JP2019191432A - ゴミ除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カメラ本体内部の撮像素子に付着したゴミを、実際の影響度を確認しながら容易に除去することを可能にしたゴミ除去装置を提供すること。【解決手段】撮像レンズを着脱可能に保持するレンズマウントに係合するための係合部を備えた外側筐体と前記外側筐体の内側に配される内側筐体と撮像装置との電気的接続をする通信部と前記外側筐体と前記内側筐体との間で形成される撮像装置の本体内部に貫通する第１の流路と前記内側筐体の内部で形成される撮像装置の本体内部に貫通する第２の流路と前記係合部によって撮像装置と係合された際の撮影光軸上でかつ前記内側筐体の内側に配置される少なくとも一つの光学部材と絞り機構と前記第１の流路内で前記光学部材の撮影光束を侵さない位置に配置される空流発生手段を備え、前記第２の流路の一部は前記光学部材の周囲および前記絞り機構の開口部により形成されることを特徴とする構成とした。【選択図】図３

Description

本発明は、ゴミ除去装置に関し、特にレンズ交換式撮像装置用のゴミ除去装置に関するものである。

ＣＣＤやＣＭＯＳといった撮像素子により静止画、または動画を撮影できるデジタルカメラにおいて、撮影レンズを交換でき、撮影者の自由な選択によって様々な焦点距離の撮影レンズが取り付けられる、レンズ交換式デジタルカメラが普及している。

上記のようなレンズ交換式デジタルカメラにおいて、撮影レンズの交換時に、外部からのゴミやほこりが撮像素子表面に付着し、それが撮影時に影となって撮影画像に記録されてしまう問題がある。

そのため、撮影者は撮像素子上のごみの付着には大変気を使っていなければならず、ゴミのチェックや清掃に多くの労力を費やしている。特に撮像素子は、カメラ内部の比較的奥まったところに配置されているため、カメラ外部からゴミを視認し、ブロアなどでゴミを除去するのは容易ではない。

そこで、撮影レンズ用のマウント部によってカメラに取り付けて駆動させることで、撮像素子上に付着したゴミやほこりを除去できるようなゴミ除去アクセサリが考案されている。

特許文献１には、アクセサリからノズルが撮像素子に向かって伸び、空気を吹き出すことで撮像素子上のゴミを除去し、ノズル先端についた光源から撮像素子に向かって光を照射し、撮像素子で撮像することでゴミの状態を検知する、ゴミ除去装置が考案されている。

特許文献２には円筒状のアクセサリ内部に、撮像素子に向かって吸排気路が形成され、排気路内部に空気の排出手段を備え、吸気路はマウント部に近づくにつれ徐々に狭くなるよう構成されたゴミ除去装置が考案されている。

特開２００５−２４９０５号公報 特許第５８４５４８２

しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、撮影者は撮像素子に付着したゴミが、撮影しようとしている条件においてどの程度の影響を及ぼすかが判明しないままに、ゴミ除去を試みることになる。

一般に撮像素子上に付着したゴミやほこりの見え方は、撮影に使用する撮影レンズの絞りの状態によって異なるが、ここで図７を用いて、撮像素子に付着したゴミの撮影画像に対する影響を説明する。

図７は同じ撮影レンズ５００を用いた際の、絞り５０１の大きさによる撮影光束の状態の違いを模式的に示している。図７（ａ）は絞り５０１が開いているときの撮影光束を示している。撮影光束は絞り５０１によってその有効口径を制限されながら、撮像素子５０２に入射する。次に図７（ｂ）は図７（ａ）よりも絞り５０１が小さくなった場合の撮影光束を示している。図７（ａ）の時と比べて、撮像素子５０２へ入射する撮影光束の角度が平行光に近くなっている。

一方図７（ｃ）は図７（ａ）の撮像素子５０２付近を拡大した図である。撮像素子５０２には一般に、撮像面の保護や、ローパス効果を期待した光学素子５０３が撮像面よりも被写体側に存在しており、光学素子５０３が撮像素子５０２表面を密閉しているため、外部からのゴミ５０４は、その光学素子５０３表面に付着する。

そうした光学素子５０３表面に付着したゴミ５０４は、撮影レンズ５００からの光束によって撮像素子５０２表面に影５０５を落とすが、その撮影光束は撮影レンズ５００の絞り値が開放に近ければ近いほど撮影光軸に対して径方向に広がった有効口径より入射される。そのため図７（ｃ）に示すようにゴミ５０４によって遮られる撮影光束のほかに、ゴミ５０４の周囲より撮像素子５０２に入射する撮影光束が存在し、図７（ｅ）に示すように実際に撮像素子表面に形成されるゴミ５０４の影５０５は薄まってみえる。

一方図７（ｄ）に示すように、絞り５０１が絞られると有効口径も小さくなるため、光束が平行光束に近くなり、ゴミ５０４の周囲から入射する撮影光束に比較し、ゴミ５０４によって遮られる撮影光束の割合が大きくなる。その結果、図７（ｆ）に示すように撮像素子５０２表面に形成される影５０５はより明確に映るようになり、撮影画像に与える影響が大きくなってくる。

特許文献１に記載の技術では、直接に光源から撮像素子に向かって光を照射しているため、撮像素子上のゴミによって形成される影は実際の撮影条件時の場合と異なり、撮影画像により明確に映り込んでしまう可能性がある。このため、実際に撮影レンズを使用し所望の絞り値で撮影すれば気にならない程度のゴミについても強調して映し出すことがあるため、撮影者はゴミを除去することに時間と労力を取られ、撮影機会を逸してしまいかねない。また、ゴミ除去が完了した場合においても、撮影のためには一回アクセサリを外して、撮影レンズを付け直さなくてはならないため、撮影機会を逸してしまいかねない。

また、特許文献２に記載の技術においては、撮像素子には撮影光束は届かないため、ゴミの状態は判明しないまま、撮影者はいつまでアクセサリを駆動すればよいかわからず、アクセサリを使用することになる。ゴミが除去されたかどうかを確認するには、一回アクセサリをカメラから取り外し、撮影レンズを再度カメラに取り付け、撮影をすることで確認できるが、ゴミがまだ付着していた場合は、再度同じ作業を繰り返さなければならず、その結果、撮影の機会を逸してしまいかねない。

そこで、本発明の目的は、上記のような課題に鑑みてカメラ本体内部の撮像素子に付着したゴミを、実際の影響度を確認しながら容易に除去することを可能にしたゴミ除去装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、
撮像レンズを着脱可能に保持するレンズマウントに係合するための係合部を備えた外側筐体と、
前記外側筐体の内側に配される内側筐体と、
撮像装置との電気的接続をする通信部と、
前記外側筐体と前記内側筐体との間で形成される、撮像装置の本体内部に貫通する第１の流路と、
前記内側筐体の内部で形成される、撮像装置の本体内部に貫通する第２の流路と、
前記係合部によって撮像装置と係合された際の撮影光軸上で、かつ前記内側筐体の内側に配置される少なくとも一つの光学部材と、
絞り機構と、
前記第１の流路内で、前記光学部材の撮影光束を侵さない位置に配置される、空流発生手段を備え、
前記第２の流路の一部は、
前記光学部材の周囲、および前記絞り機構の開口部により形成されることを特徴とする。

本発明によれば、カメラ本体内部の撮像素子に付着したゴミを、実際の影響度を確認しながら容易に除去することを可能にしたゴミ除去装置を提供することができる。

第１の実施形態にかかるゴミ除去装置の外観斜視図 第１の実施形態にかかるゴミ除去装置が取りつくレンズ交換式デジタルカメラの断面図 第１の実施形態にかかるゴミ除去装置の断面斜視図 第１の実施形態にかかるゴミ除去装置がカメラに取りついた状態での空気の流れを説明する断面図 第１の実施形態にかかるゴミ除去装置がカメラに取りついた状態での断面図 第１の実施形態にかかるゴミ除去装置の後方から見た断面斜視図とカメラ本体２００背面の表示部２０７に表示される画像説明図 第１の実施形態にかかるゴミ除去装置の後方から見た断面斜視図とカメラ本体２００背面の表示部２０７に表示される画像説明図 第１の実施形態にかかるゴミ除去装置の後方から見た断面斜視図とカメラ本体２００背面の表示部２０７に表示される画像説明図 第１の実施形態にかかるゴミ除去装置の後方から見た断面斜視図とカメラ本体２００背面の表示部２０７に表示される画像説明図 第１の実施形態にかかるゴミ除去装置の後方から見た断面斜視図とカメラ本体２００背面の表示部２０７に表示される画像説明図 第１の実施形態にかかるゴミ除去装置の後方から見た断面斜視図とカメラ本体２００背面の表示部２０７に表示される画像説明図 絞り径の違いによる撮影光束の模式図

以下、図１を参照して、本発明の実施例による、ゴミ除去装置について説明をする。

図１は本発明の一つの実施形態におけるゴミ除去装置１の外観斜視図である。図２は本発明のゴミ除去装置１が取りつくレンズ交換式デジタルカメラの断面図である。

図１（ａ）においてゴミ除去装置１の図中左手前側は、カメラ本体２００に取りついた際、被写体側となる端部である。ゴミ除去装置１はその外形を形成する外側筐体２と、外側筐体２の内部に存在する内側筐体３を備えている。

一方図１（ｂ）に示すように、被写体側の端部とは逆側の端部には、カメラ本体２００に取りつくためのマウント部４が備えられる。マウント部４は外側筐体２と連続して形成され、複数の爪部を備えており、図２に示すカメラ本体２００に備えられたレンズマウント部に対して、該爪部を光軸中心に回転させながら係合させることで、カメラ本体２００に密着して装着される。マウント部４の内側にはカメラ通信部５が備わっており、マウント部４でカメラ本体２００へ装着された際に、カメラ本体２００側に備えられたレンズ通信部２０５と接触し、カメラ本体２００とゴミ除去装置１との間で電気的通信を行う。

次の図３においてゴミ除去装置１の断面斜視図を用いて、その内部構造について説明をする。

ゴミ除去装置１は外側筐体２と内側筐体３の間の空間で、外部から吸気し、カメラ本体２００内部に向けて空気を送風するための吸気流路２１を形成する。吸気流路２１の被写体側最外部には吸気の際に空気と一緒に巻き込んでしまうゴミやほこりを除去するためのフィルタ２２が備えられている。また、外側筐体２の内部に内側筐体３を保持するための保持板３３が吸気流路２１内部の空気の流れを阻害しないよう光軸方向に沿って形成されている。吸気流路２１のカメラ本体２００側は、マウント部４の内径部と内側筐体３とで形成され、カメラ本体２００の内部空間へと接続される。

吸気流路２１内部にはカメラ本体２００内部へ送風を行うための送風手段１００が配置される。送風手段１００は複数の回転翼を備えた回転体１０２と、回転のガイドとなる枠体１０３によって構成され、枠体１０３は内側筐体３を囲うように形成される。回転体１０２がゴミ除去装置１に内蔵された電動モータ１０１で回転駆動されることで、送風手段１００はゴミ除去装置１からカメラ本体２００内部へ空気を送風する。駆動のための電力はカメラ通信部５を介して、カメラ本体２００側より供給される。

さらに内側筐体３内部には被写体像を撮像素子２０２に導くための光学部材６、７、８が備えられており、特に光学部材８は焦点調節のために、光軸方向に駆動可能に構成されている。光学部材６は保持枠６１によって内側筐体３の内部空間に固定して取り付けられており、保持枠６１にはゴミ除去装置１内部と外部の空間をつなぐ流路６２が形成されている。流路６２には、光学部材６を通過せずにゴミ除去装置１内部に入射しようとする光束を遮光するための遮光壁６３、６４が、円周状に構成される。遮光壁６３は内側筐体３から、遮光壁６４は保持枠６１からお互いに向かい延伸し、流路６２を形成する。

同様に光学部材７は保持枠７１によって内側筐体３の内部空間に固定して取り付けられており、カメラ本体２００取付時に、カメラ本体２００内部空間とゴミ除去装置１内部とをつなぐ流路７２が形成されている。

光学部材８は保持枠８１によって内側筐体３の内部空間に取り付けられているが、保持枠８１は駆動軸８４と駆動ガイド軸８５によって吊られた構造になっており、ガイド部８１１と振れ止め部８１２によって光学部材８の姿勢を規制している。駆動軸８４および駆動ガイド軸８５は光軸方向に平行に配置され、ゴミ除去装置１に内蔵された不図示の電動モータによって保持枠８１は駆動軸８４方向に駆動する。保持枠８１には光学部材８の被写体側とカメラ本体２００側の空間をつなぐための流路８２が形成されている。

一方光学部材６と光学部材８の間には、光量を調節する電磁絞り機構９０が備えられている。電磁絞り機構９０は電磁絞り駆動部９１と、複数の絞り羽根から構成される絞り羽根群９２、外形部９３とで構成されており、外形部９３は光軸中心周りに開口を備える。電磁絞り駆動部９１はステッピングモータなどで構成され、撮影者の指定した絞り値まで、絞り羽根群９２を絞り込むことができる。カメラ本体２００から信号をカメラ通信部５より受けることにより、電磁絞り駆動部９１に通電され絞り羽根群９２が外形部９３の開口径内に飛び出すように駆動する。

また、電磁絞り機構９０の外形部９３を保持する内側筐体３は、電磁絞り機構９０に近づくにつれその内径を徐々に狭めるように構成されており、電磁絞り機構９０と接する位置において、その内径は電磁絞り機構９０の外形部９３の開口径よりも大きく構成される。

次に図４はカメラ本体２００にゴミ除去装置１が取り付けられた際の断面図を示しており、送風手段１００が外部よりカメラ本体２００内部に向かって送風している状態での、空気の流れを示している。

送風手段１００が駆動すると外側筐体２と内側筐体３とで形成された吸気流路２１に外部より空気が取り込まれる。その際フィルタ２２を通過するため、外部から流れ込む空気は濾過され清浄な空気が吸気流路２１を流れる。送風手段１００を通過した空気は圧縮され、マウント部４の内径部と内側筐体３の間を通過して、カメラ本体２００内部に流れ込む。カメラ本体２００内部では、撮影光束光路内に侵入しファインダ２０３や焦点検出装置２０６に被写体像を導くためのミラー２０１が、撮影光束より退避した位置に移動しており、カメラ本体２００に内蔵された不図示のシャッタも開いている。

カメラ本体２００内部に配された撮像素子２０２の前方近傍には、撮像素子２０２表面を保護するための保護ガラス２０４が配置されている。カメラ本体２００に流れこんできた空気は、保護ガラス２０４表面に当たり、保護ガラス２０４表面に付着しているゴミの剥離を促す。カメラ本体２００内部で圧縮された空気は内側筐体３の内部に形成された排気流路３１へ流れ込み、光学部材７の保持枠７１に形成された流路７２、および光学部材８の保持枠８１に形成された流路８２を通過する。流路８２を通過した空気は、内側筐体３の内部形状に沿って、電磁絞り機構９０の外形部９３の開口を通過するよう導かれる。電磁絞り機構９０を通過した空気は、光学部材６の保持枠６１に形成された流路６２を通過して外部に排出される。

次に図５、図６を用いて実際のゴミ除去動作の流れを説明する。図５（ａ）のようにゴミ除去装置１がカメラ本体２００に取り付けられた状態でかつカメラ本体２００の電源がＯＮの際に、撮影者はカメラ本体２００の不図示の操作部を操作して、ゴミ除去モードを選択することができる。ゴミ除去モードが選択されると、図５（ｂ）のようにカメラ本体２００ではミラー２０１が撮影光束から退避した位置に移動するとともに、撮像素子２０２が露出されるよう不図示のシャッタが駆動する。撮像素子２０２にて撮像された画像がカメラ本体２００の背面に配置された表示装置２０７に所定の間隔ごとに表示されるライブビュー状態となる。

次に、図６（ａ）〜（ｃ）はゴミ除去装置１をカメラ本体２００に接続される側から見た断面斜視図を示す。カメラ本体２００は説明簡略化のため、省略する。ゴミ除去装置１が図６（ａ）の状態において、図６（ｄ）のようにカメラ本体２００背面の表示装置２０７に絞り値の選択を促す表示がされる。この時、電磁絞り機構９０は開放された状態であり、撮像素子２０２前方近傍の保護ガラス２０４上に付着したゴミ５０４の影５０５は、撮影画像２０８に薄く重畳表示されている。

絞り撮影者が絞り値をカメラ本体２００の不図示の操作部を操作して選択をすると、ゴミ除去装置１へカメラ本体２００よりカメラ通信部５を介して信号が送信され、図６（ｂ）のようにゴミ除去装置１の電磁絞り機構９０が駆動し、絞り羽根群９２が指定の絞り値まで絞られる。この時同時に撮像画像２０８がもっとも大きくボケるように、光学部材８が駆動される。これによりゴミ除去装置１からカメラ本体２００に入射した撮影光束は、大きく焦点のずれた撮影画像２０８となって図６（ｅ）に示すように背面の表示装置２０７に表示される。図６（ｂ）ではカメラ本体２００からもっとも離れる位置に、光学部材８を駆動している様子を示す。

一方、撮像素子２０２前方近傍の保護ガラス２０４表面に付着したゴミ５０４は、撮影者が設定した絞り値の撮影光束によって、撮像素子２０２上に影５０５を落とし、撮影画像２０８に写りこむ。

図６（ｄ）〜（ｅ）で示すように、カメラ本体２００背面の表示装置２０７には、ゴミ除去装置１を通して得られた大きく焦点のずれた撮影画像２０８に撮像素子２０２前方近傍の保護ガラス２０４表面に付着したゴミの影５０５が重畳されて表示される。

図６（ｅ）の状態で撮像画像２０８上ではゴミの影５０５のほうがコントラスト高く表示されるため、撮影者は表示された撮影画像２０８を見て画面のどこにゴミが存在しているかを容易に視認することができる。同時にカメラ本体２００背面の表示装置２０７にはゴミ除去動作を開始するかどうかを撮影者に選ばせる表示がされており、撮影者によってゴミ除去動作を開始することが選択されると、カメラ本体２００から信号がゴミ除去装置１に送信され、図６（ｃ）に示すように電磁絞り機構９０が開放されるよう駆動される。

さらに送風手段１００が駆動し、外部からゴミ除去装置１を通して、カメラ本体２００内部の撮像素子２０２に空気を送風する。撮像素子２０２に送られた空気によって撮像素子２０２前方近傍の保護ガラス２０４表面に付着していたゴミは剥離を促される。送風手段１００によってカメラ本体２００内部に送り込まれた空気は、ゴミ除去装置１の排気流路３１を経由して外部に排出される。

ゴミの除去具合を確認するために、撮影者によってカメラ本体２００の不図示の絞込みボタンが押圧されると、電磁絞り機構９０の駆動が指示され、設定された絞り値まで電磁絞り機構９０が絞り込まれ、図６（ｂ）の状態へ戻る。この時絞り羽根群９２が排気流路３１内に発生した空気の流れによって揺れてしまう影響を低減するため、送風手段１００への通電は停止される。

図６（ｆ）に示すように、光学部材６、７、８、および電磁絞り機構９０の絞り羽根群９２の開口を通過した撮影光束によって得られた撮影画像２０８により、撮影者はゴミ５０４が除去できたかを確認することができる。また、撮影者は所望の絞り値において、撮影画像２０８にゴミの影５０５が与える影響を確認でき、このままゴミ除去動作を継続するかどうかを判断することができる。絞込みボタンの押圧が解除されると、再び電磁絞り機構９０へ通電され、絞りが開放され、送風手段１００への通電も再開され、図６（ｃ）の状態へ戻る。

以上のように、本発明のゴミ除去装置１を使用することで、実際の撮影画像への影響度を確認しながら、ゴミ除去動作を実施することが可能である。

またゴミ除去装置１がゴミ除去のための動作をしている最中に、撮影者によってカメラ本体２００の撮影ボタンが押圧された場合、ゴミ除去装置１の送風手段１００はその駆動を停止する。また電磁絞り機構９０の絞り羽根群９２が、外形部９３の開口径より退避した開放状態になるよう電磁絞り駆動部９１に通電される。

またカメラ本体２００のミラー２０１は撮影光束より退避した位置から撮影光束内に侵入し、ファインダ２０３と焦点検出装置２０６に撮影光束を導く位置に移動する。カメラ本体２００としてもゴミ除去モードから、撮影待機状態へ遷移する。

この状態で撮影者はファインダ２０３をのぞくことで被写体像を確認でき、さらに撮影ボタンを押すと焦点検出装置２０６によって被写体までの測距がなされ、光学部材８の駆動手段８６へ駆動信号が送信される。光学部材８が所定の位置まで駆動されると、被写体像が合焦した状態となり、さらに撮影者が撮影ボタンを押すことで、ゴミ除去装置1内の電磁絞り機構９０は、カメラ本体２００から送信された絞り値の設定に従って絞込みを行う。

カメラ本体２００は電磁絞り装置１が絞り込まれてから、内蔵のシャッタを駆動させることで、ゴミ除去装置１を通して撮像素子２０２に入射した撮影光束を用いて、撮影することができる。

以上のように、ゴミ除去装置１を使用しながら、簡便な操作で容易に撮影に復帰できるため、撮影機会を逸することが少ない。

なお、本実施形態において、カメラ本体２００にミラー２０１が備えられている場合について説明をしたが、本発明のゴミ除去装置については、ミラーのない、いわゆるミラーレスデジタルカメラに適用してもよい。また、本実施例ではゴミ除去装置として説明をしたが、本発明に記載の内容を適用した撮影レンズであってもよいのは言うまでもない。

また、本実施例において、撮影者によって撮影ボタンが押圧された場合、送風手段１００の駆動が停止されたが、電磁絞り機構９０の絞り羽根群９２が所定の絞り値以上に開放されている場合は駆動を継続させてもよい。特に動画撮影時など、カメラ本体２００内部の撮像素子２０２が発熱する場合、外部からの空気を撮像素子２０２に吹き付け外部に排気することで、放熱効果が期待できる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１・・・ゴミ除去装置
２・・・外側筐体
３・・・内側筐体
６、７、８・・・光学部材
２１・・・吸気流路
３１・・・排気流路
６２、７２、８２・・・流路
９０・・・電磁絞り機構
１００・・・送風手段
２００・・・カメラ本体
２０２・・・撮像素子
２０４・・・保護ガラス
２０７・・・表示装置

Claims (4)

1. 撮像レンズを着脱可能に保持するレンズマウントに係合するための係合部（４）を備えた外側筐体（２）と、
   前記外側筐体（２）の内側に配される内側筐体（３）と、
   撮像装置（２００）との電気的接続をする通信部（５）と、
   前記外側筐体（２）と前記内側筐体（３）との間で形成される、撮像装置（２００）の本体内部に貫通する第１の流路（２１）と、
   前記内側筐体（３）の内部で形成される、撮像装置（２００）の本体内部に貫通する第２の流路（３１）と、
   前記係合部（４）によって撮像装置（２００）と係合された際の撮影光軸上で、かつ前記内側筐体（３）の内側に配置される少なくとも一つの光学部材（６，７，８）と、
   絞り機構（９０）と、
   前記第１の流路内で、前記光学部材（６,７,８）の撮影光束を侵さない位置に配置される、空流発生手段（１００）を備え、
   前記第２の流路（３１）の一部は、
   前記光学部材（６，７，８）の周囲、および前記絞り機構（９０）の開口部により形成されることを特徴とするレンズ交換式撮像装置用のゴミ除去装置。
2. 前記第１の流路（２１）は、
   前記空流発生手段（１００）によって発生させられた気圧差により、外部からの空気を撮像装置（２００）内部に吸気するための吸気流路であり、
   前記第２の流路（３１）は
   撮像装置（２００）内部の空気を、外部へ排気するための排気流路であることを特徴とする請求項１に記載のゴミ除去装置。
3. 前記絞り機構（９０）は前記空流発生手段（１００）が駆動している際には絞りを所定の絞り値よりも開放側に駆動することを特徴とする請求項１または２に記載のゴミ除去装置。
4. 前記光学部材（６，７，８）のうち、少なくとも一つは焦点調節のために光軸方向に移動可能であり、前記空流発生手段（１００）が駆動している際には、その可動範囲のなかで撮影画像の焦点が合わないように駆動されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のゴミ除去装置。