JP2021012235A - Imaging apparatus and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置及びその制御方法に関し、特に、像振れ補正機構を有する撮像装置での除塵技術に関する。 The present invention relates to an image pickup apparatus and a control method thereof, and more particularly to a dust removal technique for an image pickup apparatus having an image shake correction mechanism.
撮影レンズの着脱が可能な一眼レフカメラ等の撮像装置では、撮影レンズを交換(着脱)する際に空気中の塵埃が撮像装置本体に侵入する可能性がある。また、撮像装置本体の内部に設けられたシャッタ機構等の駆動機構は、動作によって微小な塵埃を発生させる可能性がある。こうして撮像装置本体に侵入した塵埃や撮像装置本体の内部で発生した塵埃が撮像素子の被写体側に配置された光学ローパスフィルタ等の光学部材の表面に付着すると、撮影画像に影を生じさせてしまうおそれがある。そこで、光学部材の表面に付着した塵埃を除去する除塵機構を有する撮像装置が知られている。 In an imaging device such as a single-lens reflex camera in which the photographing lens can be attached / detached, dust in the air may enter the image pickup device body when the photographing lens is replaced (attached / detached). Further, a drive mechanism such as a shutter mechanism provided inside the main body of the image pickup apparatus may generate minute dust due to its operation. If the dust that has entered the image sensor body or the dust generated inside the image sensor body adheres to the surface of an optical member such as an optical low-pass filter arranged on the subject side of the image sensor, it causes a shadow on the captured image. There is a risk. Therefore, an imaging device having a dust removing mechanism for removing dust adhering to the surface of an optical member is known.
光学部材の表面に付着した塵埃を除去する除塵機構の一例として、撮像装置の振れ量に応じて撮像素子を光軸と直交する平面内で移動させることによって像振れを軽減させる像振れ補正機構を利用した技術が知られている。例えば、特許文献1には、撮像素子を保持する保持部材を撮像面に平行な面内の第1の方向と第2の方向に運動させる像振れ補正機構が記載されている。そして、特許文献1の撮像装置では、保持部材の可動範囲内に固定部を設け、像振れ補正機構を用いて保持部材を固定部に衝突させることによって生じる衝撃力を用いて、撮像素子の表面に付着した塵埃を除去している。 As an example of a dust removal mechanism that removes dust adhering to the surface of an optical member, an image shake correction mechanism that reduces image shake by moving the image sensor in a plane orthogonal to the optical axis according to the amount of shake of the image pickup device. The technology used is known. For example, Patent Document 1 describes an image shake correction mechanism that moves a holding member holding an image pickup element in a first direction and a second direction in a plane parallel to the image pickup surface. Then, in the image pickup apparatus of Patent Document 1, a fixed portion is provided within the movable range of the holding member, and the impact force generated by colliding the holding member with the fixed portion using the image shake correction mechanism is used to use the surface of the image pickup element. The dust adhering to the is removed.
しかしながら、特許文献1の撮像装置では、部材同士の衝突時に発生する音をユーザが不快に感じるという問題がある。また、部材同士の衝突によって塵埃が発生するおそれもある。特許文献2の撮像装置では、光軸方向の屈曲振動で振幅の節が生じるために、生じた節部に塵埃が停留してしまうという問題がある。更に、リニア型アクチュエータによるゆさぶり動作では、節部に停留した塵埃を十分に除去することが容易ではないという問題もある。 However, the image pickup apparatus of Patent Document 1 has a problem that the user feels uncomfortable with the sound generated when the members collide with each other. In addition, dust may be generated due to collision between members. The image pickup apparatus of Patent Document 2 has a problem that dust stays at the generated knots because the amplitude nodes are generated by the bending vibration in the optical axis direction. Further, there is a problem that it is not easy to sufficiently remove the dust staying at the node in the shaking operation by the linear actuator.
本発明は、音や塵埃を発生させることなく、塵埃を十分に除去することが可能な塵埃除去手段を備える撮像装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an image pickup apparatus provided with a dust removing means capable of sufficiently removing dust without generating sound or dust.
本発明に係る撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子の撮像面を覆うカバー部材と、前記カバー部材を振動させる加振手段と、前記撮像素子と前記カバー部材を保持し、前記撮像面と平行な平面内で移動可能な保持部材と、前記保持部材を前記撮像面と平行な平面内で移動させる駆動手段と、前記保持部材と当接可能な放熱部材と、前記撮像素子の温度を検知する温度検知手段と、前記駆動手段により前記保持部材を前記撮像面と平行な平面内で所定の方向に揺動させて前記カバー部材の表面に付着した塵埃を除去する第1の除塵動作と、前記加振手段により前記カバー部材に振動を励起して前記カバー部材の表面に付着した塵埃を除去する第2の除塵動作の実行を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記撮像素子の温度が所定の閾値未満の場合に、前記第1の除塵動作と前記第2の除塵動作を同時に実行し、前記撮像素子の温度が前記所定の閾値以上の場合に、前記保持部材を前記放熱部材と接触させて前記撮像素子の放熱を行った後に前記第1の除塵動作と前記第2の除塵動作を同時に実行することを特徴とする。 The image pickup apparatus according to the present invention holds the image pickup element, a cover member that covers the image pickup surface of the image pickup element, a vibration means for vibrating the cover member, the image pickup element, and the cover member, and the image pickup surface. Detects the temperature of a holding member that can move in a parallel plane, a driving means that moves the holding member in a plane parallel to the image pickup surface, a heat radiation member that can come into contact with the holding member, and the image sensor. A first dust removing operation for removing dust adhering to the surface of the cover member by swinging the holding member in a predetermined direction in a plane parallel to the image pickup surface by the driving means. The control means includes a control means for controlling the execution of a second dust removal operation for exciting the vibration of the cover member by the vibration means to remove dust adhering to the surface of the cover member, and the control means captures the image pickup. When the temperature of the element is less than a predetermined threshold, the first dust removing operation and the second dust removing operation are executed at the same time, and when the temperature of the image sensor is equal to or higher than the predetermined threshold, the holding member is moved. It is characterized in that the first dust removing operation and the second dust removing operation are simultaneously executed after the image sensor is radiated by contacting with a heat radiating member.
本発明によれば、音や塵埃を発生させることなく、塵埃を十分に除去することが可能な塵埃除去手段を備える撮像装置を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize an image pickup apparatus provided with a dust removing means capable of sufficiently removing dust without generating sound or dust.
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図2(a)は撮像装置本体10を正面側から見て表した斜視図であり、図2(b)は撮像装置本体10を背面側から見て表した斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an imaging device according to the present invention. FIG. 2A is a perspective view showing the image pickup apparatus
なお、図2中に示す符号は、図1中に示す符号と対応している。また、説明の便宜上、図2に示すように互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸を定める。Z軸は、撮影光軸と平行な軸である。Y軸は、後述の撮像素子430の撮像面と平行な軸であり、撮像装置の高さ方向を表す軸である。X軸は、Y軸及びZ軸と直交する軸であり、撮像装置の幅方向を表す軸である。
The reference numerals shown in FIG. 2 correspond to the reference numerals shown in FIG. Further, for convenience of explanation, the X-axis, Y-axis, and Z-axis that are orthogonal to each other are defined as shown in FIG. The Z axis is an axis parallel to the shooting optical axis. The Y-axis is an axis parallel to the image pickup surface of the
撮像装置は、撮像装置本体10と、撮像装置本体10に対して着脱可能な撮影レンズ30を有する。撮影レンズ30は、レンズ31a、31b、絞り32、レンズ駆動機構33、絞り駆動機構34、レンズCPU35及びレンズ側通信I/F36を備える。撮像装置本体10は、カメラ側マウント75、レンズ着脱ボタン76、カメラ側通信I/F17、レンズ検知スイッチ18、カメラCPU20、グリップ部80、操作部材19、クイックリターンミラー11、AFセンサ25及びミラー駆動回路14を備える。撮像装置本体10はまた、シャッタ12、シャッタ駆動回路15、振れ検出センサ50、撮像ユニット400、圧電素子駆動回路60、撮像ユニット駆動回路70、背面モニタ21、電池残量検出部22及び姿勢検出センサ23を備える。撮像装置本体10は更に、外部メモリ24、ペンタプリズム26、AEセンサ27、ファインダ28、ファインダ内表示器29、放熱部材580及び支持部材581を備える。撮像ユニット400は、撮像素子430、光学ローパスフィルタ410、圧電素子415、駆動コイル460、永久磁石470、位置検出センサ480を含む。
The image pickup apparatus includes an image pickup apparatus
撮影レンズ30は、撮像装置本体10の前面のカメラ側マウント75に対して着脱可能である。レンズ着脱ボタン76を押下することにより、撮像装置本体10と撮影レンズ30との係合を解除して、カメラ側マウント75に装着されている撮影レンズ30を撮像装置本体10から取り外すことが可能になる。撮影レンズ30が撮像装置本体10に装着されると、カメラ側通信I/F17とレンズ側通信I/F36とが電気的に接続される。これにより、撮像装置本体10から撮影レンズ30への電源供給が行われ、撮影レンズ30での各種駆動や、撮像装置本体10と撮影レンズ30との間(カメラCPU20とレンズCPU35との間)での通信が可能になる。
The photographing
レンズ検知スイッチ18は、カメラ側通信I/F17とレンズ側通信I/F36との電気的な接続が確立されると、撮像装置本体10と撮影レンズ30とがカメラ側通信I/F17とレンズ側通信I/F36を介して通信可能か否かの判別を行う。また、レンズ検知スイッチ18は、撮像装置本体10に装着された撮影レンズ30の種類を識別することができる。
When the electrical connection between the camera-side communication I / F17 and the lens-side communication I / F36 is established, the
レンズ31a,31bは、フォーカスレンズやズームレンズ等の複数のレンズによって構成される。絞り32は、開口量を調節する。レンズ駆動機構33はレンズ31a,31bを駆動し合焦動作(ピント合わせ)やズーム駆動を行う。絞り駆動機構34は、絞り32を駆動し、絞り値を制御する。レンズCPU35は、カメラCPU20からの指令に基づいて撮影レンズ30の動作を制御し、制御結果をカメラCPU20へ伝達する。
The
撮像装置本体10において、グリップ部80は、ユーザが撮像装置本体10を把持するための部位である。撮像装置本体10の外観露出部には、撮影条件の設定等を行うための複数のボタンやダイヤルからなる操作部材19が設けられている。操作部材19は、一例として、撮像装置本体10の電源のオン/オフを切り替える電源スイッチ81、撮影動作を行うシャッタボタン82、撮影モードを切り替えるモードダイヤル83を含む。また、操作部材19は、撮像装置本体10の各種設定を行うモードへ移行するためのメニューボタン84、種々の設定を選択する選択ダイヤル85、種々の設定を決定する選択ボタン86等を含む。
In the image pickup apparatus
クイックリターンミラー11は、メインミラー11aとサブミラー11bを有する。メインミラー11aは、図1に一点鎖線で示す撮影光束の一部をペンタプリズム26に反射すると共に撮影光束の一部をサブミラー11bへ透過させるハーフミラーである。サブミラー11bは、メインミラー11aを透過した撮影光束を反射してAFセンサ25へ導く。クイックリターンミラー11は、ミラー駆動回路14により、撮像光路内のミラーダウン位置(図1に実線で示す位置)と、撮像光路から退避したミラーアップ位置(図1に二点鎖線で示す位置)との間を回動可能に配置されている。
The
AFセンサ25は、所謂、位相差AFセンサであり、被写体に対するデフォーカス量を検出して、検出結果をカメラCPU20へ送信する。カメラCPU20は、AFセンサ25から取得した情報に基づいて、撮影レンズ30の撮影光学系を被写体に合焦させるための指令を生成し、レンズCPU35へ送信する。カメラCPU20は、カメラCPU20が備えるメモリに格納されたプログラムを実行して撮像装置の各部の動作を制御することにより、撮像装置の全体的な動作制御を行う。また、カメラCPU20は、撮像素子430から出力される画像信号に対して所定の処理を行う。
The
シャッタ12は、具体的にはフォーカルプレーンシャッタである。撮像素子430は、撮影レンズ30を通して入射する撮影光束を取り込んで光電変換するCMOSセンサ或いはCCDセンサ等であり、電子シャッタ機能を有する。シャッタ駆動回路15は、シャッタ12のシャッタ幕(不図示)を開閉動作させることにより撮像素子430の露出状態と遮蔽状態を制御することにより、撮像素子430への撮影光束の入射制御を行う。
Specifically, the shutter 12 is a focal plane shutter. The
撮像ユニット400において、光学ローパスフィルタ410は、撮像素子430の前面(被写体側)に配置されて撮像素子430の撮像面を覆うカバー部材であり、水晶等の材料からなり、矩形形状を有する。光学ローパスフィルタ410の表面は、撮像素子430の撮像面と略平行である。
In the
圧電素子415は、光学ローパスフィルタ410の表面に接着固定されている。圧電素子駆動回路60は、圧電素子用フレキシブル基板(不図示)を介して、圧電素子415への通電制御を行う。圧電素子415に電圧を印加して、複数の次数の異なる振動モードで光学ローパスフィルタ410をZ方向(撮像装置本体10の光軸方向)に波状に振動させる(定在波振動を励起する)。こうして、光学ローパスフィルタ410を加振することにより、光学ローパスフィルタ410の表面に付着した塵埃を振るい落とすことができる。なお、光学ローパスフィルタ410に定在波振動を励起する方法は周知であるため、詳細な説明は省略する。
The
撮像ユニット400において、駆動コイル460と永久磁石470は、撮像素子430を撮像装置本体10の光軸と直交する平面内で、X方向及びY方向での並進駆動と、Z軸まわりの回転駆動を行うための駆動手段を構成する。撮像ユニット駆動回路70は、駆動コイル用フレキシブル基板(不図示)を介して駆動コイル460と電気的に接続されており、駆動コイル460に対する通電制御を行う。位置検出センサ480は、具体的にはホール素子等であり、位置検出センサ用フレキシブル基板(不図示)を介してカメラCPU20と電気的に接続されている。位置検出センサ480は、周期的に撮像素子430の位置情報を検出してカメラCPU20に送信し、カメラCPU20は位置検出センサ480から取得した位置情報に基づいて撮像ユニット400の動作を制御する。
In the
振れ検出センサ50は、例えば角速度センサを含み、撮像装置本体10の移動量を表す角速度を周期的に検出して電気信号に変換し、カメラCPU20へ出力する。カメラCPU20は、振れ検出センサ50から取得した電気信号に基づいて、手振れ等による撮像装置本体10の角度振れ量を検出し、撮像装置の振れを打ち消す方向に撮像ユニット400を駆動することで、像振れを低減させる。
The
背面モニタ21は、撮像装置本体10の背面に設けられ、撮像装置本体10の設定表示や状態表示、ライブビュー表示、撮影画像表示等を行う液晶表示パネル等である。電池残量検出部22は、撮像装置本体10の電池残量を検出する。姿勢検出センサ23は、例えば、複数の検出軸を有する加速度センサ(ジャイロセンサ)を含み、撮像装置本体10の動きによって生じる加速度を電気信号に変換してカメラCPU20へ出力する。カメラCPU20は、姿勢検出センサ23から取得した電気信号に基づいて、撮像装置本体10の姿勢を判断する。外部メモリ24は、撮像装置本体10に着脱可能な半導体メモリカード等であり、撮影画像を記憶する。
The
ペンタプリズム26は、ガラス等で構成されており、メインミラー11aによって反射された撮影光束をAEセンサ27とファインダ28へ導く。AEセンサ27は、受信した撮影光束に基づいて、適正露出値を算出する。ファインダ内表示器29は、液晶表示パネル等であり、カメラCPU20からの信号を受けて、撮像装置本体10の設定表示や状態表示を行う。ユーザは、ファインダ28を通して、ペンタプリズム26から導かれた撮影光束(被写体像)やファインダ内表示器29に表示された情報を観察することができる。
The
放熱部材580は、アルミニウム等の熱伝導性に優れた材料で構成され、撮像ユニット400の放熱を行う。支持部材581は、放熱部材580を支持する部材であり、本実施形態では、シャッタ12等を保持する役割を兼ねる筐体が用いられている。放熱部材580は、後述する可動ユニット500を駆動した際に、可動ユニット500を構成するシフトホルダー420と当接可能な位置に配置されている。
The
次に、撮像ユニット400の構成について詳細に説明する。図3は、撮像ユニット400の分解斜視図である。なお、図3に示すX軸、Y軸及びZ軸は、図2に示したX軸、Y軸及びZ軸と対応している。
Next, the configuration of the
撮像ユニット400は、前述の通り、撮像素子430、光学ローパスフィルタ410、圧電素子415、駆動コイル460、永久磁石470及び位置検出センサ480を備える。撮像ユニット400はまた、シフトホルダー420、温度センサ520、シフトベース440、フロントベース450及びボール490を備える。
As described above, the
ここで、撮像ユニット400は、駆動コイル460としてX方向駆動コイル460aとY方向駆動コイル460b,460cを有し、永久磁石470としてX方向永久磁石470aとY方向永久磁石470b,470cを有する。撮像ユニット400はまた、位置検出センサ480として、X方向位置検出センサ480aとY方向位置検出センサ480b,480cを有する。
Here, the
なお、撮像素子430、シフトホルダー420、光学ローパスフィルタ410、圧電素子415、駆動コイル460、位置検出センサ480は、一体的に移動可能な可動ユニット500を構成する。可動ユニット500は、後述するように、X方向とY方向へ並進可能であり、且つ、Z軸まわりに回転可能である。
The
光学ローパスフィルタ410は、水晶からなる1枚の複屈折板であり、矩形状に形成され、撮像素子430の被写体側に配置されている。光学ローパスフィルタ410の表面には、赤外光をカットし或いは反射を防止するための光学的なコーティングが施されている。圧電素子415は、矩形状に形成され、光学ローパスフィルタ410の1辺に近接して光学ローパスフィルタ410に接着されている。なお、2つの圧電素子415を用い、光学ローパスフィルタ410の対向する2辺のそれぞれに近接させて圧電素子415を接着した構成としてもよい。圧電素子駆動回路60による圧電素子415への通電制御により、次数の異なる複数の振動モードで光学ローパスフィルタ410をZ方向に波状に振動させることができる。
The optical low-
シフトホルダー420は、光学ローパスフィルタ410と撮像素子430を保持し、X方向及びY方向に並進可能に、且つ、Z軸まわりに回転可能に配置されている。シフトホルダー420には、撮像素子430の温度又はその近傍の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ520が搭載されている。以下の説明では、温度センサ520は撮像素子430の近傍温度を検知するものとするが、温度センサ520が検知した温度を撮像素子430の温度とみなして撮像装置本体10の制御を行うことに何ら支障はない。なお、撮像素子430の位置を検出するためのホール素子等に温度センサが設けられている場合には、その温度センサを用いることとして、温度センサ520をシフトホルダー420に搭載しなくともよい。
The
撮像素子430は、締結部材又は粘着部材(いずれも不図示)によりシフトホルダー420に固定される。シフトベース440は、撮像ユニット400のベース部材の一部を構成しており、撮像素子430に対して撮像装置本体10の背面側に配置されている。フロントベース450は、正面視で(Z軸正方向側から見て)略L字形状を有しており、シフトホルダー420を挟んでシフトベース440の反対側に配置されている。シフトベース440、フロントベース450は、鉄等の軟磁性体からなる。フロントベース450の一部はシフトベース440に結合され、フロントベース450とシフトベース440とは、一体化されて、撮像ユニット400のベース部材(基台)が構成されている。シフトベース440は、撮像装置本体10のフレーム(不図示)等にネジ等より締結固定される。
The
X方向駆動コイル460aはX方向駆動用のコイルであり、Y方向駆動コイル460b,460cはY方向駆動用のコイルであり、これらはシフトホルダー420に接着固定された駆動コイル用フレキシブル基板(不図示)に半田付けされている。X方向駆動コイル460aは、コイル中心が撮像装置本体10の光軸を含むZX平面上に位置するように、撮像素子430のX軸正方向側に配置されている。Y方向駆動コイル460b,460cは、撮像装置本体10の光軸を含むYZ平面に対して対称となる位置に、且つ、X方向に所定の間隔を設けて、撮像素子430のY軸負方向側に配置されている。
The
X方向永久磁石470aはX方向駆動用の磁石であり、Y方向永久磁石470b,470cはY方向駆動用の磁石であり、これらはシフトベース440においてフロントベース450と対向する面(Z軸正方向側の面)に接着固定されている。X方向永久磁石470aは、N極とS極がX方向に並んだ構造を有し、Y方向永久磁石470b,470cはそれぞれ、N極とS極がY方向に並んだ構造を有する。
The X-direction
X方向永久磁石470aとX方向駆動コイル460aがZ方向において1対1で対向配置され、Y方向永久磁石470b,470cとY方向駆動コイル460b,460cがZ方向において1対1で対向配置されている。
The X-direction
X方向駆動コイル460aは、常にX方向永久磁石470aの磁界内に位置している。そして、X方向駆動コイル460aの右辺は常にX方向永久磁石470aのN極とZ方向に重なり合い、X方向駆動コイル460aの左辺は常にX方向永久磁石470aのS極とZ方向に重なり合っている。つまり、X方向駆動コイル460aをX方向永久磁石470aに対してZ方向に投影すると、X方向駆動コイル460aの右辺はX方向永久磁石470aのN極上に投影され、X方向駆動コイル460aの左辺はX方向永久磁石470aのS極上に投影される。
The
Y方向駆動コイル460bは、常にY方向永久磁石470bの磁界内に位置している。そして、Y方向駆動コイル460bの上辺は常にY方向永久磁石470bのN極とZ方向に重なり合い、Y方向駆動コイル460bの下辺は常にY方向永久磁石470bのS極とZ方向に重なりあっている。また、Y方向駆動コイル460cは、常にY方向永久磁石470cの磁界内に位置している。そして、Y方向駆動コイル460cの上辺は常にY方向永久磁石470cのN極とZ方向に重なり合い、Y方向駆動コイル460cの下辺は常にY方向永久磁石470cのS極とZ方向に重なり合っている。
The Y-
撮像ユニット駆動回路70によりX方向駆動コイル460aへの通電が行われると、X方向駆動コイル460aが発生する磁束とX方向永久磁石470aによる磁束とが磁気的に干渉してローレンツ力が発生する。シフトホルダー420は、このローレンツ力を推力(駆動力)としてシフトベース440に対してX方向に直線的に移動しようとする。具体的には、X方向駆動コイル460aに正面視で右まわりの方向に電流が流れると、X方向駆動コイル460aの右辺と左辺には共に正面視で左方向(−X方向)の力が生じる。逆に、X方向駆動コイル460aに正面視で左まわり方向に電流が流れると、X方向駆動コイル460aの右辺と左辺には正面視で右方向(+X方向)の力が生じる。よって、X方向駆動コイル460aへ流す電流の向きを調整することにより、駆動コイル460を保持したシフトホルダー420を正面視で左右方向(X方向)に直線移動させることができる。
When the
また、ローレンツ力は流れる電流の大きさに略比例するため、X方向駆動コイル460aへ流す電流を大きくすると、発生するX方向での推力は大きくなる。よって、X方向駆動コイル460aへ流す電流の大きさを調整することにより、X方向の手振れによる像振れ速度に応じた速度でシフトホルダー420をX方向に移動させることができる。
Further, since the Lorentz force is substantially proportional to the magnitude of the flowing current, when the current flowing through the
撮像ユニット駆動回路70によりY方向駆動コイル460b,460cへの通電が行われると、Y方向駆動コイル460b,460cが発生する磁束とY方向永久磁石470b,470cによる磁束とがそれぞれ磁気的に干渉してローレンツ力が発生する。シフトホルダー420は、このローレンツ力を推力としてシフトベース440に対してY方向に直線的に移動しようとする。具体的には、Y方向駆動コイル460b,460cに正面視で右まわりの方向に電流が流れると、Y方向駆動コイル460b,460cの上辺と下辺には共に正面視で下方向(−Y方向)の力が生じる。逆に、Y方向駆動コイル460b,460cに正面視で左まわりの方向に電流が流れると、Y方向駆動コイル460b,460cの上辺と下辺には共に正面視で上方向(+Y方向)の力が生じる。よって、Y方向駆動コイル460b,460cへ流す電流の大きさを同じにして電流の向きを調整することにより、正面視で上下方向(Y方向)に直線移動させることができる。
When the Y-direction drive coils 460b and 460c are energized by the image pickup
また、Y方向駆動コイル460b,460cへ流す電流を大きくすると、発生するY方向での推力は大きくなる。よって、Y方向駆動コイル460b,460cへ流す電流の大きさを調整することにより、Y方向の手振れによる像振れの速度に応じた速度でシフトホルダー420をY方向に移動させることができる。一方、Y方向駆動コイル460b,460cのそれぞれに流す電流の大きさを異ならせると、Y方向駆動コイル460b,460cに異なる大きさの推力が発生する。これにより、シフトホルダー420をシフトベース440に対してZ軸まわりに回転移動させることができる。
Further, when the current flowing through the Y-direction drive coils 460b and 460c is increased, the generated thrust in the Y-direction increases. Therefore, by adjusting the magnitude of the current flowing through the Y-direction drive coils 460b and 460c, the
X方向位置検出センサ480aは、X方向駆動コイル460aのX方向の変位を検出するホール素子であり、Y方向位置検出センサ480b,480cはそれぞれ、Y方向駆動コイル460b,460cのY方向の変位を検出するホール素子である。
The X-direction
X方向位置検出センサ480aは、X方向駆動コイル460aの近傍に、且つ、X方向永久磁石470aの着磁境界に対向する位置に配置される。Y方向位置検出センサ480b,480cはそれぞれ、Y方向駆動コイル460b,460cの近傍に、且つ、Y方向永久磁石470b,470cの着磁境界に対向する位置に配置される。
The X-direction
X方向位置検出センサ480a及びY方向位置検出センサ480b,480cはそれぞれ、シフトホルダー420に接着固定された位置検出センサ用フレキシブル基板等(不図示)に半田付けされている。X方向位置検出センサ480aは、X方向永久磁石470aから出る磁束を検出し、その変化に応じた電気信号を出力する。カメラCPU20は、X方向位置検出センサ480aから取得した電気信号に基づいて、X方向駆動コイル460a(シフトホルダー420)のX方向の変位を検出する。Y方向位置検出センサ480b,480cはそれぞれ、Y方向永久磁石470b,470cから出る磁束を検出し、その変化に応じた電気信号を出力する。カメラCPU20は、Y方向位置検出センサ480b,480cから取得した電気信号に基づいて、Y方向駆動コイル460b,460c(シフトホルダー420)のY方向の変位を検出する。
The X-direction
なお、撮像ユニット400では、図3に示すようにY方向位置検出センサ480bをY方向駆動コイル460bの正面視で左側(X軸負方向側)に配置し、Y方向位置検出センサ480cをY方向駆動コイル460cの正面視で右側(+X側)に配置している。よって、Y方向位置検出センサ480b,480c間のX方向での間隔は、Y方向位置検出センサ480b,480cをY方向駆動コイル460b,460c間に配置した場合よりも長くなる。これにより、シフトホルダー420をZ軸まわりに回転させた場合に、Y方向位置検出センサ480b,480cのそれぞれの検出値の差が大きくなるため、回転量(回転方向の像振れ量)をより正確に検出して、より高い精度で像振れを軽減させることが可能になる。
In the
複数(本実施形態では3つ)のボール490は、シフトホルダー420とシフトベース440との間に挟み込まれて保持されている。ボール490は、シフトホルダー420とシフトベース440に形成された不図示の保持部(当接部)に当接し、シフトホルダー420のシフトベース440に対する移動に伴って転動する。不図示の保持部においてボール490と当接する面は、シフトホルダー420の移動面に平行な平面に形成されている。これにより、シフトホルダー420の移動面に平行な全方向(X方向とY方向への並進及びZ軸まわりの回転)への転動が許容される。また、3つのボール490の外径は同じであり、これによりシフトホルダー420が撮像装置本体10のZ軸に対して倒れることなく保持され、且つ、移動することが可能となっている。
A plurality of balls (three in the present embodiment) are sandwiched and held between the
なお、シフトホルダー420が磁気吸引等の手法によりシフトベース440に対して付勢されることにより、ボール490はシフトホルダー420とシフトベース440との間において加圧状態で挟持(保持)される。また、各ボール490は、その近傍に配置されるX方向永久磁石470a及びY方向永久磁石470b,470cに吸着されないように、SUS304やセラミック等の材料で形成されている。ボール490と保持部との間には、適度な粘度を有する潤滑油が塗布されている。これにより、撮像ユニット400が振動や衝撃等を受けて大きな慣性力がシフトホルダー420に作用してシフトベース440との間の挟持力が弱まり或いは無くなっても、ボール490が簡単に保持部から脱落し或いは位置がずれることを防止することができる。
When the
次に、撮像ユニット400の像振れ低減動作(像振れ補正動作)について説明する。手振れ等によって撮像装置本体10が揺れると、撮像装置本体10の光軸に対する角度振れや回転振れが生じ、画像に揺れが生じる。画像の揺れを打ち消すように画像の揺れ方向の逆方向に撮像素子430を移動させることにより、像振れを低減させることができる。
Next, the image shake reduction operation (image shake correction operation) of the
具体的には、振れ検出センサ50は、撮像装置本体10にX方向、Y方向及びZ軸まわり方向に手振れが生じると、手振れの角速度を表す電気信号を各方向の出力を積分することにより生成し、カメラCPU20に送信する。カメラCPU20は、振れ検出センサ50から取得した電気信号に基づいて、各方向の角度振れ量を算出する。なお、各方向の角度振れ量の算出処理の機能を振れ検出センサ50に持たせてもよく、この場合には、振れ検出センサ50は算出した角度振れ量をカメラCPU20へ送信する。
Specifically, the
カメラCPU20は、角度振れ量に基づいて像振れを低減するために必要な撮像素子430のX方向、Y方向、Z軸まわり方向での可動ユニット500の目標シフト位置を算出する。そして、カメラCPU20は、目標シフト位置に撮像素子430を移動させるための制御信号を撮像ユニット駆動回路70に出力する。撮像ユニット駆動回路70は、カメラCPU20からの制御信号に応じてX方向駆動コイル460a及びY方向駆動コイル460b,460cへの通電制御を行い、これにより撮像素子430は目標シフト位置へ移動する。
The
一方、位置検出センサ480が、撮像素子430の実際の位置を検出してカメラCPU20へ送信する。カメラCPU20は、X方向、Y方向、Z軸まわり方向での目標シフト位置と位置検出センサ480から取得した撮像素子430の実際の位置とを比較し、これらの差がゼロ(0)に近付くように撮像ユニット駆動回路70へ制御信号を出力する。このようなフィードバック制御を行うことにより、撮像素子430が目標シフト位置に向かって移動することで、像振れが低減される。
On the other hand, the
なお、本実施形態では、Z軸まわり方向の像振れを低減させる場合には、Y方向の角度振れ量とZ軸まわり方向の角度振れ量の一方を加算処理し、他方を減算処理する。そして、一方はY方向位置検出センサ480bとの誤差量がゼロになるようにY方向駆動コイル460bを制御し、他方はY方向位置検出センサ480cとの誤差量がゼロになるようにY方向駆動コイル460cを制御している。但し、このような手法に限らず、公知の技術によりZ軸まわり方向の像振れを低減させてもよい。
In the present embodiment, in order to reduce the image runout in the Z-axis direction, one of the Y-direction angular runout amount and the Z-axis circumferential runout amount is added and the other is subtracted. Then, one controls the Y
次に、光学ローパスフィルタ410に付着した塵埃を除去するための方法及び動作(以下、単に「除塵方法」や「除埃動作」と記す)について説明する。本実施形態での除塵動作は、単独実行と同時実行が可能な第1の除塵動作と第2の除塵動作を含む。第1の除塵動作については、図4を参照して以下に詳細に説明する。第2の除塵動作は、圧電素子415によって光学ローパスフィルタ410に定在波振動を励起することにより、光学ローパスフィルタ410に付着した塵埃を振るい落とす公知の動作である。
Next, a method and an operation for removing the dust adhering to the optical low-pass filter 410 (hereinafter, simply referred to as "dust removing method" and "dust removing operation") will be described. The dust removal operation in the present embodiment includes a first dust removal operation and a second dust removal operation that can be executed independently and simultaneously. The first dust removing operation will be described in detail below with reference to FIG. The second dust removing operation is a known operation of exciting the standing wave vibration in the optical low-
図4は、第1の除塵動作を説明する模式図であり、可動ユニット500をZ軸正方向側から見た正面図で示されている。第1の除塵動作では、XY平面内で且つ所定の角度範囲内で、Z軸と平行な軸を回転中心として可動ユニット500を振り子のように揺動させることにより、光学ローパスフィルタ410に付着した塵埃を振るい落とす。
FIG. 4 is a schematic view illustrating the first dust removal operation, and is shown in a front view of the
図4(a)は可動ユニット500を揺動させる際の回転中心CAが可動ユニット500の右上に設定された状態を示しており、図4(b)は可動ユニット500揺動させる際の回転中心CBが可動ユニット500の左上に設定された状態を示している。なお、回転中心CA,CBは、Z軸と平行な回転中心軸の位置の一例である。
FIG. 4A shows a state in which the rotation center CA when swinging the
図4(a)では、回転中心CAを通ってZ軸に平行な軸を回転中心とし、撮像素子430の撮像面と平行な平面内で、矢印RAで示す回転方向に可動ユニット500を所定の角度範囲内で揺動させる。撮像ユニット駆動回路70がX方向駆動コイル460a及びY方向駆動コイル460b,460cのそれぞれに流す電流の大きさを調整することによって、可動ユニット500を矢印RA方向で揺動させることができる。このとき、可動ユニット500において回転中心CAから遠い位置ほど、単位時間あたりの変位量が大きくなる。よって、回転中心CAの略対角の位置に付着している塵埃550aには大きな加速度が加わり、これにより塵埃550aを光学ローパスフィルタ410の表面上で効果的に移動させ又は振るい落とすことができる。
In FIG. 4A, the
図4(b)では、回転中心CBを通ってZ軸に平行な軸を回転中心とし、撮像素子430の撮像面と平行な平面内で、矢印RBで示す回転方向に可動ユニット500を所定の角度範囲内で揺動させる。撮像ユニット駆動回路70がX方向駆動コイル460a及びY方向駆動コイル460b,460cのそれぞれに流す電流の大きさを調整することによって、可動ユニット500を矢印RB方向で揺動させることができる。このとき、可動ユニット500において回転中心CBから遠い位置ほど、単位時間あたりの変位量が大きくなる。よって、回転中心CBの略対角の位置に付着している塵埃550bには大きな加速度が加わり、これにより塵埃550bを光学ローパスフィルタ410の表面上で効果的に移動させ又は振るい落とすことができる。
In FIG. 4B, the axis parallel to the Z axis passing through the rotation center CB is the rotation center, and the
このように第1の除塵動作では、光学ローパスフィルタ410に付着した塵埃を振るい落とすことができなくとも、遠心力によって塵埃を光学ローパスフィルタ410の表面上で移動させることができる。そこで、第1の除塵動作と同時に第2の除塵動作を行うことが望ましい。これにより、揺動によって定在波振動の腹部へ移動した塵埃を定在波振動によって振るい落とすことが可能になり、より大きな除塵効果を得ることができる。
As described above, in the first dust removing operation, even if the dust adhering to the optical low-
上記説明の通り、第1の除塵方法では、図4(a),(b)に示したように回転中心を設定して、Z軸と平行な軸まわりに可動ユニット500を揺動させる。これにより、光学ローパスフィルタ410の表面上の異なる位置に付着している塵埃のそれぞれに大きな加速度を加えて、塵埃を振るい落とし或いは移動させることができる。逆に、移動させたい又は振るい落としたい塵埃が付着している位置に応じて揺動のための回転中心を設定することにより、塵埃を的確に移動させ又は振るい落とすことも可能である。
As described above, in the first dust removing method, the center of rotation is set as shown in FIGS. 4A and 4B, and the
第1の除塵方法では、回転中心を複数箇所に設定して可動ユニット500を揺動させることが望ましく、また、揺動と同時に光学ローパスフィルタ410に定在波振動を励起することが望ましい。これにより、光学ローパスフィルタ410の表面上に付着している塵埃をむらなく除去することが可能となる。また、可動ユニット500を揺動させているため、光学ローパスフィルタ410から振り落とされた塵埃が、光学ローパスフィルタ410へ再付着することを抑制することができる。
In the first dust removing method, it is desirable to set the rotation centers at a plurality of locations to swing the
更に、第1の除塵方法では、可動ユニット500をその周囲の部材に衝突しない範囲内で揺動させるために不快な音の発生を防ぐことができ、また、衝突や摩擦が生じないために除塵動作によって新たな塵埃が発生することもない。そして、圧電素子415を用いた既存の除塵機構と既存の像ブレ補正機構を用いて光学ローパスフィルタ410に付着した塵埃を除去するため、新たな又は専用の構成を追加することなく塵埃除去性能を向上させることができる。
Further, in the first dust removing method, the
次に、光学ローパスフィルタ410の除塵をより効率的に行う方法について説明する。発明者らは、光学ローパスフィルタ410の除塵を行う際に、撮像素子430の近傍温度が除塵効果に影響を与えることを発見した。具体的には、光学ローパスフィルタ410の除塵動作は、撮像素子430の近傍温度が相対的に高い状態よりも撮像素子430の近傍温度が相対的に低い状態で行う方が、高い塵埃除去効果が得られることを見いだした。そこで、本実施形態では、光学ローパスフィルタ410の除塵動作を撮像素子430の近傍温度に基づいて制御すると共に、効果的に除塵を行うために必要に応じて撮像素子430(可動ユニット500)の放熱(冷却)を行う。
Next, a method for more efficiently removing dust from the optical low-
撮像装置での光学ローパスフィルタ410の除塵動作の制御フローについて説明する前に、撮像素子430の放熱機構(冷却機構)について説明する。図5は、撮像装置本体10に設けられた放熱機構の概略構成と、放熱機構に対する撮像素子430を含む可動ユニット500の動作を説明する図である。図5(a)は、放熱機構に対して可動ユニット500が離反している状態を示す正面図(Z軸正方向側から見た図)である。図5(b)は、放熱機構に対して可動ユニット500を接触させた状態を示す正面図である。
Before explaining the control flow of the dust removal operation of the optical low-
放熱機構は、放熱部材580と、放熱部材580を支持する支持部材581を有する。支持部材581は、撮像装置本体10の不図示のフレーム等に固定されている。放熱部材580は、可動ユニット500を−X方向へ移動させた際に可動ユニット500と接触可能な位置に配置されている。
The heat dissipation mechanism includes a
可動ユニット500が放熱部材580から離反しており、放熱機構による撮像素子430の放熱が行われていない図5(a)の状態から、可動ユニット500を放熱部材580に向かって−X方向(図5(a)で左側)へ移動させる。可動ユニット500の−X方向への移動は、撮像ユニット駆動回路70によりX方向駆動コイル460aへ流す電流を調整することによって行うことができる。
From the state shown in FIG. 5A in which the
図5(b)に示すように可動ユニット500のシフトホルダー420が放熱部材580に接触した後に、可動ユニット500の移動を停止させ、可動ユニット500を停止位置で保持する。これにより、撮像素子430からシフトホルダー420を介して放熱部材580へ熱が伝わり、放熱部材580へ伝わった熱は更に支持部材581を伝わって撮像装置本体10に拡散される。なお、撮像装置本体10での熱拡散には、周知の構成を用いることができる。こうして、撮像素子430の放熱が行われることによって、撮像素子430及びその近傍の温度を下げることができる。
As shown in FIG. 5B, after the
放熱部材580には金属等の熱伝導性に優れる材料を用いることが望ましいが、その場合には、シフトホルダー420との当接時の音の発生を抑制するために、放熱部材580の当接部にはゴム等の弾性力を備える部位を設けることが望ましい。これにより、部品同士の当接による衝撃を低減させて不快な音の発生を防ぐことができるだけでなく、部品寿命を延ばすことができ、また、衝突や摩擦による塵埃の発生を抑制することができる。
It is desirable to use a material with excellent thermal conductivity such as metal for the
支持部材581には、熱伝導性に優れ、且つ、機械的強度の大きい金属材料が好適に用いられる。可動ユニット500は、音や塵埃が発生しないように、支持部材581とは接触させないことが望ましい。
For the
なお、ここでは可動ユニット500をX方向に移動させたが、放熱機構をX方向に移動させてもよい。また、放熱機構を可動ユニット500に対してY方向に配置し、放熱機構又は可動ユニット500をY方向へ移動させるようにしてもよい。
Although the
本実施形態では、光学ローパスフィルタ410の除塵をより効果的に行うために撮像素子430の放熱を行うが、撮像素子430の放熱を行うことによって撮像素子430での蓄熱による画質の低下(ノイズの増大)を低減することができる。よって、光学ローパスフィルタ410の除塵と撮像素子430のノイズ低減により、撮影画像の高品質化の効果をより顕著に得ることができる。
In the present embodiment, heat is dissipated from the
次に、撮像装置での光学ローパスフィルタ410の除塵動作を実行するための撮像装置の第1乃至第3の制御方法について説明する。
Next, the first to third control methods of the image pickup apparatus for executing the dust removal operation of the optical low-
図6は、撮像装置の第1の制御方法のフローチャートである。図6にS番号で示す各処理(ステップ)は、カメラCPU20が操作部材19の操作を受け付けて所定のプログラムを実行し、撮像装置を構成する各部の動作を統括的に制御することにより実現される。
FIG. 6 is a flowchart of the first control method of the image pickup apparatus. Each process (step) indicated by the S number in FIG. 6 is realized by the
S601にてカメラCPU20は、ユーザが電源スイッチ81を操作して、撮像装置本体10の電源をオンからオフへ切り替えたか否かを判定する。カメラCPU20は、電源がオンからオフへ切り替わるまでS601の判定を繰り返し(S601でNO)、電源がオンからオフへ切り替わったと判定した場合(S601でYES)、処理をS602へ進める。
In S601, the
S602にてカメラCPU20は、温度センサ520により撮像素子430の近傍温度を検知する。そして、S603にてカメラCPU20は、撮像素子430の近傍温度が予め設定された閾値以上が否かを判定する。カメラCPU20は、撮像素子430の近傍温度が閾値以上であると判定した場合(S603でYES)、処理をS604へ進め、撮像素子430の近傍温度が閾値未満であると判定した場合(S603でNO)、S605へ進める。
In S602, the
S604にてカメラCPU20は、光学ローパスフィルタ410の除塵動作を行う前に撮像素子430の温度を下げることが望ましいため、撮像ユニット駆動回路70により可動ユニット500を駆動し、シフトホルダー420を放熱部材580に接触させる。これにより、撮像素子430の放熱が行われ、撮像素子430の温度を下げる。S403の放熱動作は、例えば、シフトホルダー420を放熱部材580に接触させた後、予め定められた一定時間が経過したタイミングで、可動ユニット500を放熱部材580から離反させて基準位置へ戻すことによって終了する。但し、これに限定されず、温度センサ520による検知温度が所定の温度未満となった場合に放熱動作を終了するようにしてもよい。カメラCPU20は、S604の放熱動作が終了すると、処理をS605へ進める。
In S604, it is desirable that the
S605にてカメラCPU20は、第1の除塵動作と第2の除塵動作を同時に実行する。第1の除塵動作と第2の除塵動作の詳細については、説明済みであるため、ここでの説明は省略する。カメラCPU20は、光学ローパスフィルタ410の除塵動作が終了すると、撮像装置本体10の電源を落とす。
In S605, the
撮像装置の第1の制御方法では、温度センサ520が検知した撮像素子430の近傍温度に応じて、除塵動作の前に可動ユニット500の放熱動作が必要か否かを判定する。こうして、撮像素子430の近傍温度が常に一定の温度未満の状態で除塵動作を行うため、より効果的に除塵を行うことができる。撮像装置本体10の電源オフ時に除塵動作を行う場合には、放熱動作時間を長く取ることが可能となり、更に効果的に除塵を行うことが可能になる。
In the first control method of the image pickup apparatus, it is determined whether or not the heat dissipation operation of the
なお、第1の制御では、撮像装置本体10の電源をオフした後に撮像素子430の近傍温度を温度センサ520より検知したが。これに限らず、電源がオフにされる直前の温度センサ520の検知温度に基づいて、S604の放熱動作を行うか否かを決定してもよい。
In the first control, the temperature near the
撮像装置の第1の制御では、撮像装置本体10の電源オフ時に除塵動作を行うものとして、電源オン時には除塵動作を行わないものとした。但し、ユーザが撮像装置本体10の電源をオフにしてレンズ交換を行った場合等には、レンズ交換時に撮像装置本体10の内部に塵埃が侵入する可能性がある。そこで、撮像装置本体10の電源オン時に除塵動作を行うようにしてもよいし、撮像装置本体10の電源オン時と電源オフ時のそれぞれのタイミングで除塵動作を実行するようにしてもよい。電源オン時に除塵動作を行う場合には、ユーザは速やかに撮影動作を行う可能性が高いため、除塵動作時間を電源オフ時の除塵動作よりも短くしてもよい。除塵動作の時間短縮は、第1の除塵方法において、回転中心を1か所だけ設定して可動ユニット500を揺動させながら、光学ローパスフィルタ410に定在波振動を励起する方法を含む。
In the first control of the image pickup apparatus, the dust removal operation is performed when the power supply of the image pickup apparatus
更に、撮像装置本体10の電源オフによって放熱動作が開始された後、放熱動作が終了する前に、或いは、除塵動作が開始された後、除塵動作が終了する前に、再度電源がオンされる可能性がある。この場合、放熱動作や除塵動作を中断して撮像装置本体10を撮影可能状態にしてもよいし、放熱動作や除塵動作を続けた後に撮像装置本体10を撮影可能状態にしてもよい。
Further, after the heat dissipation operation is started by turning off the power of the image pickup apparatus
光学ローパスフィルタ410の除塵動作は、ユーザが撮像装置本体10の操作部材19を操作してクリーニングモードを選択する任意のタイミングで実行することが可能である。よって、S601の判定処理を、光学ローパスフィルタ410の除塵動作を行うためのクリーニングモードが選択されたか否かの判定処理に置き換えてもよい。この場合には、ユーザが、再度、撮影動作に入るまで(シャッタボタン82が押下されるまで)、放熱動作を行うようにしてもよい。そして、撮像素子430の放熱を操作部材19の操作により任意のタイミングを行うことが可能な放熱モードを設け、放熱モードが選択されて実行される際には、放熱処理の終了後に第1の除塵動作と第2の除塵動作を同時に実行するようにしてもよい。
The dust removing operation of the optical low-
次に、撮像装置の第2の制御方法について説明する。ここでは、撮像装置本体10に装着された電池の電池残量に応じて除塵動作と放熱動作とを行う。図7は、撮像装置の第2の制御方法のフローチャートである。図7にS番号で示す各処理(ステップ)は、カメラCPU20が操作部材19の操作を受け付けて所定のプログラムを実行し、撮像装置を構成する各部の動作を統括的に制御することにより実現される。なお、図7のフローチャートに示す処理のうち、図6のフローチャートにある処理と同じ処理については、その旨を記載して、詳細な説明を省略する。
Next, a second control method of the image pickup apparatus will be described. Here, the dust removing operation and the heat radiating operation are performed according to the remaining battery level of the battery mounted on the image pickup apparatus
S611の処理は、図6のフローチャートのS601の処理と同じである。よって、S611で撮像装置本体10の電源がオンからオフに切り替えられると、続くS612にてカメラCPU20は、電池残量検出部22により電池残量を検出し、検出された電池残量が予め設定された閾値以上か否かを判定する。閾値としては、電池残量が満杯量の1/2以下、1/10以下等のように、定量的に定めることができる。カメラCPU20は、電池残量が閾値以上である(十分な電池残量がある)と判定した場合(S612でYES)、処理をS613へ進め、電池残量が閾値未満である(十分な電池残量がない)と判定した場合(S612でNO)、処理をS614へ進める。
The process of S611 is the same as the process of S601 in the flowchart of FIG. Therefore, when the power supply of the image pickup apparatus
S613にてカメラCPU20は、十分な電池残量があることから、S605の除塵動作、つまり、第1の除塵動作と第2の除塵動作を同時に実行する。一方、S614にてカメラCPU20は、電池残量が少ないために、第2の除塵動作のみを実行する。カメラCPU20は、S613とS614の処理後に、S615へ処理を進める。S615〜617の処理は、図6のフローチャートのS602〜S604の処理と同じである。なお、S616の判定がNOとなった場合とS617の処理が終了した場合には、カメラCPU20は撮像装置本体10の電源を落とす。
Since the
このように、撮像装置の第2の制御方法では、電池残量に応じて第1の除塵動作と第2の除塵動作とを使い分け、除塵動作の後に撮像素子430の放熱を行う。これにより、消費電力を抑えながら、光学ローパスフィルタ410の除塵と撮像素子430の放熱を行うことができる。また、放熱動作が完了していない状況においてユーザが突発的に撮像装置本体10の電源をオフからオンに切り替えても、既に光学ローパスフィルタ410の除塵動作は終了している。よって、光学ローパスフィルタ410に付着した塵埃に起因する撮影画像の品質低下を抑制することができる。
As described above, in the second control method of the image pickup device, the first dust removal operation and the second dust removal operation are properly used according to the remaining battery level, and the
第1の制御方法について変形可能な例として先に説明した内容は、第2の制御方法に対しても適用が可能である。更に、第2の制御方法は、以下のように変形して実行してもよい。即ち、S612では、電池残量を定量的な基準で判定したが、撮像装置本体10に省電力モードが設定されている場合には、S612とS613の処理を行わずに、S614の処理を行うようにしてもよい。
The contents described above as a deformable example of the first control method can also be applied to the second control method. Further, the second control method may be modified and executed as follows. That is, in S612, the remaining battery level is determined by a quantitative standard, but when the power saving mode is set in the image pickup apparatus
また、電池残量に基づいて除塵動作を実行した後に撮像素子430の放熱を行ったが、これらの順序を逆に行うことも望ましい。これは、前述したように、撮像素子430近傍温度が低い状態で除塵動作を行うことで、より効果的に除塵を行うことができるからである。その場合、撮像素子430の近傍温度を温度センサ520により検知した後に電池残量を検知するか又はこれらの検知を並列的に行う。そして、撮像素子430の近傍温度が高い場合には速やかに撮像素子430の放熱動作を行い、その後に電池残量に応じてS613又はS614の除塵動作を行う。撮像素子430の近傍温度が低い場合には、撮像素子430の放熱動作を行うことなく、電池残量に応じてS613又はS614の除塵動作を行えばよい。なお、撮像素子430の近傍温度が高く、且つ、電池残量が少ない場合には、第2の除塵動作と放熱動作と同時に行うことで処理時間を短縮することができる。
Further, although the
次に、撮像装置の第3の制御方法について説明する。ここでは、撮像装置本体10の姿勢に応じて除塵動作と放熱動作とを行う。図8は、撮像装置の第3の制御方法のフローチャートである。図8にS番号で示す各処理(ステップ)は、カメラCPU20が操作部材19の操作を受け付けて所定のプログラムを実行し、撮像装置を構成する各部の動作を統括的に制御することにより実現される。なお、図8のフローチャートに示す各処理のうち、図6及び図7のフローチャートの処理と同じ処理については、同じS番号を付して説明を省略する。
Next, a third control method of the image pickup apparatus will be described. Here, the dust removal operation and the heat dissipation operation are performed according to the posture of the image pickup apparatus
S621の処理は、図6のフローチャートのS601の処理と同じである。よって、S621で撮像装置本体10の電源がオンからオフに切り替えられると、続くS622にてカメラCPU20は、姿勢検出センサ23より撮像装置本体10の姿勢を検出する。撮像装置本体10の姿勢を検出することにより、撮像素子430の撮像面の向きを知ることができる。S623にてカメラCPU20は、S622での姿勢検出結果に基づいて、撮像素子430の撮像面がY軸方向(+Y方向又は−Y方向(上下方向))に向いているか否かを判定する。カメラCPU20は、撮像面がY軸方向を向いていると判定した場合(S623でYES)、処理をS624へ進め、撮像面がY軸方向を向いていないと判定した場合(S623でNO)、処理をS625へ進める。
The process of S621 is the same as the process of S601 in the flowchart of FIG. Therefore, when the power supply of the image pickup apparatus
撮像素子430の撮像面がY軸方向を向いている(撮像面が重力方向と略直交する)場合には、第1の除塵動作は効果が小さい。そのため、S624にてカメラCPU20は、S614と同じ処理、つまり、第2の除塵動作を実行する。これにより、無駄な電力消費を抑制することができる。一方、撮像素子430がY軸方向を向いていない場合には、第1の除塵動作に所望の効果が望める。そこで、S625にてカメラCPU20は、S605と同じ処理、つまり、第1の除塵動作と第2の除塵動作を同時に実行する。
When the image pickup surface of the
なお、S623での撮像面がY軸方向を向いているか否かの判定は、厳密にY軸方向を向いているか否かを判定する必要はなく、例えば、第1の除塵動作の効果が小さいと実験的に確認された角度を判定基準として用いてもよい。つまり、撮像素子430の撮像面と重力方向(Y軸)とのなす角が、所定の角度以上、90度以下の場合には、第2の除塵動作のみを行うようにすればよい。
It is not necessary to determine whether or not the imaging surface in S623 is oriented in the Y-axis direction strictly, and for example, the effect of the first dust removal operation is small. The angle confirmed experimentally may be used as a criterion. That is, when the angle formed by the image pickup surface of the
カメラCPU20は、S624とS625の処理後に、S626へ処理を進める。以降のS626〜628の処理は、図6のフローチャートのS602〜S604の処理と同じである。なお、S627の判定がNOとなった場合とS628の処理が終了した場合には、カメラCPU20は撮像装置本体10の電源を落とす。なお、S623で撮像面がY軸方向を向いていると判定された場合において、S627で撮像素子430の近傍温度が高いと判定された場合には、第2の除塵動作と放熱動作を同時に実行しても構わず、これにより処理時間を短縮することができる。
The
なお、第1及び第2の制御方法について変形可能な例として先に説明した内容は、第3の制御方法に対しても適用が可能である。更に、第1乃至第3の制御の各ステップを組み合わせて、撮像素子430の近傍温度、電池残量及び撮像装置本体10の姿勢に基づいて、実行する除塵動作の決定と、放熱動作に対する順序を決定する制御も可能である。
The contents described above as a deformable example of the first and second control methods can also be applied to the third control method. Further, by combining the first to third control steps, the dust removal operation to be executed is determined and the order for the heat dissipation operation is determined based on the vicinity temperature of the
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。 Although the present invention has been described in detail based on the preferred embodiments thereof, the present invention is not limited to these specific embodiments, and various embodiments within the scope of the gist of the present invention are also included in the present invention. included. Further, each of the above-described embodiments is merely an embodiment of the present invention, and each embodiment can be combined as appropriate.
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。 The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
10 撮像装置本体
20 カメラCPU
22 電池残量検出部
23 姿勢検出センサ
50 振れ検出センサ
60 圧電素子駆動回路
70 撮像ユニット駆動回路
400 撮像ユニット
410 光学ローパスフィルタ
415 圧電素子
420 シフトホルダー
430 撮像素子
500 可動ユニット
520 温度センサ
580 放熱部材
10
22
Claims (15)
前記撮像素子の撮像面を覆うカバー部材と、
前記カバー部材を振動させる加振手段と、
前記撮像素子と前記カバー部材を保持し、前記撮像面と平行な平面内で移動可能な保持部材と、
前記保持部材を前記撮像面と平行な平面内で移動させる駆動手段と、
前記保持部材と当接可能な放熱部材と、
前記撮像素子の温度を検知する温度検知手段と、
前記駆動手段により前記保持部材を前記撮像面と平行な平面内で所定の方向に揺動させて前記カバー部材の表面に付着した塵埃を除去する第1の除塵動作と、前記加振手段により前記カバー部材に振動を励起して前記カバー部材の表面に付着した塵埃を除去する第2の除塵動作の実行を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記撮像素子の温度が所定の閾値未満の場合に、前記第1の除塵動作と前記第2の除塵動作を同時に実行し、前記撮像素子の温度が前記所定の閾値以上の場合に、前記保持部材を前記放熱部材と接触させて前記撮像素子の放熱を行った後に前記第1の除塵動作と前記第2の除塵動作を同時に実行することを特徴とする撮像装置。 With the image sensor
A cover member that covers the image pickup surface of the image pickup device and
A vibrating means for vibrating the cover member and
A holding member that holds the image sensor and the cover member and can move in a plane parallel to the image pickup surface.
A driving means for moving the holding member in a plane parallel to the imaging surface, and
A heat radiating member that can come into contact with the holding member,
A temperature detecting means for detecting the temperature of the image sensor and
The first dust removing operation of swinging the holding member in a predetermined direction in a plane parallel to the imaging surface by the driving means to remove dust adhering to the surface of the cover member, and the vibration means. A control means for controlling the execution of a second dust removal operation for exciting the vibration of the cover member to remove the dust adhering to the surface of the cover member is provided.
When the temperature of the image sensor is less than a predetermined threshold value, the control means simultaneously executes the first dust removal operation and the second dust removal operation, and when the temperature of the image pickup element is equal to or higher than the predetermined threshold value. In addition, the image pickup apparatus is characterized in that the first dust removal operation and the second dust removal operation are simultaneously executed after the holding member is brought into contact with the heat radiation member to dissipate heat from the image sensor.
前記制御手段は、前記電池残量が所定の閾値未満の場合に前記第2の除塵動作のみを実行することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 A remaining amount detection unit for detecting the remaining amount of the battery mounted on the image pickup device is provided.
The imaging device according to claim 1, wherein the control means executes only the second dust removal operation when the remaining battery level is less than a predetermined threshold value.
前記制御手段は、前記撮像面と重力方向とのなす角が、所定の角度以上、90度以下の場合に前記第2の除塵動作のみを実行することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。 A posture detecting means for detecting the orientation of the imaging surface is provided.
Any of claims 1 to 3, wherein the control means executes only the second dust removal operation when the angle formed by the imaging surface and the direction of gravity is equal to or greater than a predetermined angle and equal to or less than 90 degrees. The imaging apparatus according to item 1.
前記撮像素子の撮像面を覆うカバー部材と、
前記カバー部材を振動させる加振手段と、
前記撮像素子と前記カバー部材を保持し、前記撮像面と平行な平面内で移動可能な保持部材と、
前記保持部材を前記撮像面と平行な平面内で移動させる駆動手段と、
撮像装置本体に装着された電池の電池残量を検出する残量検出部と、
前記駆動手段により前記保持部材を前記撮像面と平行な平面内で所定の方向に揺動させて前記カバー部材の表面に付着した塵埃を除去する第1の除塵動作と、前記加振手段により前記カバー部材に振動を励起して前記カバー部材の表面に付着した塵埃を除去する第2の除塵動作の実行を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記電池残量が所定の閾値未満の場合に前記第2の除塵動作のみを実行し、前記電池残量が前記所定の閾値以上の場合に前記第1の除塵動作と前記第2の除塵動作を同時に実行することを特徴とする撮像装置。 With the image sensor
A cover member that covers the image pickup surface of the image pickup device and
A vibrating means for vibrating the cover member and
A holding member that holds the image sensor and the cover member and can move in a plane parallel to the image pickup surface.
A driving means for moving the holding member in a plane parallel to the imaging surface, and
A remaining amount detector that detects the remaining battery level of the battery mounted on the image pickup device,
The first dust removing operation of swinging the holding member in a predetermined direction in a plane parallel to the imaging surface by the driving means to remove dust adhering to the surface of the cover member, and the vibration means. A control means for controlling the execution of a second dust removal operation for exciting the vibration of the cover member to remove the dust adhering to the surface of the cover member is provided.
The control means executes only the second dust removing operation when the remaining battery level is less than a predetermined threshold value, and the first dust removing operation and the first dust removing operation when the remaining battery level is equal to or higher than the predetermined threshold value. An imaging device characterized by simultaneously executing the dust removal operations of 2.
前記撮像素子の撮像面を覆うカバー部材と、
前記カバー部材を振動させる加振手段と、
前記撮像素子と前記カバー部材を保持し、前記撮像面と平行な平面内で移動可能な保持部材と、
前記保持部材を前記撮像面と平行な平面内で移動させる駆動手段と、
前記撮像面の向きを検出する姿勢検出手段と、
前記駆動手段により前記保持部材を前記撮像面と平行な平面内で所定の方向に揺動させて前記カバー部材の表面に付着した塵埃を除去する第1の除塵動作と、前記加振手段により前記カバー部材に振動を励起して前記カバー部材の表面に付着した塵埃を除去する第2の除塵動作の実行を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記撮像面と重力方向とのなす角が、所定の角度以上、90度以下の場合に前記第2の除塵動作のみを実行し、前記なす角が前記所定の角度より小さい場合に前記第1の除塵動作と前記第2の除塵動作を同時に実行することを特徴とする撮像装置。 With the image sensor
A cover member that covers the image pickup surface of the image pickup device and
A vibrating means for vibrating the cover member and
A holding member that holds the image sensor and the cover member and can move in a plane parallel to the image pickup surface.
A driving means for moving the holding member in a plane parallel to the imaging surface, and
A posture detecting means for detecting the orientation of the imaging surface and
The first dust removing operation of swinging the holding member in a predetermined direction in a plane parallel to the imaging surface by the driving means to remove dust adhering to the surface of the cover member, and the vibration means. A control means for controlling the execution of a second dust removal operation for exciting the vibration of the cover member to remove the dust adhering to the surface of the cover member is provided.
The control means executes only the second dust removal operation when the angle formed by the imaging surface and the gravity direction is equal to or greater than a predetermined angle and 90 degrees or less, and the formed angle is smaller than the predetermined angle. An imaging device characterized in that the first dust removing operation and the second dust removing operation are simultaneously executed.
前記制御手段は、前記振れ検出手段による検出結果に基づいて前記駆動手段を駆動して、像振れを打ち消すように前記保持部材を移動させることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の撮像装置。 It has a shake detecting means for detecting the runout of the image pickup apparatus, and has
One of claims 1 to 10, wherein the control means drives the driving means based on the detection result by the runout detecting means to move the holding member so as to cancel the image runout. The imaging apparatus according to.
撮像素子の温度を検知する温度検知ステップと、
前記撮像素子の放熱を行う放熱ステップと、
前記撮像素子の撮像面を覆うカバー部材と該撮像素子を保持する保持部材を前記撮像面と平行な平面内で所定の方向に揺動させて前記カバー部材の表面に付着した塵埃を除去する第1の除塵動作と、前記カバー部材に振動を励起して前記カバー部材の表面に付着した塵埃を除去する第2の除塵動作の少なくとも一方を行う除塵ステップと、を有し、
前記撮像素子の温度が所定の閾値以上の場合に、前記放熱ステップを実行した後に前記第1の除塵動作と前記第2の除塵動作を同時に実行し、前記撮像素子の温度が前記所定の閾値未満の場合に、前記放熱ステップを実行せずに前記第1の除塵動作と前記第2の除塵動作を同時に実行することを特徴とする撮像装置の制御方法。 It is a control method of the image pickup device.
A temperature detection step that detects the temperature of the image sensor,
A heat dissipation step for dissipating heat from the image sensor and
A cover member that covers the image pickup surface of the image pickup element and a holding member that holds the image pickup element are swung in a predetermined direction in a plane parallel to the image pickup surface to remove dust adhering to the surface of the cover member. It has a dust removing operation of 1 and a dust removing step of performing at least one of a second dust removing operation of exciting vibration to the cover member to remove dust adhering to the surface of the cover member.
When the temperature of the image sensor is equal to or higher than a predetermined threshold value, the first dust removal operation and the second dust removal operation are simultaneously executed after the heat dissipation step is executed, and the temperature of the image pickup element is lower than the predetermined threshold value. In the case of, the control method of the image pickup apparatus, wherein the first dust removing operation and the second dust removing operation are simultaneously executed without executing the heat dissipation step.
前記撮像装置に装着された電池の電池残量を検出する電池残量検出ステップと、
撮像素子の撮像面を覆うカバー部材と該撮像素子を保持する保持部材を前記撮像面と平行な平面内で所定の方向に揺動させて前記カバー部材の表面に付着した塵埃を除去する第1の除塵動作と、前記カバー部材に振動を励起して前記カバー部材の表面に付着した塵埃を除去する第2の除塵動作の少なくとも一方を行う除塵ステップと、を有し、
前記除塵ステップでは、前記電池残量が所定の閾値未満の場合に前記第2の除塵動作のみを実行し、前記電池残量が前記所定の閾値以上の場合に前記第1の除塵動作と前記第2の除塵動作を同時に実行することを特徴とする撮像装置の制御方法。 It is a control method of the image pickup device.
A battery level detection step for detecting the battery level of the battery mounted on the image pickup device, and a battery level detection step.
A first method of removing dust adhering to the surface of the cover member by swinging a cover member covering the image pickup surface of the image pickup element and a holding member holding the image pickup element in a predetermined direction in a plane parallel to the image pickup surface. The dust removing operation and the dust removing step of performing at least one of the second dust removing operations of exciting vibration to the cover member to remove dust adhering to the surface of the cover member.
In the dust removal step, only the second dust removal operation is executed when the remaining battery level is less than a predetermined threshold value, and when the remaining battery level is equal to or higher than the predetermined threshold value, the first dust removal operation and the first dust removal operation are performed. A control method for an image pickup apparatus, which comprises simultaneously executing the dust removal operations of 2.
前記撮像装置の姿勢を検出する姿勢検出ステップと、
撮像素子の撮像面を覆うカバー部材と該撮像素子を保持する保持部材を前記撮像面と平行な平面内で所定の方向に揺動させて前記カバー部材の表面に付着した塵埃を除去する第1の除塵動作と、前記カバー部材に振動を励起して前記カバー部材の表面に付着した塵埃を除去する第2の除塵動作の少なくとも一方を行う除塵ステップと、を有し、
前記除塵ステップでは、前記撮像面と重力方向とのなす角が、所定の角度以上、90度以下の場合に前記第2の除塵動作のみを実行し、前記なす角が前記所定の角度より小さい場合に前記第1の除塵動作と前記第2の除塵動作を同時に実行することを特徴とする撮像装置の制御方法。 It is a control method of the image pickup device.
A posture detection step for detecting the posture of the image pickup device and
A first method of removing dust adhering to the surface of the cover member by swinging a cover member covering the image pickup surface of the image pickup element and a holding member holding the image pickup element in a predetermined direction in a plane parallel to the image pickup surface. The dust removing operation and the dust removing step of performing at least one of the second dust removing operations of exciting the vibration of the cover member to remove the dust adhering to the surface of the cover member.
In the dust removal step, only the second dust removal operation is executed when the angle formed by the imaging surface and the gravity direction is equal to or greater than a predetermined angle and 90 degrees or less, and the angle formed is smaller than the predetermined angle. A method for controlling an imaging device, which comprises simultaneously executing the first dust removing operation and the second dust removing operation.
The first dust removing operation according to any one of claims 12 to 14, wherein the holding member is swung in the rotational direction about an axis parallel to the direction orthogonal to the imaging surface as a rotation center. Control method of the image pickup device.
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WO2023157358A1 (en) * | 2022-02-21 | 2023-08-24 | PiAct株式会社 | Optical drive device |
-
2019
- 2019-07-03 JP JP2019124655A patent/JP2021012235A/en active Pending
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WO2023157358A1 (en) * | 2022-02-21 | 2023-08-24 | PiAct株式会社 | Optical drive device |
WO2023157302A1 (en) * | 2022-02-21 | 2023-08-24 | PiAct株式会社 | Optical drive device |
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