JP2008061108A

JP2008061108A - 撮像素子用清掃装置

Info

Publication number: JP2008061108A
Application number: JP2006237944A
Authority: JP
Inventors: Koji Funatsu; 剛治舩津
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2006-09-01
Publication date: 2008-03-13

Abstract

【課題】撮像素子表面に付着した異物を確実に除去し、簡易な構造を有する清掃装置を提供する。
【解決手段】デジタル一眼レフカメラに設けられた清掃装置１０のファン１６から送りだされた空気は、矢印Ｄの示すように、ＬＰＦ受光面３４Ｓに沿って、ＬＰＦ３４の輪郭の長辺に平行な方向に流れる。ＬＰＦ受光面３４Ｓから異物を取り除いた空気は、さらに矢印Ｅ、ＦおよびＧの示す方向に移動し、清掃装置１０に吸入される。吸入された空気中の異物は、清掃装置１０に設けられたフィルタによって除去される。異物を除去された空気は再びファン１６によって送出される。清掃装置１０による空気の送出と吸入とは連続的に繰り返され、ＬＰＦ受光面３４Ｓ上の異物は確実に除去される。
【選択図】図５

Description

本発明は、清掃装置に関し、特に、レンズ交換式デジタルカメラの撮像素子等に付着する異物を取り除く清掃装置に関する。

近年、レンズ交換式のデジタルカメラが普及しつつある。レンズ交換式デジタルカメラにおいては、レンズ交換等により混入する埃などの異物が、内蔵された撮像素子の表面に付着する場合がある。そして、異物が撮像素子に付着することによる画質の低下を防ぐために、撮像素子表面から異物を取り去る装置が知られている。

撮像素子表面から異物を取り去る装置としては、撮像素子が設けられたカメラの外部から給送口を介して取り入れた空気を撮像素子に向けて噴出させ、排出口から異物とともに排出させるものや（例えば特許文献１）、カメラ内のボンベから空気を撮像素子に向けて噴出させ、異物とともに排出させるものが知られている（例えば特許文献２）。
特開２００３−３１９２１８号公報（段落［００１９］〜［００２３］、［００２７］〜［００３１］、図１、４、１３、１４等参照）特開２００３−３１９２１９号公報（段落［００２１］〜［００２７］、［００３１］〜［００３５］、図１、４等参照）

外部から取り入れた空気を撮像素子に吹き付けて異物を除去する場合、取り入れた空気に含まれていた埃等の異物をカメラ内に持ち込む可能性があり、効率的な異物の除去は困難である。また、撮像素子が設けられたカメラ内に空気を送り出すためのボンベ等を設けると、異物を除去する装置、およびカメラの構造が複雑化してしまう。

本発明は、撮像素子表面に付着した異物を確実に除去することができ、簡易な構造を有する清掃装置を提供することを目的とする。

本発明の清掃装置は、撮影装置に設けられた撮像素子ユニットの被清掃面にある異物を取り除く清掃装置であって、被清掃面上に空気を送出し、被清掃面を通過した空気を吸入して空気を循環させる空気循環手段と、空気循環手段により吸入された空気から異物を除去する異物除去手段とを備え、空気循環手段と異物除去手段とが、被清掃面に垂直な柱状の領域の周囲に設けられていることを特徴とする。

空気循環手段は、撮像素子ユニットと隣り合うように設けられていることが好ましい。また、空気循環手段は、被清掃面に沿った方向に空気を送出することが好ましい。

撮影装置は、例えばシャッタ幕を有し、この場合、空気循環手段が、シャッタ幕の走行方向に垂直な方向に空気を送出することが望ましい。

清掃装置は、空気循環手段によって循環される空気の通路を形成する導風部材をさらに有することが望ましい。そしてこの場合、導風部材が、空気循環手段と撮像素子ユニットとを覆うカバーであることがより望ましい。

空気循環手段は、例えば、回転体と、回転体に設けられた空気を送出するための翼部と、回転体を回転させる回転手段とを有する送風手段を含む。また、清掃装置は、空気循環手段によって循環される空気の通路を形成する導風部材をさらに有し、撮像素子ユニットが略直方体形状であって、送風手段が撮像素子ユニットの一辺側に配置されており、撮像素子ユニットの他辺に沿って配置された導風部材が、送風手段によって送り出された空気を撮像素子ユニットの縁部に沿って送風手段に戻すための通路を形成することが好ましい。

本発明によれば、撮像素子表面に付着した異物を確実に除去し、簡易な構造を有する清掃装置を実現できる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態におけるデジタル一眼レフカメラの内部を概略的に示す斜視図である。図２は、撮像素子ユニットの内部を示すデジタル一眼レフカメラの概略的な正面図である。図３は、図２におけるIII
―III線に沿ったデジタル一眼レフカメラの断面図である。

デジタル一眼レフカメラ２０においては、複数の撮影レンズ（図示せず）のうち、ユーザによって選択されたものがレンズマウント２２に取付けられ、使用される。ここでは、撮影レンズが取外された状態のデジタル一眼レフカメラ２０を示している。

デジタル一眼レフカメラ２０の内部には、撮像素子ユニット３０が設けられている。撮像素子ユニット３０は、清掃装置１０とＣＣＤユニット４０とを含む。清掃装置１０とＣＣＤユニット４０とは、矢印Ａの示すデジタル一眼レフカメラ２０の水平方向に沿って、互いに隣接している。

すなわち、ＣＣＤユニット４０は、レンズマウント２２に取付けられた撮影レンズの光軸が中心を通るように、デジタル一眼レフカメラ２０のほぼ中心に配置され、清掃装置１０は、ＣＣＤユニット４０に入射する入射光の光路から外れるように、ＣＣＤユニット４０の周囲に配置されている。

また、清掃装置１０には、薄い板状のカバー１２（導風部材）が設けられており、カバー１２は、清掃装置１０とＣＣＤユニット４０とを覆っている。カバー１２には、デジタル一眼レフカメラ２０の前面２０Ｆと平行な方向に延びる前面板１２Ｆ、前面板１２Ｆの端部から前面板１２Ｆに垂直に、デジタル一眼レフカメラ２０の側面２０Ｓに平行な方向に延びる側壁板１２Ｓ、デジタル一眼レフカメラ２０の底面２０Ｂに平行な上板１２Ｕ、下板１２Ｂが含まれる。

ＣＣＤユニット４０においては、ＣＣＤ３２とローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという）３４とが、基板３６上に設けられている（図２参照）。ＣＣＤ３２とＬＰＦ３４とは、いずれも、輪郭が矩形状であり、その長辺がデジタル一眼レフカメラ２０の水平方向、短辺が垂直方向にそれぞれ沿うように配置されていて、ＬＰＦ３４はＣＣＤ３２よりもデジタル一眼レフカメラ２０の前面２０Ｆ側に配置されている。

清掃装置１０は、ＬＰＦ３４の表面に付着した埃などの異物を除去し、ＣＣＤユニット４０を清浄に保つために使用される。このため清掃装置１０にはファン１６（空気循環手段・送風手段）が設けられており、ファン１６がＬＰＦ３４の表面上に空気を送出し、ＬＰＦ３４の表面を通過し、その表面にあった異物を含む空気が、清掃装置１０内に吸入される。吸入された空気は、清掃装置１０のフィルタ（図示せず）を通過し、このとき吸入空気中の異物が除去される。

図２における、互いに平行する一組の破線、もしくは互いに平行するＬＰＦ３４の輪郭と破線とで囲まれた細長い領域は、カバー１２において、レンズマウント２２に取付けられた撮影レンズの光軸方向、すなわち紙面に垂直な方向に延びる部分の下端面を示す。例えば、基板３６の輪郭に近い一組の破線は、側壁板１２Ｓ、上板１２Ｕおよび下板１２Ｂの下端面を示しており、側壁板１２Ｓ、上板１２Ｕおよび下板１２Ｂがいずれも基板３６の端部付近に接している（図１参照）ことから明らかであるように、これらの下端面は、板状の導風部材である基板３６に対する接触面である。

さらにカバー１２は、後述するように、撮像素子ユニット３０内の空間を隔てるための内壁板（図示せず）を含んでいる。内壁板は、基板３６の清掃装置１０側の領域３６Ｅ、およびファン１６の周辺部１６Ｅにおいて、前面板１２Ｆに向かって垂直な方向に延びるように配置されている。また、図２における、ＬＰＦ３４の輪郭の長辺と長辺に沿った破線とで囲まれた細長い領域は、前面板１２ＦとＬＰＦ３４とが接触する接触面を示している（図３参照）。

上述のように形成されたカバー１２は、撮像素子ユニット３０を保護するとともに、水平方向において互いに隣り合う清掃装置１０とＣＣＤユニット４０との間で循環する空気の通路を形成する。

また、デジタル一眼レフカメラ２０のシャッタ機構は、いわゆる縦走り方式を採用しており、シャッタ幕２４（図３参照）は、矢印Ｂの示すデジタル一眼レフカメラ２０の垂直方向に沿って走行する。そして清掃装置１０は、後述するように、ＬＰＦ３４の表面に沿って、デジタル一眼レフカメラ２０の水平方向に空気を送出する。このようにファン１６が、シャッタ幕２４の走行方向とは垂直な方向に空気を送出することにより、シャッタ幕２４を構成する、水平方向に延びる複数のシャッタ羽根（図示せず）同士が重なり合う部分に溜まる可能性のある埃等も除去することができる。

なお清掃装置１０は、デジタル一眼レフカメラ２０を起動するためのスイッチ（図示せず）がオン状態になったときと、撮影レンズがレンズマウント２２に取付けられたときに、デジタル一眼レフカメラ２０のＣＰＵ（図示せず）の制御により自動的に作動する。このように清掃装置１０は、ＣＣＤユニット４０の清掃の必要性が高い場合に所定の時間だけ作動するが、ＣＣＤユニット４０等に直接接触することなく、空気を循環させることで異物を除去できることから、デジタル一眼レフカメラ２０の起動中は、例えば撮影動作中も含めて問題なく作動できる。

図４は、図３における撮像素子ユニット３０を拡大して示す断面図である。

撮像素子ユニット３０の構造につき、図４を参照して以下に説明する。ＣＣＤユニット４０においては、ＣＣＤ３２とＬＰＦ３４とを所定の間隔、位置に保持するためのパッキン３８が設けられている。このように本実施形態では、ＣＣＤ３２の表面は露出しておらず、清掃装置１０の清掃の対象は、表面が露出しているＬＰＦ３４の受光面３４Ｓである。また、カバー１２の前面板１２Ｆ、上板１２Ｕ、下板１２Ｂおよびパッキン３８等によって囲まれる空間は、後述するように、ＬＰＦ受光面３４Ｓに付着していた異物を含む空気が通過するための第１通路Ｐである。

図５は、循環する空気の流れとともに撮像素子ユニット３０を概略的に示す斜視図である。図６は、循環する空気の流れとともに撮像素子ユニット３０を概略的に示す平面図である。

以下、清掃装置１０とＣＣＤユニット４０との間で循環する空気の流れについて説明する。なお図６では、カバー１２、パッキン３８等が省略されており、図５では、これらに加えて清掃装置１０のフィルタ１４が省略されている。

清掃装置１０のファン１６は、略直方体状である撮像素子ユニット３０の輪郭の一辺の近傍に配置されている。ファン１６には、回転体１３（送風手段）と、回転体１３に設けられた複数の翼部１８（送風手段）とが含まれる。そして、電力供給されたモータ１５（回転手段・空気循環手段・送風手段）が回転体１３を回転させると、矢印Ｃの示すように、翼部１８からＣＣＤユニット４０に向けて空気が送り込まれる。

送出された空気は、矢印Ｄの示すようにＬＰＦ受光面３４Ｓに沿って進み、このときＬＰＦ受光面３４Ｓの異物を取り除く。除去した異物を含む空気は、ここでは図示しないカバー１２の側壁面１２Ｓ（図１参照）によってそれ以上直進できなくなるため、矢印Ｅの示すように進路が変更され、ＬＰＦ３４の上面３４Ｕ、および下面３４Ｂに沿った方向に進む。

異物を含む空気は、矢印Ｆの示すように、図示しないカバー１２の上板１２ＵとＬＰＦ３４の上面３４Ｕとの間、およびカバー１２の下板１２ＢとＬＰＦ３４の下面３４Ｂとの間に形成された通路（先述の第１通路Ｐ）を通過し、矢印Ｇおよび矢印Ｈ（図６参照）の示すように清掃装置１０に吸入される。吸入された空気中の異物は、フィルタ１４により除去され（図６参照）、異物を除かれた空気は、回転体１３に設けられた吸入口１３Ｍを介してファン１６に移動し、矢印Ｃの示すようにＣＣＤユニット４０に向けて再び送出される。

なお、図６に示すように、清掃装置１０はモータ１５を除くとほぼ平面状であり、さらにこの清掃装置１０が、清掃の対象であるＬＰＦ受光面３４Ｓに平行な方向に沿って設けられていることから、清掃装置１０、および清掃装置１０を含む撮像素子ユニット３０は、ほぼ平面状の簡易な構造を有する。

図７は、図６におけるVII―VII線に沿った撮像素子ユニット３０の断面図であり、図８は、図６におけるVIII―VIII線に沿った撮像素子ユニット３０の断面図である。図９は、図２におけるIX―IX線に沿った撮像素子ユニット３０の断面図である。

図７〜９を参照して、循環する空気の通路等につき以下に説明する。清掃装置１０によって送出された空気は、カバー１２における、清掃装置１０の外側を覆う領域と内壁板１２Ｉとによって拡散することが防止され、矢印Ｃの示すように、一対の内壁板１２Ｉの間の空間においてＣＣＤユニット４０に向かって進む。この送出空気は、パッキン３８とＬＰＦ３４の第１の側面３４Ａにぶつかり、ＬＰＦ受光面３４Ｓに向かうように上方に進む（図６、９参照）。

ＬＰＦ受光面３４Ｓに到達した空気は、前面板１２Ｆの吐出側端部１２ＬとＬＰＦ受光面３４Ｓとの隙間から、矢印Ｄの示すように、ＬＰＦ受光面３４Ｓに沿って進む（図９参照）。吐出側端部１２Ｌは、ＬＰＦ受光面３４Ｓの清掃装置１０側の端部を覆うようにＬＰＦ受光面３４Ｓに沿って延びているため、多量の送出空気がＬＰＦ受光面３４Ｓから離れることが防止される。なお一部の空気は、ＬＰＦ受光面３４Ｓから離れて進み、シャッタ幕２４（図３参照）における異物の除去に使用される。

ＬＰＦ受光面３４Ｓに沿って進む空気によってＬＰＦ受光面３４Ｓ上の異物は除去され、この異物を含んだ空気は、前面板１２Ｆの吸入側端部１２ＴとＬＰＦ受光面３４Ｓとの隙間を通過する（図９参照）。この空気は、カバー１２の側壁面１２Ｓによってそれ以上直進できなくなり、矢印Ｅの示すように、ＬＰＦ３４の第２の側面３４Ｃ、側壁板１２Ｓおよびパッキン３８によって囲まれた第２通路Ｑを通過し、前面板１２Ｆ、上板１２Ｕ、下板１２Ｂおよびパッキン３８等によって囲まれた一対の第１通路Ｐ（図４、７、８参照）に向かって進む。異物を含んだ空気は、矢印Ｆの示すように第１通路Ｐを通過すると、矢印Ｇの示すように清掃装置１０に向かって進む（図８、９参照）。

このように、ファン１６により送り出された空気は、略直方体形状である撮像素子ユニット３０の輪郭のうち、ファン１６が近傍に配置されている辺以外の辺に沿って配置された側壁板１２Ｓ、上板１２Ｕおよび下板１２Ｂ等により、すなわち、撮像素子ユニット３０の縁部に沿って設けられた第１および第２通路Ｐ、Ｑにより、ファン１６に戻る。

ここで、内壁板１２Ｉにおける清掃装置１０の外周に沿った領域であって、ＣＣＤユニット４０に近い第１円弧領域１２Ｉ_１（図８参照）が、清掃装置１０の吸気側、すなわちＣＣＤユニット４０でのＬＰＦ受光面３４Ｓ側において清掃装置１０とＣＣＤユニット４０との間の空間を隔てているのに対し、第１円弧領域１２Ｉ_１の両端側に位置する一対の第２円弧領域１２Ｉ_２（図７参照）は、清掃装置１０の吸気側においては清掃装置１０とＣＣＤユニット４０との間の空間を隔てていない（図６〜８参照）。

このように内壁板１２Ｉが形成されていることから、異物を含んだ空気は、第２円弧領域１２Ｉ_２を越えてその上方を通る、すなわち第２円弧領域１２Ｉ_２と前面板１２Ｆとの間の空間を通ることにより、矢印Ｇの示すように、第１通路Ｐから清掃装置１０に向かって進むことができる。

異物を含んだ空気は、清掃装置１０と前面板１２Ｆとの間の空間から、矢印Ｈの示すように、清掃装置１０に吸入されフィルタ１４を通過する。フィルタ１４を通過して異物が除去された空気は、ファン１６によって再びＣＣＤユニット４０に向けて送出される。以下、空気の送出と吸入とは連続的に繰り返される。

なお、第１円弧領域１２Ｉ_１は、清掃装置１０の吐出側、すなわちＣＣＤユニット４０での基板３６側においては清掃装置１０とＣＣＤユニット４０との間の空間を隔てていないのに対し、第２円弧領域１２Ｉ_２が、清掃装置１０の吐出側において清掃装置１０とＣＣＤユニット４０との間の空間を隔てている（図７参照）ことから、先述のように送出空気の拡散が防止され、矢印Ｃの示す方向に空気が進む。

矢印Ｆ、ＧおよびＨは、図５〜８より明らかであるように、図９に示された撮像素子ユニット３０の断面における空気の流れではなく、図９に示された撮像素子ユニット３０の断面の上下、すなわち図９の紙面の上下における空気の流れを示しているが、説明の便宜上、これらの矢印も図９に加えてある。

以上のように、本実施形態によれば、デジタル一眼レフカメラ２０の内部、特に、ＬＰＦ受光面３４Ｓの近傍を除きカバー１２によって密閉されている撮像素子ユニット３０の内部で空気を循環させることにより、清掃装置１０は、ＣＣＤユニット４０の異物を確実に除去できる。

さらに清掃装置１０においては、内壁板１２Ｉを含むカバー１２等によって循環させる空気の流路を調整することにより、清掃の対象であるＣＣＤユニット４０と一体的に、なおかつほぼ同じ厚さで同一平面上に設けられているという簡易な構造が実現されている。このため、清掃装置１０は、デジタル一眼レフカメラ２０のスペースを有効に活用した配置が可能である。

清掃装置１０は、効率的に異物を除去するために、ＣＣＤユニット４０の近傍であって、本実施形態のようにＣＣＤユニット４０の横側、すなわちデジタル一眼レフカメラ２０の水平方向（図１の矢印Ａの示す方向）に設けられていることが好ましいが、デジタル一眼レフカメラ２０内の他の部材の配置に応じて、ＣＣＤユニット４０の上下側、すなわちＣＣＤユニット４０と垂直方向（図１の矢印Ａの示す方向に対し垂直な方向）に隣接していても良い。特に、シャッタ幕２４がデジタル一眼レフカメラ２０の水平方向に走る場合、清掃装置１０は、シャッタ幕２４の異物をも効果的に除去すべく、デジタル一眼レフカメラ２０の垂直方向に送風できるように、ＣＣＤユニット４０と垂直方向で隣接することが好ましい。

さらに、清掃装置１０および撮像素子ユニット３０が平面状の簡易な構造を有するように、清掃装置１０と清掃されるＬＰＦ受光面３４Ｓとは平行な方向に沿って隣接するように設けられていることが好ましいものの、清掃装置１０の配置はこれには限定されない。例えば、清掃装置１０は、ＬＰＦ受光面３４Ｓの横側に接する位置のみならず、ＬＰＦ受光面３４Ｓに垂直な柱状の領域の周囲、すなわち、ＬＰＦ受光面３４Ｓの周囲であって、かつＬＰＦ受光面３４Ｓに対して垂直な領域を除く領域に設けられていても良い。

これは、ＬＰＦ受光面３４Ｓに対して垂直な領域のうち、ＬＰＦ受光面３４Ｓの上方に清掃装置１０が配置されると、ＣＣＤユニット４０に入射する入射光の光路を清掃装置１０が遮ってしまうためであり、また、ＬＰＦ受光面３４Ｓの下方に配置された場合においても、他の部材の配置に対する立体的な障害が大きくなるためである。

また、清掃装置１０による清掃の対象は、本実施形態におけるＬＰＦ受光面３４Ｓには限定されない。例えば、ＬＰＦ３４が設けられておらず、表面にＣＣＤ３２が配置されたＣＣＤユニットにおいては、ＣＣＤ３２の受光面等を清掃しても良い。さらに、保護フィルタ等が表面に設けられたＣＣＤユニットにおいては、これらの受光面等を清掃の対象としても良い。

清掃装置１０は、レンズ交換が可能であって、異物の混入する可能性の高いデジタル一眼レフカメラ２０以外の撮影装置である、通常のデジタルカメラ、あるいはビデオカメラ等に設けられても良い。また、所望のタイミングでＣＣＤユニット４０を清掃できるように、清掃装置１０を作動させるためのスイッチをデジタル一眼レフカメラ２０に設けても良い。

本実施形態におけるデジタル一眼レフカメラの内部を概略的に示す斜視図である。撮像素子ユニットの内部を示すデジタル一眼レフカメラの概略的な正面図である。図２におけるIII―III線に沿ったデジタル一眼レフカメラの断面図である。図３における撮像素子ユニットを拡大して示す断面図である。循環する空気の流れとともに撮像素子ユニットを概略的に示す斜視図である。循環する空気の流れとともに撮像素子ユニットを概略的に示す平面図である。図６におけるVII―VII線に沿った撮像素子ユニットの断面図である。図６におけるVIII―VIII線に沿った撮像素子ユニットの断面図である。図２におけるIX―IX線に沿った撮像素子ユニットの断面図である。

符号の説明

１０清掃装置
１２カバー（導風部材）
１３回転体（送風手段）
１４フィルタ（異物除去手段）
１５モータ（回転手段・空気循環手段・送風手段）
１６ファン（空気循環手段・送風手段）
１８翼部（送風手段）
２０デジタル一眼レフカメラ（撮影装置）
２４シャッタ幕
３０撮像素子ユニット
３２ＣＣＤ（撮像素子ユニット）
３４ＬＰＦ
３４ＳＬＰＦ受光面（被清掃面）

Claims

撮影装置に設けられた撮像素子ユニットの被清掃面にある異物を取り除く清掃装置であって、
前記被清掃面上に空気を送出し、前記被清掃面を通過した空気を吸入して空気を循環させる空気循環手段と、
前記空気循環手段により吸入された空気から前記異物を除去する異物除去手段とを備え、
前記空気循環手段と前記異物除去手段とが、前記被清掃面に垂直な柱状の領域の周囲に設けられていることを特徴とする清掃装置。
前記空気循環手段が、前記撮像素子ユニットと隣り合うように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の清掃装置。
前記空気循環手段が、前記被清掃面に沿った方向に空気を送出することを特徴とする請求項１に記載の清掃装置。
前記撮影装置がシャッタ幕を有し、前記空気循環手段が、シャッタ幕の走行方向に垂直な方向に空気を送出することを特徴とする請求項１に記載の清掃装置。
前記空気循環手段によって循環される空気の通路を形成する導風部材をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の清掃装置。
前記導風部材が、前記空気循環手段と前記撮像素子ユニットとを覆うカバーであることを特徴とする請求項５に記載の清掃装置。
前記空気循環手段が、回転体と、前記回転体に設けられた空気を送出するための翼部と、前記回転体を回転させる回転手段とを有する送風手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の清掃装置。
前記空気循環手段によって循環される空気の通路を形成する導風部材をさらに有し、前記撮像素子ユニットが略直方体形状であって、前記送風手段が前記撮像素子ユニットの一辺側に配置されており、前記撮像素子ユニットの他辺に沿って配置された前記導風部材が、前記送風手段によって送り出された空気を前記撮像素子ユニットの縁部に沿って前記送風手段に戻すための通路を形成することを特徴とする請求項７に記載の清掃装置。