JP3989293B2 - カメラ及びこれに用いる撮像素子ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、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を有する撮像素子ユニットを備えたカメラに関し、より詳細には撮像素子の防塵構造を備えたカメラ及びこれに用いる撮像素子ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、撮影光学系（撮影レンズ）を透過した被写体からの光束（以下、被写体光束という）に基づいて形成される被写体像を所定の位置に配置した固体撮像素子等、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ；Ｃharge Ｃoupled Ｄevice。以下、単に撮像素子という）等の光電変換面上に結像させ、当該撮像素子等の光電変換作用を利用して所望の被写体像を表わす電気的な画像信号等を生成し、この画像信号等に基づく信号を、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ；Ｌiquid Ｃrystal Ｄisplay）等の所定の表示装置等へと出力して画像等を表示させたり、撮像素子等によって生成した画像信号等を所定の形態の画像データとして所定の記録媒体の所定の記録領域に記録し、さらにこの記録媒体に記録された画像データを読み出して、その画像データに対して表示装置を用いて表示するのに最適な画像信号となるように変換処理した後、処理済の画像信号に基づいて、これに対応する画像を表示させ得るように構成した、いわゆるデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等のデジタルカメラ等（以下、デジタルカメラ又は単にカメラという）が、一般的に実用化され広く普及している。
【０００３】
また、一般的なデジタルカメラにおいては、撮影動作に先立って撮影対象となる所望の被写体を観察し、当該被写体を含む撮影範囲を設定する等の目的で、光学的ファインダー装置を備えているのが一般である。
【０００４】
この光学ファインダー装置としては、撮影光学系の光軸上に配設した反射部材等を用いて撮影光学系を透過した被写体光束の進行方向を折り曲げて観察用の被写体像を所定の位置に結像させる一方、撮影動作時には、撮影光学系の光軸上から反射部材を退避させることにより、被写体光束を撮像素子の受光面、即ち光電変換面へと導き、当該光電変換面上に撮影用の被写体像を形成させるように構成したいわゆる一眼レフレックス方式のファインダー装置等が一般的に利用されている。
【０００５】
そして、近年においては、一眼レフレックス方式のファインダー装置を具備すると共に、カメラ本体に対して撮影光学系を着脱自在となるように構成し、使用者が所望するときに所望の撮影光学系を任意に着脱し交換することで、単一のカメラ本体において複数種類の撮影光学系を選択的に使用し得るように構成したいわゆるレンズ交換可能な形態のデジタルカメラが一般に実用化されつつある。
【０００６】
このようなレンズ交換可能な形態のデジタルカメラにおいては、当該撮影光学系をカメラ本体から取り外した際に、カメラ本体の内部に空気中に浮遊する塵埃等が侵入する可能性がある。また、カメラ本体内部には、例えばシャッター・絞り機構等、機械的に動作する各種の機構が配設されていることから、これら各種の機構等からは、その動作中に塵埃等が発生する場合もある。
【０００７】
一方、撮影光学系をカメラ本体から取り外した際には、当該撮影光学系の後方に配置される撮像素子の受光面（光電変換面とも言う）がカメラ内部の外気に露呈されることになることから、塵埃等が帯電作用等の要因によって撮像素子の光電変換面に付着することがある。
【０００８】
そこで、従来の一眼レフレックス方式のデジタルカメラ等においては、帯電作用等に起因して撮像素子の受光面上に塵埃等が付着するのを抑制するための技術が、例えば特開２０００−２９１３２号公報等によって提案されている。
【０００９】
上記特開２０００−２９１３２号公報に開示されている手段は、レンズ交換可能な形態の一眼レフレックス方式のデジタルカメラにおいて、カメラ内部に設けられる撮像素子の受光面を覆うカバー部材の表面に透明電極を設け、この電極に対して直流電圧若しくは数ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ程度の周波数の交流電圧を印加することによって、帯電作用によって撮像素子の受光面上に塵埃等が付着するのを抑制するようにしたものである。
【００１０】
当該公報に開示されている手段によれば、撮像素子に生起する電荷を中和することによって静電気等に起因して撮像素子の受光面に塵埃等が付着するのを抑制することができるというものである。
【００１１】
他方、従来のデジタルカメラにおける撮像素子としては、いわゆるパッケイジに封じられた形態の撮像素子（例えばパッケイジＣＣＤという）が広く用いられているが、このような形態の撮像素子とは別に、近年においては、いわゆるベアチップＣＣＤと呼ばれる裸の状態のＣＣＤチップを市場に供給することが提案されている。
【００１２】
このようなベアチップＣＣＤにおいては、その光電変換面上に塵埃等が付着する可能性が多くなることから、ベアチップＣＣＤとこれを載置する基板との間に圧電素子を設け、この圧電素子に対して所定の電圧を印加することによって当該ベアチップＣＣＤ自体を振動させ、これにより光電変換面上に付着した塵埃等を振り落とすようにする手段についての提案が、例えば特開平９−１３０６５４号公報等によって開示されている。
【００１３】
また、特開平２００１−２９８６４０号公報によって開示されているカメラにおいては、撮像素子の前面側に配置される光学部材の表面に付着した塵埃等を除去する手段としてワイパー部材を備えて構成している。
【００１４】
このワイパー部材は、ローパスフイルタ等の光学部材の表面を擦りながら移動することによって当該光学部材の表面上を掃き拭い、これによって光学部材の表面上に付着した塵埃等を除去するというものである。そして、ワイパーによって掃き払われた塵埃等は、当該光学部材の近傍に形成されたカメラ本体部の溝部に入るように構成されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の特開２０００−２９１３２号公報に開示されている手段では、帯電した撮像素子の電荷を中和させることで塵等が付着するのを抑制するようにしていることから、例えば静電気に因らずに撮像素子の光電変換面上に単に付着したり堆積した状態の塵埃等を除去する手段としては、最適なものではないと考えられる。
【００１６】
また、上述の特開平９−１３０６５４号公報に開示されている手段では、ベアチップＣＣＤを念頭に入れて考案されている手段であるために、従来のデジタルカメラにおいて一般的に利用されているパッケイジＣＣＤのような形態の撮像素子に対して適用するためには、最適な手段であるとは言えない。
【００１７】
つまり、一般的な形態のパッケイジＣＣＤ等に対して上述の特開平９−１３０６５４号公報に開示されている手段を適用した場合には、例えば撮像素子自体又はそのパッケイジに対して振動を加えることになるので、この加振作用によって撮像素子及びその近傍に配設される各種の機構に対して、例えば機構的な劣化や狂い等の悪影響が波及する虞がある。
【００１８】
また、上記特開平２００１−２９８６４０号公報による手段によれば、ワイパー部材やこれを駆動するための駆動モータ等の構成部材が新たに必要となり、これを配置するカメラ内部の空間を確保しなければならない。したがって、カメラ自体の大型化を招いてしまうという問題がある。
【００１９】
一方、本出願人は、先に特願２０００−４０１２９１号において、撮像素子の光電変換面の側を封止乃至保護する防塵部材を備えることで、当該撮像素子の光電変換面に塵埃等が付着するのを抑制すると共に、防塵部材の外面側に付着する塵埃等に対しては、所定の加振手段によって防塵部材に所定の振幅の振動を与えることによって、これを除去する手段を提案している。
【００２０】
この手段によれば、小型でかつ簡単な機構によって撮像素子の光電変換面に塵埃等が付着するのを抑制すると共に、防塵部材の外面側に付着する塵埃等を容易に除去し得るレンズ交換可能な形態のデジタルカメラを構成することができるというものである。
【００２１】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、カメラ内部に設けられる光学部材に付着した塵埃等を除去するために設けられる防塵機構の構造を工夫することにより、構造を簡易化し、安定した機構精度を確保し得ると共に、製造工程を簡略化することのできるカメラ及びこれに用いる撮像素子ユニットを提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明によるカメラは、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、上記撮像素子の光電変換面の側に対向配設された光学的ローパスフイルタと、透明部を有し上記光学的ローパスフイルタの前面側に所定の間隔を持って対向配設され、その表面の一部又は全面に導電性薄膜を形成してなる防塵部材と、電気機械変換素子と当該電気機械変換素子の表面に形成した導電性部材とを含み、上記防塵部材の周縁部であって上記導電性薄膜を形成した部位に配設され、上記導電性部材と上記導電性薄膜に通電することにより上記防塵部材に振動を発生させる加振用部材と、上記光学ローパスフイルターと上記防塵部材とが対向して形成された空隙部及び上記光学的ローパスフイルタの周縁側の空間部とを封止した封止構造部と、を具備することを特徴とする。
【００２３】
また、第２の発明は、上記第１の発明によるカメラにおいて、上記電気機械変換素子は、圧電素子であることを特徴とする。
【００２４】
そして、第３の発明は、上記第２の発明によるカメラにおいて、上記圧電素子は、圧電セラミックスであることを特徴とする。
【００２５】
第４の発明は、上記第１の発明によるカメラにおいて、撮影レンズを装着するための撮影レンズ装着部を、さらに有し、上記撮影レンズは、上記撮影レンズ装着部において着脱可能であることを特徴とする。
【００２６】
第５の発明は、上記第１の発明によるカメラにおいて、上記導電性薄膜は、帯電防止膜であることを特徴とする。
【００２７】
第６の発明による撮像素子ユニットは、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、上記撮像素子の光電変換面の側に対向配設された光学的ローパスフイルタと、透明部を有し上記光学的ローパスフイルタの前面側に所定の間隔を持って対向配設され、その表面の一部又は全面に導電性薄膜を形成してなる光学部材と、電気機械変換素子と当該電気機械変換素子の表面に形成した導電性部材とを含み、上記光学部材の周縁部であって上記導電性薄膜を形成した部位に配設され、上記導電性部材と上記導電性薄膜に通電することにより上記光学部材に振動を発生させる加振用部材と、上記光学的ローパスフイルタと上記光学部材とが対向して形成された空隙部及び上記光学的ローパスフイルタの周縁側の空間部とを封止した封止構造部と、を具備することを特徴とする。
【００２８】
第７の発明は、上記第６の発明による撮像素子ユニットにおいて、上記電気機械変換素子は、圧電素子であることを特徴とする。
【００２９】
第８の発明は、上記第７の発明による撮像素子ユニットにおいて、上記圧電素子は、圧電セラミックスであることを特徴とする。
【００３０】
第９の発明は、上記第６の発明による撮像素子ユニットにおいて、上記導電性薄膜は、帯電防止膜であることを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。
まず、本発明の一実施形態のカメラについて、その概略的な構成を以下に説明する。
【００３２】
図１・図２は、本発明の一実施形態のカメラの概略的な構成を示す図であって、図１は、本カメラの一部を切断して、その内部構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、本カメラの主に電気的な構成を概略的に示すブロック構成図である。
【００３３】
本実施形態のカメラ１は、それぞれが別体に構成されるカメラ本体部１１及びレンズ鏡筒１２とからなり、両者（１１・１２）は、互いに着脱自在に構成されてなるものである。
【００３４】
レンズ鏡筒１２は、複数の撮影レンズやその駆動機構等からなる撮影光学系１２ａを内部に保持して構成されている。この撮影光学系１２ａは、被写体からの光束を透過させることで当該被写光束により形成される被写体の像を所定の位置（後述する撮像素子２７の光電変換面上）に結像せしめるように例えば複数の光学レンズ等によって構成されるものである。そして、このレンズ鏡筒１２は、カメラ本体部１１の前面に向けて突出するように配設されている。
【００３５】
なお、このレンズ鏡筒１２については、従来のカメラ等において一般的に利用されているものと同様のものが適用される。したがって、その詳細な構成についての説明は省略する。
【００３６】
カメラ本体部１１は、内部に各種の構成部材等を備えて構成され、かつ撮影光学系１２ａを保持するレンズ鏡筒１２を着脱自在となるように配設するための連結部材である撮影光学系装着部（撮影レンズ装着部ともいう）１１ａをその前面に備えて構成されてなるいわゆる一眼レフレックス方式のカメラである。
【００３７】
つまり、カメラ本体部１１の前面側の略中央部には、被写体光束を当該カメラ本体部１１の内部へと導き得る所定の口径を有する露光用開口が形成されており、この露光用開口の周縁部に撮影光学系装着部１１ａが形成されている。
【００３８】
カメラ本体部１１の外面側には、その前面に上述の撮影光学系装着部１１ａが配設されているほか、上面部や背面部等の所定の位置にカメラ本体部１１を動作させるための各種の操作部材、例えば撮影動作を開始せしめるための指示信号等を発生させるためのレリーズボタン１７等が配設されている。これらの操作部材については、本発明とは直接関連しない部分であるので、図面の煩雑化を避けるために、レリーズボタン１７以外の操作部材については、その図示及び説明を省略する。
【００３９】
カメラ本体部１１の内部には、図１に示すように、各種の構成部材、例えば、撮影光学系１２ａによって形成される所望の被写体像を撮像素子２７（図２参照）の光電変換面上とは異なる所定の位置に形成させるべく設けられ、いわゆる観察光学系を構成するファインダー装置１３と、撮像素子２７の光電変換面への被写体光束の照射時間等を制御するシャッタ機構等を備えたシャッター部１４と、このシャッター部１４を含み撮影光学系１２ａを透過した被写体光束に基づいて形成される被写体像に対応した画像信号を得る撮像素子２７及びこの撮像素子２７の光電変換面の前面側の所定の位置に配設され当該光電変換面への塵埃等の付着を予防する防塵部材である防塵フイルター２１（詳細については後述する）等からなるアッセンブリである撮像素子ユニット（以下、撮像ユニットと略記する）１５と、撮像素子２７により取得した画像信号に対して各種の信号処理を施す画像信号処理回路１６ａ（図２参照）等の電気回路を構成する各種の電気部材が実装される主回路基板１６を始めとした複数の回路基板（図１では主回路基板１６のみを図示している）と、等が、それぞれ所定の位置に配設されている。
【００４０】
ファインダー装置１３は、撮影光学系１２ａを透過した被写体光束の光軸を折り曲げて観察光学系の側へと導き得るように構成される反射鏡１３ｂと、この反射鏡１３ｂから出射する光束を受けて正立正像を形成するペンタプリズム１３ａと、このペンタプリズム１３ａにより形成される像を拡大して観察するのに最適な形態の像を結像させる接眼レンズ１３ｃ等によって構成されている。
【００４１】
反射鏡１３ｂは、撮影光学系１２ａの光軸から退避する位置と当該光軸上の所定の位置との間で移動自在に構成され、通常状態においては、撮影光学系１２ａの光軸上において当該光軸に対して所定の角度、例えば角度４５度を有して配置されている。これにより、撮影光学系１２ａを透過した被写体光束は、当該カメラ１が通常状態にあるときには、反射鏡１３ｂによってその光軸が折り曲げられて、当該反射鏡１３ｂの上方に配置されるペンタプリズム１３ａの側へと反射されるようになっている。
【００４２】
一方、本カメラ１が撮影動作の実行中において、その実際の露光動作中には、当該反射鏡１３ｂは、撮影光学系１２ａの光軸から退避する所定の位置に移動するようになっている。これによって、被写体光束は、撮像素子２７の側へと導かれ、その光電変換面を照射するようになっている。
【００４３】
シャッター部１４は、例えばフォーカルプレーン方式のシャッター機構や、このシャッター機構の動作を制御する駆動回路等、従来のカメラ等において一般的に利用されているものと同様のものが適用される。したがって、その詳細な構成についての説明は省略する。
【００４４】
また、本カメラ１の内部には、上述したように複数の回路基板が配設され、各種の電気回路を構成している。本カメラ１の電気的な構成は、図２に示すように、例えば本カメラ１の全体を統括的に制御する制御回路であるＣＰＵ４１と、撮像素子２７によって取得した画像信号に基づいて記録に適合する形態の信号に変換する信号処理等、各種の信号処理を施す画像信号処理回路１６ａと、この画像信号処理回路１６ａによって処理済みの画像信号や画像データ及びこれに付随する各種の情報等を一時的に記録するワークメモリ１６ｂと、この画像信号処理回路１６ａによって生成された所定の形態の記録用の画像データを所定の領域に記録する記録媒体４３と、この記録媒体４３と本カメラ１の電気回路とを電気的に接続すべく構成される記録媒体インターフェイス４２と、画像を表示するための液晶表示装置（ＬＣＤ）等からなる表示部４６と、この表示部４６と本カメラ１との間を電気的に接続し、画像信号処理回路１６ａによって処理済の画像信号を受けて表示部４６を用いて表示するのに最適な表示用の画像信号を生成する表示回路４７と、乾電池等の二次電池等からなる電池４５と、この電池４５又は所定の接続ケイブル等（図示せず）により供給される外部電源（ＡＣ）からの電力を受けて、本カメラ１を動作させるのに適するように制御し、各電気回路へと配電する電源回路４４と、撮像ユニット１５に含まれる防塵フイルター２１を駆動させるための電気回路であって発振器等からなる防塵フイルター駆動部４８等からなる。
【００４５】
次に、本実施形態のカメラ１における撮像ユニット１５の詳細について、以下に説明する。
図３・図４・図５は、本実施形態のカメラ１における撮像ユニットの一部を取り出して示す図であって、図３は、当該撮像ユニットを分解して示す要部分解斜視図である。図４は、組み立てた状態の当該撮像ユニットの一部を切断して示す斜視図である。図５は、図４の切断面に沿う断面図である。
【００４６】
なお、本実施形態のカメラ１の撮像ユニット１５は、上述したようにシャッター部１４を含む複数の部材によって構成されるユニットであるが、図３から図５においては、その主要部を図示するに留め、シャッター部１４の図示は省略している。また、各構成部材の位置関係を示すために、図３〜図５においては、当該撮像ユニット１５の近傍に設けられ、撮像素子２７が実装されると共に、画像信号処理回路１６ａ及びワークメモリ１６ｂ等からなる撮像系の電気回路が実装される主回路基板１６を合わせて図示している。なお、この主回路基板１６、それ自体の詳細については、従来のカメラ等において一般的に利用されているものが適用されるものとして、その説明は省略する。
【００４７】
撮像ユニット１５は、ＣＣＤ等からなり撮影光学系１２ａを透過し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２７と、この撮像素子２７を固定支持する薄板状の部材からなる撮像素子固定板２８と、撮像素子２７の光電変換面の側に配設され、撮影光学系１２ａを透過して照射される被写体光束から高周波成分を取り除くべく形成される光学素子である光学的ローパスフイルター（Ｌow Pass Filter；以下、光学ＬＰＦという）２５と、この光学ＬＰＦ２５と撮像素子２７との間の周縁部に配置され、略枠形状の弾性部材等によって形成されるローパスフイルター受け部材２６と、撮像素子２７を収納し固定保持すると共に光学ＬＰＦ２５（光学素子）をその周縁部位乃至その近傍部位に密着して支持しかつ所定の部位を後述する防塵フイルター受け部材２３（後述する第１の部材）に密に接触するように配設される撮像素子収納ケース部材２４（後述する第２の部材；以下、ＣＣＤケース２４という）と、このＣＣＤケース２４の前面側に配置され防塵フイルター２１（防塵部材）をその周縁部位乃至その近傍部位に密着して支持する防塵フイルター受け部材２３（第１の部材）と、この防塵フイルター受け部材２３によって支持されて撮像素子２７の光電変換面の側であって光学ＬＰＦ２５の前面側において当該光学ＬＰＦ２５との間に所定の間隔を持つ所定の位置に対向配置される防塵部材である防塵フイルター２１と、この防塵フイルター２１の周縁部に配設され当該防塵フイルター２１に対して所定の振動を与えるための加振用部材であり例えば電気機械変換素子等からなる圧電素子２２と、防塵フイルター２１を防塵フイルター受け部材２３に対して気密的に接合させ固定保持する弾性体からなる押圧部材２０等によって構成されている。
【００４８】
撮像素子２７は、撮影光学系１２ａを透過した被写体光束を自己の光電変換面に受けて光電変換処理を行なうことによって、当該光電変換面に形成される被写体像に対応した画像信号を取得するものであって、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ；Ｃharge Ｃoupled Ｄevice）等が適用されている。
【００４９】
この撮像素子２７は、撮像素子固定板２８を介して主回路基板１６上の所定の位置に実装されている。この主回路基板１６には、上述したように画像信号処理回路１６ａ及びワークメモリ１６ｂ等が共に実装されており、撮像素子２７からの出力信号、即ち光電変換処理により得られた画像信号が画像信号処理回路１６ａ等へと電送されるようになっている。
【００５０】
この画像信号処理回路１６ａにおいてなされる信号処理としては、例えば撮影光学系装着部１１ａに装着されたレンズ鏡筒１２の内部に保持される撮影光学系１２ａによって撮像素子２７の光電変換面上に結像された像に対応するものとして当該撮像素子２７から得られた画像信号を記録に適合する形態の信号に変換する処理等、各種の信号処理である。このような信号処理は、電子的な画像信号を取り扱うように構成される一般的なデジタルカメラ等において通常になされる処理と同様である。したがって、当該カメラ１において実行される各種の信号処理についての詳細な説明は省略する。
【００５１】
撮像素子２７の前面側には、ローパスフイルター受け部材２６を挟んで光学ＬＰＦ２５が配設されている。そして、これを覆うようにＣＣＤケース２４が配設されている。
【００５２】
つまり、ＣＣＤケース２４には、略中央部分に矩形状からなる開口２４ｃが設けられており、この開口２４ｃには、その後方側から光学ＬＰＦ２５及び撮像素子２７が配設されるようになっている。この開口２４ｃの後方側の内周縁部には、図４・図５に示すように断面が略Ｌ字形状からなる段部２４ａが形成されている。
【００５３】
上述したように、光学ＬＰＦ２５と撮像素子２７との間には、弾性部材等からなるローパスフイルター受け部材２６が配設されている。このローパスフイルター受け部材２６は、撮像素子２７の前面側の周縁部においてその光電変換面の有効範囲を避ける位置に配設され、かつ光学ＬＰＦ２５の背面側の周縁部近傍に当接するようになっている。そして、光学ＬＰＦ２５と撮像素子２７との間を略気密性が保持されるようにしている。これにより、光学ＬＰＦ２５には、ローパスフイルター受け部材２６による光軸方向への弾性力が働くことになる。
【００５４】
そこで、光学ＬＰＦ２５の前面側の周縁部を、ＣＣＤケース２４の段部２４ａに対して略気密的に接触させるように配置することで、当該光学ＬＰＦ２５をその光軸方向に変位させようとするローパスフイルター受け部材２６による弾性力に抗して当該光学ＬＰＦ２５の光軸方向における位置を規制するようにしている。
【００５５】
換言すれば、ＣＣＤケース２４の開口２４ｃの内部に背面側より挿入された光学ＬＰＦ２５は、段部２４ａによって光軸方向における位置規制がなされている。これにより、当該光学ＬＰＦ２５は、ＣＣＤケース２４の内部から前面側へ向けて外部に抜け出ないようになっている。
【００５６】
このようにして、ＣＣＤケース２４の開口２４ｃの内部に背面側から光学ＬＰＦ２５が挿入された後、光学ＬＰＦ２５の背面側には、撮像素子２７が配設されるようになっている。この場合において、光学ＬＰＦ２５と撮像素子２７との間には、周縁部においてローパスフイルター受け部材２６が挟持されるようになっている。
【００５７】
また、撮像素子２７は、上述したように撮像素子固定板２８を挟んで主回路基板１６に実装されている。そして、撮像素子固定板２８は、ＣＣＤケース２４の背面側からネジ孔２４ｅに対してネジ２８ｂによってスペーサ２８ａを介して固定されている。また、撮像素子固定板２８には、主回路基板１６がスペーサ１６ｃを介してネジ１６ｄによって固定されている。
【００５８】
ＣＣＤケース２４の前面側には、防塵フイルター受け部材２３がＣＣＤケース２４のネジ孔２４ｂに対してネジ２３ｂによって固定されている。この場合において、ＣＣＤケース２４の周縁側であって前面側の所定の位置には、図４・図５において詳細に示すように、周溝２４ｄが略環状に形成されている。その一方で、防塵フイルター受け部材２３の周縁側であって背面側の所定の位置には、ＣＣＤケース２４の周溝２４ｄに対応させた環状凸部２３ｄ（図３には図示出来ず）が全周にわたって略環状に形成されている。したがって、環状凸部２３ｄと周溝２４ｄとが嵌合することによりＣＣＤケース２４と防塵フイルター受け部材２３とは、環状の領域、即ち周溝２４ｄと環状凸部２３ｄとが形成される領域において相互に略気密的に嵌合するようになっている。
【００５９】
防塵フイルター２１は、全体として円形乃至多角形の板状をなし、少なくとも自己の中心から放射方向に所定の広がりを持つ領域が透明部をなしており、この透明部が光学ＬＰＦ２５の前面側に所定の間隔を持って対向配置されているものである。
【００６０】
また、防塵フイルター２１の一方の面（本実施形態では背面側）の周縁部には、当該防塵フイルター２１に対して振動を与えるための所定の加振用部材であり電気機械変換素子等によって形成される圧電素子２２が一体となるように、例えば接着剤による貼着等の手段により配設されている。この圧電素子２２は、外部から所定の駆動電圧を印加することによって防塵フイルター２１に所定の振動を発生させることができるように構成されている。
【００６１】
そして、防塵フイルター２１は、防塵フイルター受け部材２３に対して気密的に接合するように板ばね等の弾性体からなる押圧部材２０によって固定保持されている。
【００６２】
防塵フイルター受け部材２３の略中央部近傍には、円形状又は多角形状からなる開口２３ｆが設けられている。この開口２３ｆは、撮影光学系１２ａを透過した被写体光束を通過させて、当該光束が後方に配置される撮像素子２７の光電変換面を照射するのに充分な大きさとなるように設定されている。
【００６３】
この開口２３ｆの周縁部には、前面側に突出する壁部２３ｅ（図４・図５参照）が略環状に形成されており、この壁部２３ｅの先端側には、さらに前面側に向けて突出するように受け部２３ｃが形成されている。
【００６４】
一方、防塵フイルター受け部材２３の前面側の外周縁部近傍には、所定の位置に複数（本実施形態では三箇所）の突状部２３ａが前面側に向けて突出するように形成されている。この突状部２３ａは、防塵フイルター２１を固定保持する押圧部材２０を固設するために形成される部位であって、当該押圧部材２０は、突状部２３ａの先端部に対してねじ２０ａ等の締結手段により固設されている。
【００６５】
押圧部材２０は、上述したように板ばね等の弾性体によって形成される部材であって、その基端部が突状部２３ａに固定され、自由端部が防塵フイルター２１の外周縁部に当接することで、当該防塵フイルター２１を防塵フイルター受け部材２３の側、即ち光軸方向に向けて押圧するようになっている。
【００６６】
この場合において、防塵フイルター２１の背面側の外周縁部に配設される圧電素子２２の所定の部位が、受け部２３ｃに当接することで、防塵フイルター２１及び圧電素子２２の光軸方向における位置が規制されるようになっている。したがってこれにより、防塵フイルター２１は、圧電素子２２を介して防塵フイルター受け部材２３に対して気密的に接合するように固定保持されている。
【００６７】
換言すれば、防塵フイルター受け部材２３は、押圧部材２０による附勢力によって防塵フイルター２１と圧電素子２２を介して気密的に接合するように構成されている。
【００６８】
ところで、上述したように防塵フイルター受け部材２３とＣＣＤケース２４とは、周溝２４ｄと環状凸部２３ｄ（図４・図５参照）とが相互に略気密的に嵌合するようになっているのと同時に、防塵フイルター受け部材２３と防塵フイルター２１とは、押圧部材２０の附勢力により圧電素子２２を介して気密的に接合するようになっている。また、ＣＣＤケース２４に配設される光学ＬＰＦ２５は、光学ＬＰＦ２５の前面側の周縁部とＣＣＤケース２４の段部２４ａとの間で略気密的となるように配設されている。さらに、光学ＬＰＦ２５の背面側には、撮像素子２７がローパスフイルター受け部材２６を介して配設されており、光学ＬＰＦ２５と撮像素子２７との間においても、略気密性が保持されるようになっている。
【００６９】
したがってこれにより、光学ＬＰＦ２５と防塵フイルター２１とが対向する間の空間には、所定の空隙部５１ａが形成されている。また、光学ＬＰＦ２５の周縁側、即ちＣＣＤケース２４と防塵フイルター受け部材２３と防塵フイルター２１とによって、空間部５１ｂが形成されている。この空間部５１ｂは、光学ＬＰＦ２５の外側に張り出すようにして形成されている封止された空間である（図４・図５参照）。また、この空間部５１ｂは、空隙部５１ａよりも広い空間となるように設定されている。そして、空隙部５１ａと空間部５１ｂとからなる空間は、上述した如くＣＣＤケース２４と防塵フイルター受け部材２３と防塵フイルター２１と光学ＬＰＦ２５とによって略気密的に封止される封止空間５１となっている。
【００７０】
このように、本実施形態のカメラにおける撮像ユニット１５では、光学ＬＰＦ２５及び防塵フイルター２１の周縁に形成され空隙部５１ａを含む略密閉された封止空間５１を形成する封止構造部が構成されている。そして、この封止構造部は、光学ＬＰＦ２５の周縁乃至その近傍から外側の位置に設けられるようになっている。
【００７１】
さらに、本実施形態においては、防塵フイルター２１をその周縁部位乃至その近傍部位に密着して支持する第１の部材である防塵フイルター受け部材２３と、光学ＬＰＦ２５をその周縁部位乃至その近傍部位に密着して支持すると共に、自己の所定部位で防塵フイルター受け部材２３（第１の部材）と密に接触するように配設される第２の部材であるＣＣＤケース２４等によって、封止構造部が構成されている。
【００７２】
上述のように構成された本実施形態のカメラにおいては、撮像素子２７の前面側の所定の位置に防塵フイルター２１を対向配置し、撮像素子２７の光電変換面と防塵フイルター２１との周縁に形成される封止空間５１を封止するように構成したことによって、撮像素子２７の光電変換面に塵埃等が付着するのを予防している。
【００７３】
そして、この場合においては、防塵フイルター２１の前面側の露出面に付着する塵埃等については、当該防塵フイルター２１の周縁部に一体となるように配設される圧電素子２２に周期電圧を印加して防塵フイルター２１に対して所定の振動を与えることで、除去することができるようになっている。
【００７４】
図６は、本カメラ１における撮像ユニット１５のうち防塵フイルター２１及びこれに一体に設けられる圧電素子２２のみを取り出して示す正面図である。また、図７・図８は、図６の圧電素子２２に対して駆動電圧を印加した際の防塵フイルター２１及び圧電素子２２の状態変化を示し、図７は図６のＡ−Ａ線に沿う断面図、図８は図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００７５】
ここで、例えば圧電素子２２に負（マイナス；−）電圧を印加した場合には、防塵フイルター２１は、図７・図８において実線で示すように変形する一方、圧電素子２２に正（プラス；＋）電圧を印加した場合には、防塵フイルター２１は、同図において点線で示すように変形することになる。
【００７６】
この場合において、図６〜図８の符号２１ａで示すような振動の節の位置では、実質的に振幅は零になることから、この節２１ａに対応する部位に防塵フイルター受け部材２３の受け部２３ｃを当接させるように設定する。これにより、振動を阻害することなく防塵フイルター２１を効率的に支持し得ることになる。
【００７７】
そして、この状態において、所定のときに防塵フイルター駆動部４８を制御して、圧電素子２２に対して周期的な電圧を印加することで防塵フイルター２１は振動し、当該防塵フイルター２１の表面に付着した塵埃等は除去される。
【００７８】
なお、このときの共振周波数は、防塵フイルター２１の形状や板厚・材質等により決まるものである。上述の図６〜図８に示す例では、１次の振動を発生させた場合を示しているが、これに限らず、高次の振動を発生させるようにしてもよい。
【００７９】
図９〜図１１に示す別の例示では、図６〜図８に示す例と全く同じ構成の防塵フイルターに対して２次振動を発生させた場合のようすを示している。
【００８０】
この場合において、図９は、図６と同様に本カメラ１における撮像ユニット１５のうち防塵フイルター２１及びこれに一体に設けられる圧電素子２２のみを取り出して示す正面図である。また、図１０・図１１は、図９の圧電素子２２に対して印加した際の防塵フイルター２１及び圧電素子２２の状態変化を示し、図１０は図９のＡ−Ａ線に沿う断面図、図１１は図９のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００８１】
ここで、例えば圧電素子２２に負（マイナス；−）電圧を印加した場合には、防塵フイルター２１は、図１０・図１１において実線で示すように変形する一方、圧電素子２２に正（プラス；＋）電圧を印加した場合には、防塵フイルター２１は、同図において点線で示すように変形することになる。
【００８２】
この場合においては、図９〜図１１に示す符号２１ａ・２１ｂのようにこの振動では二対の節が存在することになるが、節２１ａに対応する部位に防塵フイルター受け部材２３の受け部２３ｃを当接させるように設定することで、上述の図６〜図８に示す例と同様に、振動を阻害することなく防塵フイルター２１を効率的に支持し得ることになる。
【００８３】
そして、この状態において、所定のときに防塵フイルター駆動部４８を制御して、圧電素子２２に対して周期的な電圧を印加することで防塵フイルター２１は振動し、当該防塵フイルター２１の表面に付着した塵埃等は除去される。
【００８４】
なお、図６〜図８に示すように１次の振動を発生させた場合には、防塵フイルター２１の振幅によって封止空間５１は、符号Ｃで示す分の容積変化が生じることになる。一方、図９〜図１１に示すように２次の振動を発生させた場合には、防塵フイルター２１の振幅によって生じる封止空間５１の容積変化は、符号Ｄ１で示す領域から符号Ｄ２で示す領域×２を差し引いた分（Ｄ１−（Ｄ２×２））となる。
【００８５】
封止空間５１に対する容積変化が少ないほど、封止空間５１の内部における内圧の変化は小さいことから、封止空間５１の容積変化は少ないほど効率的な振動を得ることができることがわかる。したがって、電気機械変換の効率の点では、発生させる振動は、高次となるように設定するのが望ましいものと考えられる。
【００８６】
ところで、本実施形態のカメラ１の撮像ユニット１５においては、上述したように防塵フイルター２１の周縁部に、当該防塵フイルター２１に振動を与えるための加振用部材である圧電素子２２が接着剤による貼着等の手段により配設されている。
【００８７】
ここで、本撮像ユニット１５における防塵フイルター２１（防塵部材）と圧電素子２２（加振用部材）との構成の詳細について、以下に説明する。
【００８８】
図１２・図１３は、本実施形態のカメラの撮像ユニットを構成する構成部材の一部を取り出して示す図であって、このうち図１２は、加振用部材（加振素子；圧電素子）が貼着された状態の防塵部材（光学部材；防塵フイルター）を示す斜視図である。また図１３は、図１２のＳ−Ｓ線に沿う断面図である。
【００８９】
本撮像ユニット１５における圧電素子２２は、例えば板状の圧電セラミックス等が略円環形状となるように形成された電気機械変換素子である。この圧電素子２２には、その一方の表面、即ち防塵フイルター２１に貼着される側の表面２２ｂと、他方の表面、即ち防塵フイルター２１の側の表面２２ｂとは反対側の表面（背面側の表面）２２ａとのそれぞれに導電性部材が形成されている。
【００９０】
そして、この圧電素子２２の両表面２２ａ・２２ｂと防塵フイルター駆動部４８とをリード線６３等の接続部材で電気的に接続することにより、当該圧電素子２２に対して周期的な電圧を印加して振動を発生させ、この振動により防塵フイルター２１を所定の周期で振動させるように構成されている。
【００９１】
この場合において、本実施形態における圧電素子２２は、上述したように防塵フイルター２１の周縁部の一方の表面に接着等の手段によって貼着されている。したがって、圧電素子２２の一方の表面２２ｂが防塵フイルター２１に対する接着面となることから、そのままでは、当該表面２２ｂに設けられる導電性部材に対してリード線６３等の接続部材を接続することができない状態になる。
【００９２】
そこで、本実施形態においては、防塵フイルター２１の一部又は全面に、帯電防止膜等の導電性薄膜が形成されている。この導電性薄膜の形成される部位は、少なくとも防塵フイルター２１の周縁部の表面上であって、図１２において斜線で示す部位のうち符号６７で示す部位と、圧電素子２２が貼着されている部位とに跨がる部位であるが、防塵フイルター２１の全面に導電性薄膜を形成するようにしてもよい。
【００９３】
ここで、帯電防止膜としては、光学系に用いられる一般的な透明導電膜が適用される。この透明導電膜とは、大きな導電性と可視域での高い透光性とを合わせ持つ薄膜であって、主に可視光平均透過率が約80％以上でかつ抵抗率が約１×１０^−３Ω・ｃｍ以下のものを指すことが多い。この透明導電膜としては、金（Ａｕ）・銀（Ａｇ）・白金（Ｐｔ）等の金属薄膜からなる金属透明導電膜と、酸化インジューム（Ｉｎ_２Ｏ_３・酸化スズ（ＳｎＯ_２）・酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の酸化物半導体透明導電膜とがある。前者の金属透明導電膜は、透光性や膜強度に難点があることから、光学分野では、主に後者の酸化物半導体透明導電膜が用いられる。
【００９４】
そして、防塵フイルター２１の導電性薄膜が形成されている部位に対して圧電素子２２の導電性部材が密着するように貼着されており、防塵フイルター２１の最外周縁部の導電性薄膜が形成された部位６７と圧電素子２２の他方の表面２２ａの導電性部材とには、図１３に示すように防塵フイルター駆動部４８からのリード線６３がそれぞれに接続されている。したがってこれにより、防塵フイルター駆動部４８は、圧電素子２２に対して所定の電圧を印加し得るようになっている。つまり、圧電素子２２の両表面２２ａ・２２ｂに形成される導電性部材は、当該圧電素子２２の電極の役目をしており、防塵フイルター２１の導電性薄膜は、防塵フイルター駆動部４８と圧電素子２２とを接続し、前者から後者への通電を行なうための接続部材の一部となっている。
【００９５】
なお、図１２・図１３においては、防塵フイルター２１の最外周縁部と圧電素子２２の最外周縁部との間に符号６７で示す部位を示し、この領域を大きく図示しているが、これは図面の煩雑化を避けるために一部を誇張して示していることによるものである。実際にはこの領域は、リード線６３等を配設するだけの領域があればよく、図１２・図１３で図示されるほど大きな領域を必要とするものではない。
【００９６】
以上説明したように上記一実施形態によれば、光学ＬＰＦ２５（光学素子）と防塵フイルター２１（防塵部材）との両者が対向して形成される空隙部５１ａを含む略密閉された封止空間５１を構成すべく光学ＬＰＦ２５及び防塵フイルター２１の周縁側で空間部５１ｂを封止するようにした封止構造部を、光学ＬＰＦ２５の周縁乃至その近傍から外側に設けるように構成したので、空間部の一定の容積を確保するについて、光学ＬＰＦ２５（光学素子）と防塵フイルター２１（防塵部材）との間隔を短く設定することができる。
【００９７】
一般に、光学ＬＰＦ２５（光学素子）と防塵フイルター２１（防塵部材）との間隔を短く設定すると、空隙部５１ａの容積が少なくなることから圧電素子２２（加振用部材）によって防塵フイルター２１に振動を与える際に封止空間５１の内圧が高くなってしまうことは周知である。しかし、封止空間５１の内圧が高い場合には、圧電素子２２による防塵フイルター２１の振動を阻害してしまう傾向がある。
【００９８】
一方、封止空間５１の容積を確保するために光学ＬＰＦ２５（光学素子）と防塵フイルター２１（防塵部材）との間隔を長くなるように設定した場合には、撮像ユニット１５の光軸方向における寸法も大きくなってしまうことになり、カメラ１の光軸方向における小型化を阻害する要因になる。
【００９９】
そこで、本実施形態においては、光学ＬＰＦ２５の周縁乃至その近傍から外側に空間部５１ｂを設けることで、封止空間５１の充分な容積を確保して、圧電素子２２による防塵フイルター２１の振動を阻害することなく、撮像ユニット１５の光軸方向における寸法の長大化を抑えることができる。したがって、カメラ１の光軸方向における小型化に寄与することが容易にできる。
【０１００】
また、本実施形態においては、防塵フイルター２１の表面の一部又は全面に導電性薄膜を形成することで、圧電素子２２と防塵フイルター駆動部４８との接続、特に圧電素子２２の一方の表面２２ｂとの接続を容易構造で確保することができる。これにより、防塵フイルター駆動部４８と圧電素子２２との間の配線構成を簡略化することができることから、製造工程における組み立て作業時間の短縮化や作業工程の削減等の製造工程の簡略化を行なうことができ、これに伴って製造コストの低減化に寄与することができる。
【０１０１】
さらに、防塵フイルター２１及び圧電素子２２等によって構成される防塵機構の構造を簡略化することにより、製造上のばらつきを無くし安定した機構精度を確保することができる。
【０１０２】
上述の一実施形態では、防塵フイルター２１の導電性薄膜と防塵フイルター駆動部４８との間と、圧電素子２２の他方の表面２２ａと防塵フイルター駆動部４８との間を接続する接続手段としては、図１２に示すようにリード線６３を用いて構成されている。この接続手段は、リード線６３のほか、各種の接続手段、例えばフレキシブルプリント基板等を用いるようにしてもよい。
【０１０３】
図１４・図１５は、本実施形態のカメラの撮像ユニットを構成する構成部材の別の例を示す図であって、このうち図１４は、加振用部材（圧電素子２２）が貼着された状態の防塵部材（防塵フイルター２１）を示す斜視図である。また図１５は、図１４のＳ−Ｓ線に沿う断面図である。
【０１０４】
この別の例の場合には、上述の一実施形態における接続手段としてのリード線６３に代えてフレキシブルプリント基板６８を配設するように構成した点が異なるのみである。したがって、これ以外の構成については、その詳述を省略し、上述の一実施形態及びこれに用いた図を参照するものとする。
【０１０５】
このように構成した場合にも上述の一実施形態と全く同様の効果を得ることができる。
【０１０６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、カメラ内部に設けられる光学部材に付着した塵埃等を除去するために設けられる防塵機構の構造を工夫することにより、構造を簡易化し、安定した機構精度を確保し得ると共に、製造工程を簡略化することのできるカメラ及びこれに用いる撮像素子ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のカメラの一部を切断して、その内部構成を概略的に示す斜視図。
【図２】図１のカメラの主に電気的な構成を概略的に示すブロック構成図。
【図３】図１のカメラにおける撮像ユニットの一部を取り出して示す図であって、当該撮像ユニットを分解して示す要部分解斜視図。
【図４】図１のカメラにおける撮像ユニットを組み立てた状態において一部を切断して示す斜視図。
【図５】図４の切断面に沿う断面図。
【図６】図１のカメラにおける撮像ユニットのうち防塵フイルター及びこれに一体に設けられる圧電素子のみを取り出して示す正面図。
【図７】図６の圧電素子に対して印加した際の防塵フイルター及び圧電素子の状態変化を示し、図６のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図８】図６の圧電素子に対して印加した際の防塵フイルター及び圧電素子の状態変化を示し、図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図９】図１のカメラにおける撮像ユニットのうち防塵フイルター及びこれに一体に設けられる圧電素子のみを取り出して示す正面図。
【図１０】図９の圧電素子に対して印加した際の防塵フイルター及び圧電素子の状態変化の別の例を示し、図９のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図１１】図９の圧電素子に対して印加した際の防塵フイルター及び圧電素子の状態変化の別の例を示し、図９のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図１２】図１のカメラの撮像ユニットを構成する構成部材のうち加振用部材が貼着された状態の防塵部材を取り出して示す斜視図。
【図１３】図１２のＳ−Ｓ線に沿う断面図。
【図１４】図１のカメラの撮像ユニットを構成する構成部材の別の例を示し、加振用部材が貼着された状態の防塵部材を取り出して示す斜視図。
【図１５】図１４のＳ−Ｓ線に沿う断面図。
【符号の説明】
１……カメラ
１１……カメラ本体部
１１ａ……撮影光学系装着部（撮影レンズ装着部）
１２……レンズ鏡筒
１２ａ……撮影光学系（撮影レンズ）
１３……ファインダー装置
１３ａ……ペンタプリズム
１３ｂ……反射鏡
１３ｃ……接眼レンズ
１４……シャッター部
１５……撮像ユニット（撮像素子ユニット）
１６……主回路基板
１６ａ……画像信号処理回路
１６ｂ……ワークメモリ
１７……レリーズボタン
２０……押圧部材
２１……防塵フイルター（防塵部材；光学部材）
２２……圧電素子（加振用部材；電気機械変換素子；圧電セラミックス）
２２ａ・２２ｂ……導電性部材
２３……防塵フイルター受け部材
２４……ＣＣＤケース（撮像素子収納ケース部材）
２３ｄ……環状凸部
２４ｄ……周溝
２５……光学的ローパスフイルター（光学ＬＰＦ；光学素子）
２６……ローパスフイルター受け部材
２７……撮像素子（ＣＣＤ）
２８……撮像素子固定板
４８……防塵フイルター駆動部
５１……封止空間部
５１ａ……空隙部
５１ｂ……空間部
６３……リード線（接続部材）
６７……導電性薄膜
６８……フレキシブルプリント基板（接続部材）

Claims (9)

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、
   上記撮像素子の光電変換面の側に対向配設された光学的ローパスフイルタと、
   透明部を有し上記光学的ローパスフイルタの前面側に所定の間隔を持って対向配設され、その表面の一部又は全面に導電性薄膜を形成してなる防塵部材と、
   電気機械変換素子と当該電気機械変換素子の表面に形成した導電性部材とを含み、上記防塵部材の周縁部であって上記導電性薄膜を形成した部位に配設され、上記導電性部材と上記導電性薄膜に通電することにより上記防塵部材に振動を発生させる加振用部材と、
   上記光学ローパスフイルターと上記防塵部材とが対向して形成された空隙部及び上記光学的ローパスフイルタの周縁側の空間部とを封止した封止構造部と、
   を具備することを特徴とするカメラ。
2. 上記電気機械変換素子は、圧電素子であることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
3. 上記圧電素子は、圧電セラミックスであることを特徴とする請求項２に記載のカメラ。
4. 撮影レンズを装着するための撮影レンズ装着部を、さらに有し、上記撮影レンズは、上記撮影レンズ装着部において着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
5. 上記導電性薄膜は、帯電防止膜であることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
6. 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、
   上記撮像素子の光電変換面の側に対向配設された光学的ローパスフイルタと、
   透明部を有し上記光学的ローパスフイルタの前面側に所定の間隔を持って対向配設され、その表面の一部又は全面に導電性薄膜を形成してなる光学部材と、
   電気機械変換素子と当該電気機械変換素子の表面に形成した導電性部材とを含み、上記光学部材の周縁部であって上記導電性薄膜を形成した部位に配設され、上記導電性部材と上記導電性薄膜に通電することにより上記光学部材に振動を発生させる加振用部材と、
   上記光学的ローパスフイルタと上記光学部材とが対向して形成された空隙部及び上記光学的ローパスフイルタの周縁側の空間部とを封止した封止構造部と、
   を具備することを特徴とする撮像素子ユニット。
7. 上記電気機械変換素子は、圧電素子であることを特徴とする請求項６に記載の撮像素子ユニット。
8. 上記圧電素子は、圧電セラミックスであることを特徴とする請求項７に記載の撮像素子ユニット。
9. 上記導電性薄膜は、帯電防止膜であることを特徴とする請求項６に記載の撮像素子ユニット。

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