１１の発明に係わる撮像装置は、上記第８の発明において、上記撮像装置は、上記流体ポンプと対向する位置に空気流を流出可能な流出口を配置したことを特徴とする。

上記目的を達成するために第１２の発明に係わる撮像ユニットは、画像形成用の光束が通過する光学素子と、上記光束を受光し、この光束に基づいて形成される画像を光電変換する撮像素子と、この撮像素子に入射する光束を開閉するためのシャッタと、このシャッタと上記光学素子の間に配置され、空気流を発生させる流体ポンプを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、撮像素子への撮影開口を開閉するシャッタが閉じ状態にある際に、流体ポンプにより空気流を発生させるようにしたので、簡単な構造にて撮像部や光学素子に付着した塵埃を好適なタイミングで除去できるようにした撮像装置を提供することができる。また、シャッタと光学素子の間に空気流を発生させる流体ポンプを配置したので、簡単な構造で、空気流の流れを効率的に発生させることができ、撮像部や光学素子に付着した塵埃を除去することができる。さらに、シャッタと光学素子の間に、空気流を発生させる流体ポンプを設け、塵埃等を除去するようにしたので、簡単な構造にて撮像部や光学素子に付着した塵埃を除去できるようにした撮像ユニットを提供することができる。

以下、図面に従って本発明を適用したデジタル一眼レフカメラを用いて好ましい実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの全体構成を示すブロック図であり、交換レンズ１００とカメラ本体２００とから構成される。本実施形態では、交換レンズ１００とカメラ本体２００は別体で構成され、通信接点３００にて電気的に接続されているが、交換レンズ１００とカメラ本体２００を一体に構成することも可能である。

交換レンズ１００の内部には、焦点調節および焦点距離調節用のレンズ１０１、１０２と、開口量を調節するための絞り１０３が配置されている。レンズ１０１およびレンズ１０２はレンズ駆動機構１０７によって駆動され、絞り１０３は絞り駆動機構１０９によって駆動されるよう接続されている。レンズ駆動機構１０７、絞り駆動機構１０９はそれぞれレンズＣＰＵ１１１に接続されており、このレンズＣＰＵ１１１は通信接点３００を介してカメラ本体２００に接続されている。レンズＣＰＵ１１１は交換レンズ１００内の制御を行うものであり、レンズ駆動機構１０７を制御してピント合わせや、ズーム駆動を行うとともに、絞り駆動機構１０９を制御して絞り値制御を行う。

カメラ本体２００内には、被写体像を観察光学系に反射するためにレンズ光軸に対して４５度傾いた位置と、被写体像を撮像素子(後述のＣＣＤ２７)に導くために跳ね上がった位置との間で、回動可能な可動ミラー２０１が設けられている。この可動ミラー２０１の上方には、被写体像を結像するためのフォーカシングスクリーン２０５が配置され、このフォーカシングスクリーン２０５の上方には、被写体像を左右反転させるためのペンタプリズム２０７が配置されている。このペンタプリズム２０７の出射側(図１で右側)には被写体像観察用の接眼レンズ２０９が配置され、この脇であって被写体像の観察に邪魔にならない位置に測光センサ２１１が配置されている。この測光センサ２１１は被写体像を分割して測光する多分割測光素子で構成されている。

上述の可動ミラー２０１の中央付近はハーフミラーで構成されており、この可動ミラー２０１の背面には、ハーフミラー部で透過した被写体光をカメラ本体２００の下部に反射するためのサブミラー２０３が設けられている。このサブミラー２０３は、可動ミラー２０１に対して回動可能であり、可動ミラー２０１が跳ね上がっているときには、ハーフミラー部を覆う位置に回動し、可動ミラー２０１が被写体像観察位置にあるときには、図示する如く可動ミラー２０１に対して垂直となる位置にある。この可動ミラー２０１はミラー駆動機構２１９によって駆動されている。また、サブミラー２０３の下方には測距用センサを含む測距回路２１７が配置されており、この回路は、レンズ１０１、１０２によって結像される被写体像の焦点ズレ量を測定するための回路である。

可動ミラー２０１の後方には、露光時間制御用のフォーカルプレーンタイプのシャッタ２１３が配置されており、このシャッタ２１３はシャッタ駆動機構２１５によって駆動制御される。シャッタ２１３の後方には撮像素子としてのＣＣＤ（Charge Coupled Devices）２７が配置されており、レンズ１０１、１０２によって結像される被写体像を電気信号に光電変換する。なお、本実施形態では撮像素子としてＣＣＤを用いているが、これに限らずＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を使用できることはいうまでもない。このＣＣＤ２７の近傍には、圧電素子を用いた圧電ポンプ３０１が配置されている。流体ポンプとしての圧電ポンプ３０１はＣＣＤ２７と一体に構成されたローパスフィルタ（後述）に付着した塵埃を空気流によって吹き飛ばすためのものである。この圧電ポンプ３０１は、圧電素子駆動回路３０３に接続されており、圧電ポンプ３０１の駆動を行う。

ＣＣＤ２７はＣＣＤ駆動回路２２３に接続され、このＣＣＤ駆動回路２２３によってアナログデジタル変換（ＡＤ変換）がなされる。ＣＣＤ駆動回路２２３はＣＣＤインターフェース２２５を介して画像処理回路２２７に接続されている。この画像処理回路２２７は色補正、ガンマ(γ)補正、コントラスト補正といった各種の画像処理を行う。

画像処理回路２２７は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit 特定用途向け集積回路）２７１内のデータバス２６１に接続されている。このデータバス２６１には、画像処理回路２２７の他、後述するシーケンスコントローラ(以下、「ボディＣＰＵ」と称す)２２９、圧縮回路２３１、フラッシュメモリ制御回路２３３、ＳＤＲＡＭ制御回路２３６、入出力回路２３９、通信回路２４１、記録媒体制御回路２４３、ビデオ信号出力回路２４７、スイッチ検出回路２５３が接続されている。

データバス２６１に接続されているボディＣＰＵ２２９は、この一眼レフカメラ（電子カメラ）のフローを制御するものである。またデータバス２６１に接続されている圧縮回路２３１はＳＤＲＡＭ２３７に記憶された画像データ等をＪＰＥＧで圧縮するための回路である。なお、画像圧縮はJPEGに限らず、他の圧縮方法も適用できる。データバス２６１に接続されているフラッシュメモリ制御回路２３３は、フラッシュメモリ（Flash Memory）２３５に接続され、このフラッシュメモリ２３５は、一眼レフカメラのフローを制御するためのプログラムが記憶されており、ボディＣＰＵ２２９はこのフラッシュメモリ２３５に記憶されたプログラムに従って一眼レフカメラの制御を行う。なお、フラッシュメモリ２３５は、電気的に書換可能な不揮発性メモリである。ＳＤＲＡＭ２３７は、ＳＤＲＡＭ制御回路２３６を介してデータバス２６１に接続されており、このＳＤＲＡＭ２３７は、画像処理回路２２７によって画像処理された画像情報または圧縮回路２３１によって圧縮された画像情報を一時的に記憶するためのメモリである。

上述の測光センサ２１１、シャッタ駆動機構２１５、測距回路２１７、ミラー駆動機構２１９および圧電素子駆動回路３０３に接続される入出力回路２３９は、データバス２６１を介してボディＣＰＵ２２９等の各回路とデータの入出力を制御する。レンズＣＰＵ１１１と通信接点を介して接続された通信回路２４１は、データバス２６１に接続され、ボディＣＰＵ２２９等とのデータのやりとりや制御命令の通信を行う。データバス２６１に接続された記録媒体制御回路２４３は、記録媒体２４５に接続され、この記録媒体２４５への画像データ等の記録の制御を行う。記録媒体２４５は、ｘDピクチャーカード(登録商標)、コンパクトフラッシュ(登録商標)、ＳＤメモリカード(登録商標)またはメモリスティック(登録商標)等の書換え可能な記録媒体で構成され、カメラ本体２００に対して着脱自在となっている。

データバス２６１に接続されたビデオ信号出力回路２４７は液晶モニタ駆動回路２４９を介して液晶モニタ２５１に接続される。ビデオ信号出力回路２４７は、ＳＤＲＡＭ２３７または記録媒体２４５に記憶された画像データを、液晶モニタ２５１に表示するためのビデオ信号に変換するための回路である。液晶モニタ２５１はカメラ本体２００の背面に配置されるが、撮影者が観察できる位置であれば、背面に限らないし、また液晶に限らず他の表示装置でも構わない。シャッタレリーズ釦の第1ストロークや第２ストロークを検出するスイッチや、ズームレンズの駆動を指示するズームスイッチ、ブラケットモードを指示するブラケットモードスイッチ等の各種スイッチ３５５は、スイッチ検出回路２５３を介してデータバス２６１に接続されている。

次に、図２乃至図４を用いて、本実施形態における流体ポンプとしての圧電ポンプ３０１の構造を説明する。撮像素子としてのＣＣＤ２７は、前述したように画像を光電変換し、光電変換信号を出力する素子であって、このＣＣＤ２７の周囲の縁部でローパスフィルタ受け部材２６を挟んでローパスフィルタ２５に隣接して配設されている。このローパスフィルタ２５は撮像素子収納ケース２４の段部に嵌め込まれている。また、ＣＣＤ２７の背後（図中、右側）には、撮像素子固定板２８が配設されており、撮像素子収納ケース２４と撮像素子固定板２８は、スペーサ２８ａを介してネジ２８ｂによってネジ止めされている。したがって、ＣＣＤ２７とローパスフィルタ２５は、前側を撮像素子収納ケース部材２４により、また背後を撮像素子固定板２８によって挟み込まれ、固定されている。ＣＣＤ２７はこれらのローパスフィルタ２５、撮像素子収納ケース２４、撮像素子固定板２８等によって密封状態となっているので、ＣＣＤ２７に直接塵埃が進入してくることはない。撮像素子固定板２８の背後には、ＣＣＤ２７等の入出力を制御するための主基板１６が配設されている。この主基板１６と撮像素子固定板２８は、スペーサ１６ｃを介してネジ１６ｄによって一体にネジ止めされている。なお、上述のローパスフィルタ２５はＣＣＤ２７の前面に配設されており、画像形成用の被写体光束が通過する光学素子としての機能を果たしている。

圧電ポンプ３０１は、撮像ユニットの前側上部に配置されており、内部が空洞となっている枠体３２１によって構成されている。空気の出入り口となるノズル３２１ｂは、細長いチューブ状の孔であり、このノズル３２１ｂには、広い空間領域を有する空気溜め室３２１ａが連通している。そして、ノズル３２１ｂには、内部より空気流が排出されることのみを許容する排出弁３２１ｅが備えられており、また、空気溜め室３２１ａ内には、外部から空気を流入させるために空気流入孔３２１ｃが設けられ、この空気流入孔３２１ｃから空気が漏れることを防止するために、流入弁３２１ｄが空気流入孔３２１ｃを覆うように配設されている。空気溜め室３２１ａの奥には、空気流を発生させるための駆動源となる圧電素子３１１が配設されており、この圧電素子３１１は弾性部材であるバネ３１３を介して振動板３１５と連装されている。

上述の如く構成された圧電ポンプ３０１の圧電素子３１１の振動変位（振幅）は微小であるので、固有振動を利用して、共振周波数で振動するようにする。バネ３１３の弾性定数をｋ、薄膜である振動板３１５の質量をｍとすると、この圧電ポンプ３０１の固有振動数ｆは
となる。
この周波数ｆもしくはこの近傍の周波数で圧電素子３１１を駆動すれば、共振振動で振動することから、振動板３１５の変位を大きくとることができ、圧電ポンプ３０１から排出される空気流量を大きくとることができる。この振動板３１５は振動を自由にするため非拘束としてもよいし、振動板３１５を薄膜状に形成し、周囲を空気溜め室３１２ａの内壁に固定して振動させてもよい。

圧電ポンプ３０１と対向する位置であって、撮像素子収納ケース２４の下部には、隣接して空気排出部３３０が設けられている。この空気排出部３３０は、撮像素子収納ケース２４の下部に沿った細長い箱状をなしており、粘着剤３３１、流出口３３２、空気洗浄フィルタ３３３から構成されている。空気排出部３３０の上面には、粘着剤３３１が貼付されており、空気流によって流れてきた塵埃を付着する。また空気排出部３３０には、流出口３３２が設けられており、空気流が空気排出部３３０の外部に流出可能となっている。流出口３３２の底部には空気洗浄フィルタ３３３が設けられており、空気流がこの空気洗浄フィルタ３３３によって濾過され、塵埃が除去された状態で空気を排出することができる。空気排出部３３０から排出される塵埃は、カメラ本体内を浮遊する可能性もあることから、粘着剤３３１や空気洗浄フィルタ３３３によって、塵埃を除去した上で、空気を排出するようにしている。

圧電ポンプ３０１と空気排出部３３０の外側（図中左側であって、撮影レンズ側）には、シャッタ２１３が配置されている。このシャッタ２１３は、複数のシャッタハネで構成されシャッタチャージ状態では平面状に展開されているシャッタ先幕２１３ｃと、複数のシャッタハネで構成されシャッタチャージ状態では折り畳まれているシャッタ後幕２１３ｄと、シャッタ開放状態でシャッタ先幕２１３ｃを格納する格納箱２１３ｂと、シャッタ開放状態でシャッタ後幕２１３ｄを格納する格納箱２１３ａから構成されている。複数のシャッタハネが撮影開口を覆う位置にあるときは、図２に示されるように、ハネは少しずつ重なりあいながら展開する。このとき圧電ポンプ３０１は、複数のシャッタハネの内もっとも撮像素子としてのＣＣＤ２７側に位置するシャッタハネ側に配置されている。即ち、圧電ポンプ３０１から空気流を吹き出した際に、シャッタハネが空気流によって乱れ、動くことのないように構成されている。

次に、流体ポンプとしての圧電ポンプ３０１の動作について説明する。圧電素子３１１に上述の振動板３１５の固有振動となるように電圧を印加されて共振振動すると、バネ３１３を介して振動が伝達されて、振動板３１５も共振振動する。この共振振動によって、空気溜め室３２１ａの空気も振動し、流出経路として狭いノズル３２１ｂから増幅されて空気流がローパスフィルタ２５の表面に向かって吹き出し、ローパスフィルタ２５上に付着した塵埃を吹き飛ばすことができる。なお、圧電素子３１１自身の固有振動数と、バネ３１３と振動板３１５が形成する固有振動数をなるべく近くするように全体の系を設定すると効率がよい。

続いて、シャッタ２１３の動作と空気流を用いた除塵動作について、図２乃至図４を用いて説明する。図２は、シャッタ２１３がシャッタチャージされた状態を示し、この状態は通常の被写体観察時である。図３は、撮像動作に伴うシャッタ開放状態を示し、図４はシャッタ開放後、後幕が走行しシャッタの閉じ状態を示す。
通常の被写体観察時には、図２に示すように、シャッタ後幕２３１ｄは格納箱２１３ａに収納されており、シャッタ先幕２３１ｃが撮影レンズ１０１、１０２からの被写体光束を遮る位置にある。この状態で圧電ポンプ３０１によって空気流がノズル３２１ｂから吹き出すと、シャッタ先幕２１３ｃとローパスフィルタ２５によって区切られた空間を、ローパスフィルタ２５に沿って下側に流れ、ローパスフィルタ２５に付着した塵埃を吹き飛ばす。吹き飛ばされた塵埃は、空気排出部３３０に向かって流れ、粘着剤３３１または空気清浄フィルタ３３３に付着・吸着するので、再び、飛散するおそれは低い。

撮像動作の開始に伴って、ボディＣＰＵ２２９がシャッタ駆動回路２１５に対して、シャッタ先幕２１３ｃの走行開始を指令すると、シャッタ先幕２１３ｃが走行し、格納箱２１３ｂに収納される。この状態では、図３に示す如く、撮影レンズ１０１、１０２からの被写体光束はローパスフィルタ２５を透過してＣＣＤ２７上に結像する。このとき圧電ポンプ３０１の流出口３２１ｂから空気流が吹き出すと、空気流はローパスフィルタ２５に沿って下部に流れ、ローパスフィルタ２５の表面に付着している塵埃は吹き飛ばされ、空気排出部３３０に向かって流れる。粘着剤３３１または空気清浄フィルタ３３３が、塵埃を吸着して再び飛散させないことは図２の場合と同様である。シャッタ速度に対応するシャッタ開口時間が経過すると、図４に示す如く、シャッタ後幕２１３ｄが走行を開始し、撮影レンズ１０１、１０２からの被写体光束を遮る位置にシャッタ後幕２１３ｄは移動する。この後、ボディＣＰＵ２２９からの指令に応答して、シャッタ駆動回路２１５がシャッタチャージ動作を行うことにより、図２の状態に戻る。

次に、本実施態様のデジタル一眼レフカメラの動作について、図５乃至図７に示すフローチャート用いて説明する。
まず、カメラ本体２００に電源電池を挿入すると、図５に示すパワーオンリセットのルーチンを開始する。開始すると、ステップ＃０１にて、図示しないカメラの電源スイッチがオンとなっているか否かについて判定する。電源スイッチがオフの場合には、ステップ＃０３に移行してスリープ状態となる。このスリープ状態は、電源スイッチがオン状態に変化したときのみボディＣＰＵ２２９は割り込み動作を受付、それ以外の操作スイッチを操作したとしてもボディＣＰＵ２２９は割り込み動作を受け付けないようにした状態をいう。ボディＣＰＵ２２９は、電源スイッチの状態変化に対してのみ処理を行うので、電源浪費を抑えることができる。

ステップ＃０１において、電源スイッチがオンであった場合、若しくはスリープ状態において、電源スイッチがオンとなった場合には、ステップ＃０５に移行し、初期化動作を行う。この初期化動作は、電気的初期化および機械的初期化を行う。電気的初期化は、各種フラグ類やカウンタ値をリセットするものである。また機械的初期化は、可動ミラー２０１等やシャッタ２１３等が、その駆動中に何等かの原因で最後まで駆動せずに途中で止まったままになっていたとしても、これを初期化するものであり、まず各機構の状態を検出し、途中で止まっている場合には、その初期位置に駆動する。続いて、圧電ポンプ３０１による塵埃除去動作を実行する（＃０７）。この塵埃除去動作の詳細は後述するが、圧電ポンプ３０１の圧電素子３１１を固有振動で共振振動させ、ノズル３２１ｂから空気流をローパスフィルタ２５とシャッタ２１３の間の空間に吹き出し、ローパスフィルタ２５の表面に付着している塵埃等を吹き飛ばし、除去する。

次に、カメラ本体２００に設けられたモードダイヤルの設定状態を、スイッチ検出回路２５３の出力に基づいて検出する（＃０９）。この検出の結果に基づいて、撮影モードの判定を行い（＃１１）、設定されているモードが再生モードであった場合には、ステップ＃１３に進み、フラッシュメモリ２３５やＳＤＲＡＭ２３７に記憶されている画像データに基づいて、液晶モニタ２５１に画像を表示する。一方、＃１１にて判定されたモードが、プログラム撮影モード、絞り優先撮影モード、シャッタ速度優先撮影モード等の撮影に関するモードである場合には、ステップ＃１５に進み、設定されているモードの処理を行う。再生モード（＃１３）、または通常モード（＃１５）の処理を終了すると、再び、電源スイッチのオンオフ状態を判定し（＃１７）、オンであった場合には、前述のステップ＃０９に戻り、一方、電源がオフであった場合には、スリープ状態に戻る（＃０３）。

ステップ＃１５の通常モードを実行している際に、図示しないレリーズ釦の半押しがなされると、撮像動作を行う。この撮像動作について、図６を用いて説明する。
撮像動作に入ると、最初に測光センサ２１１の出力に基づいて被写体輝度の測定を行う（＃２３）。ここで得た被写体輝度に基づいてシャッタ速度及び／又は絞り値を演算により求める（＃２５）。この後、測距回路２１７の出力に基づいて撮影レンズ１０１、１０２のピントズレ量を演算で求め、このズレ量に基づいて、レンズＣＰＵ１１１を介してレンズ駆動回路１０７を駆動しピント合わせを行う（＃２７）。

撮影レンズのピント合わせが終了したら、次に、レリーズ釦の全押しによってオンとなる第２レリーズスイッチがオンか否かかの判定を行い（＃２９）、オンではない場合には、レリーズ釦の半押しによってオンとなる第１レリーズスイッチがオンか否かかの判定を行う（＃３１）。ここでオンであった場合には、レリーズ釦は半押し状態ではあるが、全押し状態とはなっていないので、ステップ＃２９と＃３１を繰り返し行う待機状態となる。ステップ＃３１にてレリーズ釦から手が離れ、第１レリーズスイッチがオフとなった場合には、ＮＯで抜けて、図５に示すパワーオンリセットのルーチンに戻る。

一方、レリーズ釦が全押しされると、ステップ＃２９にて第２レリーズスイッチがオンとなり、＃３３以下のステップで、実際に撮像を行い画像データの記録を行うための処理を実行する。まず、可動ミラー２０１のアップ動作を行い（＃３３）、これによって、撮影レンズ１０１、１０２を透過した被写体光束はシャッタ２１３側に導かれる。続いて、絞り１０３の絞込み動作を開始すると共に（＃３５）、圧電ポンプ３０１の動作を開始させ（＃３７）、前述したように、空気流を流出口３２１ｂから吹き出し、ローパスフィルタ２５の表面に付着した塵埃を吹き飛ばす。この後、ＣＣＤ２７による被写体像の撮像を開始すると共に（＃３７）、先幕２１３ｃの走行を開始させる（＃３８）。シャッタ速度に対応した設定秒時が経過するのを待ち（＃３９）、設定秒時が経過すると、ステップ＃４０に進み、シャッタ後幕２１３ｄの走行を開始させ（＃４０）、ＣＣＤ２７による撮像動作を停止させ（＃４１）、圧電ポンプ３０１による空気流の吹き出しを停止させる（＃４２）。

ステップ＃３６で圧電ポンプ３０１が始動する時点では、図２示す如くシャッタ先幕２１３ｃによってローパスフィルタ２５近傍の空間は閉じられている。この状態では、シャッタ先幕２１３ｃとローパスフィルタ２５の間に、圧電ポンプ３０１による空気流が流れる。この場合には、区切られた狭い空間であることから、ローパスフィルタ２５の面上に沿って効率良く、空気流を流すことができる。ステップ＃３８にてシャッタ先幕２１３ｃが走行を開始・終了すると、図３に示すようにローパスフィルタ２５の近傍の空間はシャッタ先幕２１３ｃによる区切りはなくなるが、圧電ポンプ３０１はローパスフィルタ２５に向けて空気流を吹き出すので、ローパスフィルタ２５に沿って流れ、塵埃を吹き飛ばすことができる。この後、シャッタ後幕２１３ｄが走行を開始・終了すると、図４に示すように再び、ローパスフィルタ２５とシャッタ後幕２１３ｄによる閉じられた空間となる。圧電ポンプ３０１による空気流による除塵動作は、ステップ＃３６から＃４２の間、シャッタ開放状態である撮像動作中とその前後に行われる。除塵動作中に、塵埃が吹き飛ばされローパスフィルタ２５の前側を流れた被写体光を遮るとしても、一箇所に静止している訳ではないので、塵埃の影として写しこまれることは殆どない。

ステップ＃４２の圧電ポンプ停止の処理を終えると、次に、ＣＣＤ駆動回路２２３はＣＣＤ２７の画像信号の読み出しを行い、画像処理回路２２７による画像処理を実行する（＃４３）。この画像処理された画像データはＳＤＲＡＭ２３７等のバッファメモリに格納される（＃４４）。続いて、絞り１０３を開放状態に復帰させ（＃４５）、可動ミラー２０１をダウンさせると共にシャッタチャージを行い（＃４７）、ファインダ光学装置を被写体像観察状態とする。ミラーダウンは、撮像中、上昇位置にあった可動ミラー２０１を、図１に示すような下降位置にダウンするように、ボディＣＰＵ２２９はミラー駆動機構２１９に対して指令することにより行われる。また、シャッタチャージは、図４に示すシャッタ後幕走行終了状態から、図２に示すシャッタチャージ状態になるように、可動ミラー２０１の下降に連動して機械的に行われる。この機構は公知の技術なので省略する。

次に、撮影モードが連写モードになっているか否かを判定し（＃４９）、連写モードと判定された場合には、レリーズ釦が全押し状態のままか否かを判定する（＃５１）。全押しのまま、即ち、第２レリーズスイッチがオンであった場合には、ステップ＃３３に戻り、撮影を繰り返す。また、レリーズ釦から手が離れ、第２レリーズスイッチがオフとなると連写は終了する（＃５１でＮＯ）。ステップ＃４９にて連写モードでなかった場合と、連写モードを終了した場合には、ステップ＃５３に進み、ＳＤＲＡＭ２３７等のバッファメモリに記憶していた画像データを記録媒体（メモリカード）２４５に記録する（＃５３）。続いて、レリーズ釦が半押し状態のままか、即ち、第１レリーズスイッチがオンであるか否かを判定し、オンの場合には、そのまま待機状態でオフとなるのを待ち、オフとなったら、パワーオンリセットルーチンに戻る（＃５５）。

次に、ステップ＃０７に示される、電源オン時または初期化動作後の塵埃除去動作について図７を用いて、説明する。
まず、圧電ポンプ３０１を始動させ、空気流を流出口３２１ｂから吹き出し（＃６１）、前述したように空気流による塵埃の除去を行う。即ち、図２に示すように、シャッタ先幕２１３ｃとローパスフィルタ２５によって区切られた空間を、空気流は空気排出部３３０向けて流れ、ローパスフィルタ２５上に付着した塵埃を吹き飛ばす。この状態を所定時間の間、継続したら、圧電ポンプ３０１を停止させる（＃６３、＃６５）。

この後、シャッタ先幕２１３ｃを走行させ（＃６７）、シャッタ後幕２１３ｄを走行させる（＃６９）。シャッタ２１３の動作終了後、再び、圧電ポンプ３０１を所定時間の間動作させ（＃７１〜＃７５）、空気流によって塵埃を除去する。これは、シャッタ２１３の動作中に、シャッタ２１３の素材である金属やプラスチックが擦れ合い、塵埃が発生するおそれがある。このため、電源がオンとなった時点や初期化動作後に予めシャッタ２１３を動作させ、塵埃を除去するようにしている。圧電ポンプ３０１を停止させた後、続いて、シャッタ２１３のチャージを行う（＃７７）。続いて、この塵埃除去動作が予め決められた回数、行われたかを判定し、所定回数に達していない場合には、ステップ＃６１に戻り、上述のステップを繰り返す。塵埃除去動作を所定回数、行った場合には、図４のパワーオンリセットのルーチンに戻る。

以上説明したように本実施形態では、撮像素子としてのＣＣＤ２７と、ローパスフィルタ２５等からなる防塵部材と、この防塵部材の表面に空気流を発生させるための流体ポンプとしての圧電ポンプ３０１と、撮影開口を開閉する開閉するシャッタ２１３を設け、シャッタ２１３が閉じているときに、圧電ポンプ３０１により空気流を発生するように制御し（＃３６〜＃３８、＃４０〜＃４２、＃６１〜＃６５、＃７１〜＃７５）、塵埃を除去するようにしたので、簡単な構造にて撮像部に付着した塵埃を、好適なタイミングで除去することができる。
また、本実施形態では、シャッタ２１３は複数のハネが積層されてなるシャッタ先幕２１３ｃと、複数のハネが積層されてなるシャッタ後幕２１３ｄを有するフォーカルプレーンシャッタであって、防塵部材の近傍に所定間隔離間して配置されているので、圧電ポンプ３０１により効率的に空気流を発生することができる。
さらに、本実施形態では、シャッタ先幕２１３ｃもしくはシャッタ後幕２１３ｄが撮影開口を閉じる閉位置にある際に、圧電ポンプ３０１により空気流を発生させているので、シャッタ幕と防塵部材との間の区切られた空間に空気流を流すことができ、効率的に塵埃を除去することができる。

また、本実施形態では、シャッタ２１３のハネが積層されており、圧電ポンプ３０１はシャッタ先幕２１３ｃもしくはシャッタ後幕２１３ｄが閉位置にある状態で、複数のハネのうち最も撮像素子側に配されるハネが位置する側から上記空気流を発生させている。このためハネが空気流によって乱れることがない。
さらに、本実施形態では、シャッタ２１３が閉じた状態で圧電ポンプ３０１の作動を開始させ（ステップ＃３６）、その後、シャッタ２１３の駆動中にも空気流を継続的に発生させいる（ステップ＃３８〜＃４９）ので、撮像中に塵埃の影響を受け、塵埃の影が映像として写しこまれるおそれを少なくすることができる。
さらに、本実施形態では、撮像装置としての一眼レフレックスカメラの初期状態において、圧電ポンプ３０１の空気流発生動作とシャッタ駆動動作とを繰り返し実行させている（＃０７、＃６１〜＃７９）ので、好適なタイミングで撮像装置の塵埃除去を行うことができる。
さらに、本実施形態では、撮像動作に先立って圧電ポンプ３０１を作動させ（＃３６）、撮像動作の終了後に圧電ポンプ３０１を停止させている（＃４２）ので、撮像中に塵埃の影響を受け、塵埃の影が映像として写しこまれるおそれを少なくすることができる。

また、本実施形態では、シャッタ２１３を動作させた後に、圧電ポンプ３０１を動作させているので（＃６７〜＃７５）、シャッタの摺りあいによって生じる塵埃を事前に除去することができる。
さらに、本実施形態では、圧電ポンプ３０１と対向する位置に空気流を流出可能な流出口３３２を設けたので、圧電ポンプ３０１によって吹き出された空気流が排出口に向けて流れ、塵埃を排出または粘着等するので、塵埃の飛散を防止することが可能となる。

以上説明した実施形態では、流体ポンプとして圧電ポンプ３０１を用いていたが、これに限らず、空気流を生成できる装置であれば構わない。さらに、本実施形態においては、防塵動作の対象となる防塵部材や光学素子としては、ローパスフィルタ２５が相当するが、これに限らず、ＣＣＤ２７の保護ガラス、赤外カットガラス等、画像生成用の光束が通過するような光学素子であれば良いことは勿論である。

また、本実施形態では、圧電ポンプ３０１を撮像ユニットの前側の上部に配置したが、これに限らず、塵埃を空気流によって吹き飛ばすことのできる位置であれば良く、例えば、撮像ユニットの前側の下部または左右のいずれかに配置することも可能である。この場合には、空気排出部３３０は、圧電ポンプ３０１と対向する位置に配置する。さらに、本実施形態では、空気流の排出のために排出口３３２を設けただけであったが、排出用または吸入用ポンプを設けておけば、吹き飛ばした塵埃を効率よく集塵することができ、塵埃がミラーボックス内で浮遊して、再び光学素子（ローパスフィルタ２５）に付着することを更に一層防止することができる。

また、本実施形態では、除塵動作を実行するのは、電源スイッチをオンし初期化動作された時と撮像動作時であったが、これに限らず、適宜、任意のタイミングで行うことができ、例えば、交換レンズ等のアクセサリ類がカメラ本体に装着されたことを検出する検出手段を設け、装着時に除塵動作を実行するように構成しても良いことは勿論である。また、撮像動作時での除塵動作は、シャッタが開放されて実際に撮像する最中に行っていたが、半押しされてから実際の撮像が終了するまでの間であれば、他のタイミングで行うようにしても良い。

また、本実施形態は、デジタル一眼レフカメラに本発明を適用した例であったが、デジタル一眼レフカメラに限らず、例えば、レンズ交換式のレンジファインダ式デジタルカメラや通常のコンパクトデジタルカメラ等にも本発明を適用できる。特に、レンズやその他の部材を取り外した際に撮像素子や光学素子等が露呈し、外界の塵埃が本体内に侵入するおそれがある撮像装置に適用すると有効である。

本発明の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの全体構成を示すブロック図である。 本実施形態におけるシャッタチャージ状態でのシャッタ、圧電ポンプおよび撮像素子の構造を示す断面図である。 本実施形態におけるシャッタ開放状態でのシャッタ、圧電ポンプおよび撮像素子の構造を示す断面図である。 本実施形態におけるシャッタ駆動後、後幕閉状態でのシャッタ、圧電ポンプおよび撮像素子の構造を示す断面図である。 本実施形態におけるデジタル一眼レフカメラの「パワーオンリセット」のフローチャート図である。 本実施形態におけるサブルーチン「撮像動作」のフローチャート図である。 本実施形態におけるサブルーチン「塵埃除去動作」のフローチャート図である。

符号の説明

２５・・・ローパスフィルタ、２７・・・撮像素子（ＣＣＤ）、１００・・・交換レンズ、１０１・・・ レンズ、１０３・・・絞り、２１３・・・シャッタ、２１３ｃ・・・シャッタ先幕、２１３ｄ・・・シャッタ後幕、３０１・・・圧電ポンプ、３０３・・・圧電素子駆動回路、３１１・・・圧電素子、３１３・・・バネ、３１５・・・振動板、３２１・・・枠体、３２１ａ・・・空気溜め室、３２１ｂ・・・ノズル、３２１ｃ・・・空気流入孔、３２１ｄ・・・流出弁、３２１ｅ・・・排出弁、３３０・・・空気排出部、３３２・・・排出口

Claims (12)

1. 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、
   この撮像素子に対し所定の間隔をもって対向して配置される防塵部材と、
   この防塵部材の表面に空気流を発生させるための流体ポンプと、
   上記撮像素子への撮影開口を開閉するシャッタと、
   少なくとも上記シャッタが閉じ状態にある際に、上記流体ポンプにより空気流を発生させる制御手段と、
   を具備していることを特徴とする撮像装置。
2. 上記シャッタは、複数のハネが積層されてなる先幕と、複数のハネが積層されてなる後幕とを有するフォーカルプレーンシャッタであって、上記防塵部材の近傍に所定間隔離間して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 上記制御手段は、上記先幕もしくは後幕が上記撮影開口を閉じる閉位置にある際に、上記流体ポンプにより空気流を発生させることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 上記流体ポンプは、上記先幕もしくは後幕が閉位置にある状態で、複数のハネのうち最も撮像素子側に配されるハネが位置する側から上記空気流を発生させることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
5. 上記制御手段は、少なくとも上記シャッタが閉じた状態で上記流体ポンプの作動を開始させ、その後、上記シャッタの駆動中にも上記空気流を継続的に発生させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
6. 上記制御手段は、上記撮像装置の初期状態において、上記流体ポンプの空気流発生動作と上記シャッタ駆動動作とを繰り返し実行させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
7. 上記制御手段は、上記撮像装置の撮像動作に先立って上記流体ポンプを作動させ、上記撮像動作の終了後に上記流体ポンプを停止させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
8. 撮影レンズを透過し、画像形成用の被写体光束が通過する光学素子と、
   上記被写体光束を受光し、被写体像を光電変換する撮像素子と、
   上記撮影レンズと上記光学素子の間に配置されたシャッタと、
   このシャッタと上記光学素子の間に配置され、空気流を発生させる流体ポンプと、
   上記光学素子に付着する塵埃を上記空気流によって除去するように、上記流体ポンプを制御する制御手段
   を具備したことを特徴とする撮像装置。
9. 上記制御手段は、上記シャッタが閉じている間に、上記流体ポンプを動作させ、上記塵埃を除去するようにしたことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
10. 上記制御手段は、上記シャッタを動作させた後に、上記流体ポンプを動作させ、上記塵埃を除去するようにしたことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
11. 上記撮像装置は、上記流体ポンプと対向する位置に空気流を流出可能な流出口を配置したことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
12. 画像形成用の光束が通過する光学素子と、
    上記光束を受光し、この光束に基づいて形成される画像を光電変換する撮像素子と、
    この撮像素子に入射する光束を開閉するためのシャッタと、
    このシャッタと上記光学素子の間に配置され、空気流を発生させる流体ポンプと、
    を具備したことを特徴とする撮像ユニット。