まず、本発明の第1の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。
図1・図2は、本発明の第1の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。
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。
レンズ鏡筒12は、複数のレンズやその駆動機構等からなる撮影光学系(撮影レンズ)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。
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。
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)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。
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。
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。
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防ぐ光学部材であり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、単に撮像ユニットという)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)等が、それぞれ所定の位置に配設されている。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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封止構造部の一部を構成する防塵フイルター受け部材23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(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と、封止構造部の本体部である防塵フイルター受け部材23と防塵フイルター21(若しくは圧電素子22)との間において防塵フイルター受け部材23と防塵フイルター21(若しくは圧電素子22)とが接する部位に設けられるゴム等の軟性部材61等によって構成されている。
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)が適用されている。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、防塵フイルター21を受ける受け部23cが形成されている。そして、この受け部23cの先端部に、壁部23eと同様の円環形状に形成された軟性部材61が接着等の手段によって配設されている。
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)の支柱部23aが前面側に向けて突出するように形成されている。この支柱部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、支柱部23aの先端部に対して固定ねじ20a等の締結手段により固設されている。つまり、支柱部23aは、押圧部材20を取り付けるための支持部材である。
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、その基端部が支柱部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。
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の先端に設けられる軟性部材61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及び軟性部材61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。このようにして固定保持された防塵フィルター21は、図4及び図5に示すように、全周にわたってその端部が開放された状態となっている。
換言すれば、防塵フイルター受け部材23は、押圧部材20による弾性力によって防塵フイルター21に対して圧電素子22及び軟性部材61を介して気密的に接合するように構成されている。
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の弾性力により圧電素子22及び軟性部材61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。
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。
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、撮像素子27と防塵フイルター21との両者が対向して形成される部位(空隙部51a)と、光学LPF25及び防塵フイルター21の周縁に略密閉された空間部51bとからなる封止空間51(空間部)を封止するように形成され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。
つまり、本実施形態においては、防塵フイルター21及び圧電素子22と、この防塵フイルター21(及び圧電素子22)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と密に接触するように配設されるCCDケース24と、防塵フイルター21(及び圧電素子22)を防塵フイルター受け部材23に押圧する押圧部材20等によって封止構造部が構成されている。
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。
そして、この場合において、防塵フイルター21の前面側の露出面に付着する塵埃等は、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
この場合においては、図9〜図11に示す符号21a・21b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。
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。
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。
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。
なお、防塵フイルター受け部材23の受け部23cは、防塵フイルター21の振動の節となる部位に当接するように設定するのが望ましい。この防塵フイルター21の振動の節となる部位は、当該防塵フイルター21の大きさ(厚さ寸法や直径等)又はこれを振動させる圧電素子22の大きさ等によって、その位置が異なる。
したがって、本実施形態で示されるように、防塵フイルター受け部材23の受け部23cに設けられる軟性部材61が電圧素子22に当接する形態のほか、各種条件によっては、このような形態に限らず、例えば当該防塵フイルター21の表面上の所定の位置に軟性部材61が当接する場合もあり得る。
以上説明したように上記第1の実施形態によれば、光学LPF25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。
一般に、光学LPF25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。
一方、封止空間51の容積を確保するために光学LPF25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。
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。
また、本実施形態においては、防塵フイルター受け部材23(封止構造部の本体部)と防塵フイルター21(若しくは圧電素子22)との間において、両者が互いに接する接触部にゴム等の軟性部材61等を配設して構成している。
したがって、このような構成とすることにより、圧電素子22の作用によって防塵フイルター21に振動が与えられたときに、当該防塵フイルター21若しくは圧電素子22と防塵フイルター受け部材23(封止構造部の本体部)とが接する接触部において、当該防塵フイルター21の振動が減衰するのを抑制することができる。
次に、本発明の第2の実施形態における撮像素子ユニットについて説明する。
図12・図13は、本発明の第2の実施形態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、図12は、当該撮像ユニットの構成部材のうち封止構造部の本体部(防塵フイルター受け部材)と防塵フイルター及び圧電素子とが組み立てられた状態であって、かつ一部を切断した状態を示す斜視図である。また、図13は、図12のP−P線に沿う断面図である。
本実施形態の構成は、基本的には上述の第1の実施形態と略同様の構成からなり、封止構造部の本体部である防塵フイルター受け部材23Aの形態が異なるのみである。したがって、上述の第1の実施形態と同様の構成については、同じ符号を附してその詳細な説明は省略する。また、カメラ全体の構成についての図示も省略し、上述の図1・図2を参照するものとする。
図12・図13に示すように、本実施形態における防塵フイルター受け部材23Aには、上述の第1の実施形態と同様に、その受け部23cの先端部に円環形状の軟性部材61が配設されており、この軟性部材61が圧電素子22に当接している。
そして、本実施形態における防塵フイルター受け部材23Aにおいては、壁部23Aeの内周面上に、図13に示すようにその断面が略C形状となる溝部23Amが全周にわたって形成されている。これにより受け部23cは、図13に示す矢印X方向への柔軟性を備えて形成されることになる。
その他の構成については上述の第1の実施形態と全く同様である。
本実施形態の撮像ユニットにおいても、上述の第1の実施形態と同様に所定のときに圧電素子22に所定の周期電圧を印加すると防塵フイルター21が周期的な振動を行なうように構成されている。この場合における防塵フイルター21の振動は、概念的には図13に示す矢印X方向となる。
したがって、本実施形態においては、上述の第1の実施形態と同様に、防塵フイルター受け部材23A(封止構造部の本体部)と防塵フイルター21(若しくは圧電素子22)との間において、両者が互いに接触する部位(接触部)にはゴム等の軟性部材61を配設し、これに加えてさらに、防塵フイルター受け部材23Aの壁部23Aeの所定の位置に溝部23Amを形成したので、当該防塵フイルター受け部材23Aに対して防塵フイルター21(若しくは圧電素子22)を軟性状態で支持し、防塵フイルター21(若しくは圧電素子22)の図13の矢印X方向への移動、即ち振動の減衰を抑止することができる。
次に、本発明の第3の実施形態における撮像素子ユニットについて説明する。
図14・図15・図16は、本発明の第3の実施形態を示し、図14は、本実施形態のカメラにおける撮像ユニットを取り出して示す斜視図である。また、図15は、図14のQ−Q線に沿う断面図である。図16は、当該撮像ユニットにおける封止構造部の本体部(防塵フイルター受け部材)と防塵部材(防塵フイルター)との接触部近傍を拡大して示す斜視図であって、同時にその断面をも示す図である。
本実施形態の構成も、基本的には上述の第1の実施形態と略同様の構成からなるものであるが、本実施形態においては、上述の第1の実施形態において適用される軟性部材61を廃し、封止構造部の本体部である防塵フイルター受け部材23B、それ自体によって上述の第1の実施形態における軟性部材61の役目を担うように構成した点が異なるのみである。したがって、上述の第1の実施形態と同様の構成については、同じ符号を附してその詳細な説明は省略する。また、カメラ全体の構成についての図示も省略し、上述の図1・図2を参照するものとする。
本実施形態における封止構造部の本体部である防塵フイルター受け部材23Bは、それ自体が例えば硬質ゴム等の軟性を有する軟性部材によって形成されている。これに伴って、本実施形態では、上述したように第1の実施形態において適用されている軟性部材61を除去して構成されている。
そして、防塵フイルター受け部材23Bの壁部23eの先端部に形成される受け部23cによって、防塵フイルター21を圧電素子22を介して軟性状態で支持するようになっている。
その他の構成については上述の第1の実施形態と全く同様である。
したがって、本実施形態においては、上述の第1の実施形態における軟性部材61を廃し、防塵フイルター受け部材23B自体を軟性部材で形成するのみで、上述の第1の実施形態と全く同様の効果を得ることができる。したがって、部材点数を減少することができ、組立工程の簡略化及び製造コストの低減化に寄与することができる。
なお、防塵フイルター21を軟性状態で支持するための手段としては、上述したような形態、即ち防塵フイルター受け部材23B、それ自体を軟性部材で形成する形態のほか、例えば少なくとも防塵フイルター受け部材23Bの壁部23e及び受け部23c近傍を軟性部材で形成するような形態とすることでも同様の効果を実現することができる。
次に、本発明の第4の実施形態における撮像素子ユニットについて説明する。
図17・図18・図19は、本発明の第4の実施形態における撮像素子ユニットの断面図であって、図17は、当該撮像ユニットにおける圧電素子に電圧が印加されていない通常状態を示し、図18は、当該撮像ユニットにおける圧電素子に正電圧又は負電圧のいずれかが印加された場合の状態を示し、図19は、圧電素子に負電圧又は正電圧が印加された場合の状態を示している。
なお、図17〜図19の断面図は、上述の第3の実施形態の説明に用いた図14におけるQ−Q線に沿う部位に相当する断面を示すものとする。
本実施形態の構成は、基本的には上述の第3の実施形態と略同様の構成からなるものであるが、本実施形態においては、封止構造部の本体部である防塵フイルター受け部材23Dの構成が若干異なるのみである。したがって、上述の第1の実施形態と同様の構成については、同じ符号を附してその詳細な説明は省略する。また、カメラ全体の構成についての図示も省略し、上述の図1・図2を参照するものとする。
本実施形態のカメラ(1)における撮像ユニット15Dは、上述の各実施形態と同様に防塵フイルター21と撮像素子27との両者が対向して形成される部位に略密閉された空隙部51aを構成すべく撮像素子27及び防塵フイルター21の周縁側で所定の封止空間51を封止するように構成された封止構造部を備えて構成されている。
また、圧電素子22に対して所定の周期電圧を与えることによって、振動フイルター21を振動させるようになっている点も、上述の各実施形態と同様である。
そして、本実施形態の撮像ユニット15Dにおける防塵フイルター受け部材23Dの押圧部材20を取り付けるための支柱部23Daの基部Dsが伸縮自在に形成されている。そのために、この支柱部23Daの基部Dsは、例えば蛇腹形状に形成されており、これにより図18・図19に示す矢印X1・X2方向へ所定量だけ伸縮し得る伸縮機構が設けられている。
その他の構成については上述の第3の実施形態と全く同様である。
このように構成された本実施形態のカメラの撮像ユニット15Dの作用は、次のとおりである。
まず、撮像ユニット15Dの圧電素子22に電圧を印加していない通常状態(図17の状態)において、当該圧電素子22に対して例えば正(プラス;+)電圧を印加すると図18に示す状態になる。
この状態においては、防塵フイルター21が撮像素子27及び光学LPF25の側に向けて撓むことになる。これにより、防塵フイルター21の中央部近傍とCCDケース24の前面側とは極めて接近した状態となる。その一方で、防塵フイルター21の周縁部近傍には、図18に示す矢印X1方向への力量が働く。
ところが、防塵フイルター21の周縁部近傍には、押圧部材20によって当該防塵フイルター21を撮像素子27及び光学LPF25の側に向けた弾性力が働いている。押圧部材20は、支柱部23Daの先端においてその基端部が、固定ねじ20aによってねじ止め固定されている。したがって、防塵フイルター21の周縁部近傍に働く力量は、押圧部材20の弾性力に抗して支柱部23Daを矢印X1方向へと伸長させることになる。このように、支柱部23Daが伸長することによって、防塵フイルター20の振動の減衰が抑えられる。
一方、撮像ユニット15Dの圧電素子22に電圧を印加していない通常状態(図17の状態)において、又は、図18の状態から圧電素子22への電圧の印加を解除して図17の状態に復帰させた後において、当該撮像ユニット15Dの圧電素子22に対して例えば負電圧を印加すると図19に示す状態になる。
この状態においては、防塵フイルター21が光学LPF25から遠ざかる方向に撓むことになる。これにより、防塵フイルター21の中央部近傍とCCDケース24の前面側とは離間した状態となる。その一方で、防塵フイルター21の周縁部近傍には、図19に示す矢印X2方向への力量が働く。
この場合には、防塵フイルター21の周縁部近傍に働く力量は、支柱部23Daを矢印X2方向へと緊縮させる方向に働くことになる。したがって、支柱部23Daが緊縮することによって、防塵フイルター20の振動の減衰が抑えられる。
以上説明したように、上記第4の実施形態によれば、上述の第1の実施形態と同様の効果を得ることができると同時に、防塵フイルター受け部材23Dに形成され、押圧部材20を取り付けるために設けられる支柱部23Daの基部Dsを伸縮自在に構成したので、防塵フイルター21が圧電素子22の作用によって振動する際に、その振動の減衰を抑止し、安定した振動を確保することができる。
上述の各実施形態においては、防塵部材(防塵フイルター)若しくは加振用部材(圧電素子)と封止構造部の本体部(防塵フイルター受け部材)とが接する部位を軟性部材で構成することで、防塵部材若しくは加振用部材を封止構造部の本体部に対して軟性状態に支持するように構成していた。しかし、このような形態とは別の手段を用いて、防塵部材(防塵フイルター)の振動の減衰を抑えることも可能である。次に説明する本発明の第5の実施形態は、その例示である。
図20・図21は、本発明の第5の実施形態を示し、図20は、本実施形態における撮像ユニットを分解して示す要部分解斜視図である。また、図21は、当該撮像ユニットにおける封止構造部の本体部(防塵フイルター受け部材)と防塵部材(防塵フイルター)との接触部近傍を拡大して示す斜視図であって、同時にその断面をも示す図である。
本実施形態の構成は、基本的には上述の第1の実施形態と略同様の構成からなるものであって、封止構造部の本体部である防塵フイルター受け部材(23E)の形態と、防塵部材である防塵フイルター21を防塵フイルター受け部材(23E)の側へと押圧する押圧部材(20A)の形態と、防塵フイルター21の振動の減衰を抑止する手段である軟性部材(62)の配置位置が異なる。それ以外の構成については、上述の第1の実施形態と全く同様である。したがって、上述の第1の実施形態と同様の構成については、同じ符号を附してその詳細な説明は省略する。また、カメラ全体の構成についての図示も省略し、上述の図1・図2を参照するものとする。
本実施形態における封止構造部の本体部を構成する防塵フイルター受け部材23Eは、CCDケース24の前面側において、当該CCDケース24のねじ孔24bに対してねじ23bによって固定されるようになっている。この場合において、図21に示すようにCCDケース24の前面側に形成される周溝24dと、防塵フイルター受け部材23Eの背面側に形成される環状凸部23dとが嵌合することで、CCDケース24と防塵フイルター受け部材23Eとの両者は、環状の領域で相互に略気密的に嵌合するようになっている点は、上述の第1の実施形態と同様である。
防塵フイルター受け部材23E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が穿設されている。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。
この開口23fの周縁部には、前面側に突出する壁部23e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。
一方、防塵フイルター受け部材23Eの前面側の周縁部近傍には、所定の位置に複数の支柱部23Eg(本実施形態では三箇所)が前面側に向けて突設されている。
支柱部23Egは、図20に示すように防塵フイルター21を固定保持する押圧部材20Aをねじ止め固定するために形成される部位である。当該押圧部材20Aは、支柱部23Egに形成されるねじ孔に対して固定ねじ20a等の締結手段により固設されるようになっている。これと同時に、当該支柱部23Egは、防塵フイルター受け部材23Eに防塵フイルター21を配設するときの防塵フイルター21の位置決めを行なう位置規制部材の役目もしている。
そして、防塵フイルター21は、防塵フイルター受け部材23Eに対して気密的に接合するように板状ばね等の弾性体からなり円環状に形成された押圧部材20Aによって防塵フイルター受け部材23Eの側に向けて押圧されることにより固定保持されるようになっている。
つまり、押圧部材20Aには、上述したように板状ばね等の弾性体によって円環状に形成されており、その周縁部には外方に向けて複数(本実施形態では三箇所)の凸片20Abが突設されている。この凸片20Abには固定ねじ20aを貫通させる穿孔が穿設されている。
そして、防塵フイルター受け部材23Eに対して防塵フイルター21を所定の位置に配置した後、押圧部材20Aをねじ止め固定するようになっている。このとき、防塵フイルター21の周縁部を支柱部23Egに沿わせて光軸方向に移動させるようにすることで、当該防塵フイルター21を容易に防塵フイルター受け部材23Eの所定の位置に配置し得るようになっている。
そして、防塵フイルター21(実際には圧電素子22)の所定の位置(振動時の節となる部位)に受け部23cが当接するようになっている。
この状態で防塵フイルター21に対して押圧部材20Aを重ねるように配置することで、当該押圧部材20Aと防塵フイルター受け部材23Eの受け部23cとの間に防塵フイルター21が挟持された状態になる。
さらに、押圧部材20Aと防塵フイルター21との間には、所定の位置に円環形状からなりゴム等によって形成される軟性部材62が挟持されるようになっている。この軟性部材62は、防塵フイルター21の撮影光学系12aの側の表面の周縁部近傍の所定の位置(防塵フイルター21の振動の節となる部位)、若しくは押圧部材20Aの平板部の一表面であって防塵フイルター21に対向する側の面の所定の位置に、例えば接着剤又は両面テープ等の貼着手段によって貼着されている。
この状態において、押圧部材20Aを支柱部23Egのねじ孔に固定ねじ20aで固設すると、押圧部材20Aの円環状の平板部は、軟性部材62を介して防塵フイルター21の周縁部の所定の部位に当接し、自身の弾性力により防塵フイルター21を防塵フイルター受け部材23Eの側に向けて押圧するようになっている。
このとき、防塵フイルター21の背面側の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23Eに対して気密的に接合するように固定保持される。
このようにして、防塵フイルター21(防塵部材)を防塵フイルター受け部材23(封止構造部)に対して押圧固定するために当該防塵フイルター21の周縁部を押圧する保持構造部が、押圧部材20A及び防塵フイルター受け部材23Eの支柱部23Eg等の構成部材によって形成されている。
その他の構成については、上述の第1の実施形態と全く同様である。
以上説明したように本実施形態における撮像素子ユニットにおいては。上述の第1の実施形態と略同様の効果を得ることができる。
これと同時に、本実施形態においては、軟性部材62を押圧部材20Aと防塵フイルター21との間の所定の位置に配置することで、防塵フイルタ21の振動を抑止することが容易にできる。