JP2008177675A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学部材に強い振動を与えてゴミ除去効果を高める。
【解決手段】振動モータ１４が駆動されると、その振動がモータ取付具１３に伝わり、突起１３ａが孔５ｂの左右壁面に繰り返し衝突する。これにより押さえ板５を介して光学フィルタ３が左右方向（撮像素子１の受光面と平行な方向）に振動し、光学フィルタ３の前面に付着していたゴミが振るい落とされる。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮像素子の前面に配置される光学部材を振動させることで、光学部材に付着したゴミを除去する撮像装置に関する。

この種の撮像装置として、例えば特許文献１に開示されたものがある。これは、撮影光学系と撮像素子との間に防塵フィルタを設けたもので、その防塵フィルタを圧電素子によって振動させることで、防塵フィルタに付着したゴミを除去する。

特許第３７２７９０３号公報

しかしながら、従来の撮像装置にあっては、防塵フィルタ等の光学部材に与える振動力が弱く、満足なゴミ除去効果が得られない。

本発明に係る撮像素子は、撮像素子と、撮像素子の前面に配置される光学部材と、出力軸の回転によって振動を発生する振動モータと、振動モータによって発生する振動を光学部材に伝達して該光学部材を振動させる振動伝達機構とを具備することを特徴とする。
振動モータによって振動する部材を光学部材または光学部材と一体の部材に衝突させることで振動を伝達するようにしてもよい。あるいは、振動モータによって振動する光学部材または光学部材と一体の部材を、衝突部に衝突させるようにしてもよい。
光学部材が撮像素子の受光面と平行な方向に振動するよう構成してもよい。

本発明によれば、光学部材に強い振動を与えてゴミ除去効果を高めることが可能となる。

図１〜図５により本発明の一実施の形態を説明する。
図１は本実施形態におけるカメラの撮像ユニットを撮影レンズ側から見た図、図２はそのII−II線断面図である。ＣＣＤなどから成る撮像素子１は、撮像素子取付基板２に支持され、その前面に所定の間隔を空けて光学フィルタ３が配置される。ここで、図１における左右方向は撮像素子１の長辺方向（カメラ横方向）、上下方向は撮像素子１の短辺方向（カメラ縦方向）にそれぞれ相当する。

光学フィルタ３は、例えば光学ローパスフィルタや赤外カットフィルタ、あるいはこれらを組み合わせて成るフィルタである。光学フィルタ３の周縁部分は、取付基板２に取り付けられた弾性部材４に載置され、上部を押さえ板５にて押さえられる。押さえ板５は、複数のねじ６によって取付基板２に取り付けられ、これにより撮像素子１と光学フィルタ３とが一体化された撮影ユニットが構成される。

押さえ板５のねじ貫通孔５ａは、図３の拡大図から分かるようにカメラ横方向に延在する長孔であるため、押さえ板５はカメラ横方向に変位可能である。押さえ板５が横方向に変位すると、光学フィルタ３も弾性部材４を弾性変形させつつ同方向に変位する。

上記のごとき撮像ユニットは、取付基板２がカメラボディの固定部１１に固定されることで、カメラボディに組み込まれる。不図示の撮影レンズを透過した被写体光束は、光学フィルタ３を透過して撮像素子１の受光面に受光され、光電変換される。その光電変換出力から画像データが生成され、画像記録媒体に記録される。

カメラボディの固定部１１には、弾性部材１２およびモータ取付具１３を介して振動モータ１４が支持され、モータ取付具１３の突起１３ａが押さえ板５の孔５ｂを貫通している。振動モータ１４は、光学フィルタ３の表面（光入射面）に付着したゴミを振るい落とすための振動を付与するもので、出力軸１４ａに偏心重錘１４ｂを取り付けたタイプのものが用いられる。振動モータ１４が駆動されると、出力軸１４ａとともに偏心重錘１４ｂが回転することで、出力軸１４ａと直交する全方向に振動が発生する。

本実施形態では、出力軸１４ａが撮影光軸と平行になるように（光学フィルタ３の表面と直交するように）振動モータ１４を取り付けているため、振動モータ１４が撮像ユニットから横縦いずれの方向にも突出することがなく、縦横のスペースが限られた場所でも設置可能である。この場合、振動方向は撮像素子１の受光面に沿う方向となる。

図４はモータ部分の拡大図、図５はそのＶ−Ｖ線断面図である。図から分かるように、モータ取付具１３の突起１３ａは、所定のクリアランスをもって押さえ板５の孔５ｂに挿入されている。振動モータ非駆動時は、孔５ｂの縦横の中心に突起１３ａが位置する。振動モータ１４が駆動されると、その振動がモータ取付具１３に伝わり、突起１３ａはその長手方向と直交する全方向に振動する。 モータ取付具１３と固定部１１との間には弾性部材１２が設けられているので、振動モータ１４の振動を減衰させることなく突起１３ａに伝達できる。突起１３ａと孔５ｂとのクリアランスは、横方向は振動モータ１４の振動振幅よりも小さく、縦方向は大きくされる。このため、振動する突起１３ａは孔５ｂの左右壁面に繰り返し衝突するが、上下の壁面には衝突しない。

上述したように、押さえ板５は左右に変位可能であるため、突起１３ａが孔５ｂの左右壁面に衝突するたびに、押さえ板５はその衝突方向に変位する。つまり、振動モータ１４の振動によって押さえ板５が左右に振動することになり、押さえ板５に押さえられた光学フィルタ３も同方向に振動する。光学フィルタ３と取付基板２との間に設けられた弾性部材４（図２）は、その弾性変形によって光学フィルタ３の振動を助け（振動の減衰を抑制し）、また撮像素子１やカメラボディに対しては防振部材として機能する。また振動モータ１４が停止すると、弾性部材４の弾性力により押さえ板５、つまり光学フィルタ３は初期位置に自動復帰する。
なお、ねじ６と長孔５ａとのクリアランスは、突起１３ａと孔５ｂとのクリアランスよりも大きく、ねじ６が光学フィルタ３の振動を規制することはない。

上記のように光学フィルタ３が振動することで、光学フィルタ３の表面に付着したゴミを振るい落とすことができる。カメラの制御回路（不図示）は、例えばカメラの電源がオンされると振動モータ１４を一定時間駆動し、ゴミ除去動作を行う。なお、振動モータ１４の駆動開始から振動が安定するまでにある程度の時間を要するので、１秒以上駆動し続けることが望ましい。

ゴミ除去動作のタイミングとしては、電源オン時の他に、電源オフ時でもよいし、１回の撮影ごとであってもよい。またレンズ交換時は、外部のゴミがカメラボディ内に侵入し光学フィルタ３に付着するおそれがあるので、レンズ装着が検出されたときに自動的にゴミ除去動作が行われるようにしてもよい。また、撮影者の特定操作に応答してゴミ除去動作を行うようにしてもよい。

このように本実施形態では、振動モータ１４を用いてゴミ除去動作を行うようにしたので、従来よりも強い振動を光学フィルタ３に付与することができ、ゴミ除去効果を高めることができる。特に本実施形態では、振動モータ１４によって振動する部材を押さえ板５に衝突させて振動を伝達しているので、通常の振動伝達よりも強い衝撃力を光学フィルタ３に付与することができ、ゴミ除去効果を更に高めることが可能となる。
なお、強い衝撃力を与えるために、衝突する部分はいずれも弾性変形の少ない材料（例えば、金属材料）とすることが望ましい。これは、以下に説明する他の実施形態でも同様である。

図６〜図１１は他の実施形態を示している。
先の実施形態では、振動モータ１４によって振動する部材を押さえ板５に衝突させて光学フィルタ３に衝撃を与えたが、本実施形態では、振動する押さえ板５をビス６に衝突させることで衝撃を与える。なお、図１〜図５と同様の構成要素には同一の符号を付し、相違点を中心に説明する。

振動モータ１４を支持するモータ取付具１３の突起１３ｂは、上述と同様に押さえ板５を貫通するが、貫通孔と突起１３ｂとの間にクリアランスは設けられていない（図１１）。このため押さえ板５には、光学フィルタ１３の表面に沿う全方向の振動が伝達される。

一方、押さえ板５のねじ貫通孔（長孔）５ｃとねじ６とのクリアランスは、縦方向が実質ゼロ、横方向は振動振幅よりも小さくされる（図９）。したがって、押さえ板５は横方向にのみ振動することになり、その振動によって長孔５ｃの左右壁面がねじ６に繰り返し衝突する。これにより上述と同様の作用効果を奏することができる。

なお、振動モータの位置は実施形態に限定されず、撮像ユニットの右、上、下のいずれかであってもよい。また、振動モータを複数設けてもよい。さらに、図示したような振動モータに代えて、扁平型の振動モータ（例えば、特開平09-121504号公報）を用いてもよい。また、押さえ板５を突起１３ａまたはビス６と衝突させるようにしたが、光学フィルタ３を直接突起１３ａまたはビス６と衝突させるようにしてもよい。さらに、光学フィルタを持たない撮像ユニットの場合には、撮像素子の前面に設けられた保護ガラスにゴミが付着することになるため、その保護ガラスを上述のように振動させればよい。

一実施形態におけるカメラの撮像ユニットを撮影レンズ側から見た図。 図１のII−II線断面図。 図２のビスと長孔との係合部分の拡大図。 図２のモータ部近傍の拡大図。 図４のＶ−Ｖ線断面図。 他の実施形態におけるカメラの撮像ユニットを撮影レンズ側から見た図。 図６のVII−VII線断面図。 図６のビスと長孔との係合部分の拡大図。 図８のIX−IX線断面図。 図６のモータ部近傍の拡大図。 図１０のXI−XI線断面図。

符号の説明

１ 撮像素子
３ 光学フィルタ
４，１２ 弾性部材
５ 押さえ板
５ａ 孔
５ｂ，５ｃ 長孔
６ ねじ
１３ モータ取付具
１３ａ，１３ｂ 突起
１４ 振動モータ
１４ａ 出力軸
１４ｂ 偏心重錘

Claims (4)

1. 撮像素子と、
   該撮像素子の前面に配置される光学部材と、
   出力軸の回転によって振動を発生する振動モータと、
   前記振動モータによって発生する振動を前記光学部材に伝達して該光学部材を振動させる振動伝達機構とを具備することを特徴とする撮像装置。
2. 前記振動伝達機構は、振動モータによって振動する部材を前記光学部材または光学部材と一体の部材に衝突させることで振動を伝達することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記光学部材または光学部材と一体の部材を振動させて衝突部に衝突させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記光学部材がその光入射面と平行な方向に振動するよう構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置。

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