JP4662333B2

JP4662333B2 - 撮像装置

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Publication number: JP4662333B2
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Inventors: 悟郎能登; 吉隆橋本
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Filing date: 2004-10-12
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Description

本発明は、撮像装置に関するものである。

フィルムカメラは、被写体像として入射する光を銀塩フィルムに露光して画像を撮影するのに対して、デジタルカメラは、光のエネルギーを電気信号に変換する固体撮像素子に露光することによって画像を撮影している。このようなデジタルカメラはフィルムカメラとは異なり、固体撮像素子により画像を撮像するため、固体撮像素子の前面にある光学素子に異物が付着すると、その付着した異物が除去されることなく、その異物が付着した箇所が、それ以降の撮影した画像に影として写りこみ続けるということが問題となっている。これはフィルムカメラでは、画像を撮影する度にフィルムが搬送されるため、撮影時にレンズからの光学路に異物が付着した場合でも、撮影後のフィルムの搬送により、その付着した異物が除去されるのに対し、デジタルカメラでは、撮影の度にこのような機械的な動作が発生しないことに起因している。このような異物が発生する原因として、特にレンズ交換式のデジタル一眼レフカメラでは以下のことが考えられる。
（１）フォーカルプレンシャッタを有するカメラでは、フォーカルプレンシャッタのシャッタ羽根がシャッタ動作時に擦れることによってシャッタ羽根の塗装が剥がれ、異物としてカメラ内部に残留してしまうことがある。
（２）レンズ交換式のカメラでは、交換レンズの非装着時にカメラのマウントを保護するマウントキャップの装着時におけるマウントキャップとマウントのこすれによりマウントキャップが削れ、マウントキャップの削れ片が異物として発生してしまうことがある。
（３）交換レンズの交換時に外部からカメラ内部へ異物が侵入することがある。

上記のように異物がカメラ内部に残留する要因の中で、特に上記原因（１）及び（２）のように、カメラ内部で発生した異物は剥離により発生しているため、帯電していると考えられる。

また光学素子に異物が付着する原因としては以下の事が考えられる。
（１）光学素子が以下に説明するように帯電していることにより、光学素子とシャッタ羽根との間に電界が生じ、帯電している異物に静電気力が働いて光学素子に異物が引き寄せられて付着する。
（２）カメラ内部の空気の流れや振動によって光学素子に異物が付着する。

ここで、原因（１）が生じる基となる光学素子が帯電する理由について説明する。光学素子が帯電する理由としては主に以下に示すように２つの理由が考えられる。
（１）カメラは撮影時、主ミラーが上部に跳ね上がる際に主ミラーを保持する部材とミラーボックス上面のストッパー部が接触することにより接触帯電が生じる。また、シャッタ動作によるシャッタ羽根の摩擦により摩擦帯電が生じる。これらによりシャッタ羽根に電位の変化が生じることで光学素子が誘電されて帯電する。
（２）光学素子のローパスフィルタとして使用される水晶、ニオブ酸リチウムは、焦電性を持つとされている。焦電性とは、ある特有の結晶がもつ性質で、温度変化で結晶が分極することにより、又は温度変化により生じる変形による圧電効果により、その物質が帯電するという性質のことである。よって、焦電性を持つローパスフィルタが帯電することにより光学素子が全体として帯電する。

このような光学素子が帯電する理由の中で理由（１）は、光学素子が固体撮像素子の前面に配置していないカメラの場合には、フォーカルプレンシャッタの近傍にある固体撮像素子についても当てはまるので、固体撮像素子の表面に異物が付着する原因となる。

以上のことから、光学素子や固体撮像素子の表面への異物付着を防止する対策としては、光学素子の周囲に帯電部材を配置するもの（特許文献１）が提案されている。これは、光学素子の周囲に配置した帯電部材が光学素子よりも大きな電位を持つことで、帯電している異物を配置した帯電部材の方へ引き寄せて、光学素子への異物の付着を防止するというものである。

また、光学素子表面の反射防止膜内に導電性の微粒子を分散させた膜を設けて帯電防止処理をしたもの（特許文献２参照）が提案されている。これは光学素子内に導電性の高い層を設けて光学素子の帯電を防止し、静電気による異物の光学素子への付着を防止するというものである。

また固体撮像素子の表面に導電性のカバー部材を設置したもの（特許文献３）が提案されている。これは固体撮像素子の表面に設置したカバー部材をカメラの接地電位に接触させて固体撮像素子の電位を下げて、静電気による異物の固体撮像装置への付着を防止するというものである。

また固体撮像素子の表面及び光学素子の表面に透明電極を設けたもの（特許文献４）が提案されている。これは固体撮像素子の表面及び光学素子の表面に設けた透明電極に電圧を印加して、固体撮像素子や光学素子に生じた電荷を中和させて同電位にするというものである。
特開２００３−３７７５６号公報（第５頁、図３）特開平５−３０７４０３号公報（第９頁、表４）特開２００２−２８１３６２号公報（第６頁、図６）特開２０００−２９１３２号公報（第８頁、図２）

内部から発生した異物が帯電していることを利用して、特許文献１のように帯電部材を配置し、光学素子に異物が付着するのを防止しようとする場合、設置した帯電部材の駆動により電力消費量が増大する。また帯電部材の設置スペースが必要になり、カメラのサイズを小型にできないという問題があった。

また特許文献２のように、光学素子の反射防止膜として導電性微粒子を分散させた膜を設置すると、導電性微粒子によって局所的に膜の屈折率が変化して透過率が低下すると言う問題がある。また入射光が散乱するという問題もある。

更に、特許文献３のように、固体撮像素子の表面に固体撮像素子の表面とカメラの接地電位の両方に接触する導電性カバー部材を設置した場合には、固体撮像素子の表面の帯電を防止したとしても、フォーカルプレンシャッタが電位を持っていれば、固体撮像素子とフォーカルプレンシャッタとの間に電位差が生じるため、固体撮像素子の前面に電界が発生し、その電界により固体撮像素子の表面に異物を引き付けて付着させるという問題があった。

また特許文献４のように固体撮像素子や光学素子の表面に透明電極を設置した場合も、その透明電極を設置したことにより光の透過量が減少するほか、電圧を印加するための消費電力が必要になることといった問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本願発明の特徴は、光学的な悪影響を与えることなく、光学素子の被写体側表面に異物が付着することを抑制できる撮像装置を提供することにある。

また本願発明の他の態様によれば、光学的な悪影響を与えることなく、撮像素子の被写体側表面に異物が付着することを抑制した撮像装置を提供できる。

本発明の一態様に係る撮像装置は以下のような構成を備える。即ち、
導電性を有するシャッタ羽根と、
前記シャッタ羽根が閉状態となるときに、前記シャッタ羽根と対向する位置に配置される光学素子とを備える撮像装置であって、
前記光学素子の少なくとも前記シャッタ羽根と対向する表面の電位と前記シャッタ羽根の電位とを前記撮像装置の接地レベルの電位にすることを特徴とする。

本発明の一態様に係る撮像装置は以下のような構成を備える。即ち、
導電性を有するシャッタ羽根と、
前記シャッタ羽根が閉状態となるときに、前記シャッタ羽根と対向する位置に配置される撮像素子とを備える撮像装置であって、
前記撮像素子の少なくとも前記シャッタ羽根と対向する表面の電位と前記シャッタ羽根の電位とを前記撮像装置の接地レベルの電位にすることを特徴とする。

本願発明によれば、光学的な悪影響を与えることなく、光学素子の被写体側表面に異物が付着するのを抑制できる。

また本願発明によれば、光学的な悪影響を与えることなく、撮像素子の被写体側表面に異物が付着することを抑制できる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るレンズ交換式デジタル一眼レフカメラ１００（以下カメラ１００と略す）のカメラシステムの構成を示す概略図である。このカメラシステムは、カメラ本体（撮像装置）１００と、カメラ本体１００に着脱可能に装着されるレンズユニット１０２とを有している。

このカメラ１００は、ＣＣＤ或はＣＭＯＳセンサなどの撮像素子を用いた単板式のデジタルカラーカメラであり、撮像素子を連続的または単発的に駆動して動画像または静止画像を表わす画像信号を得る。ここで撮像素子は、露光した光を画素毎に電気信号に変換して受光量に応じた電荷を蓄積し、蓄積された電荷を読み出すタイプのエリアセンサである。

図において、カメラ本体１００は、このカメラ本体１００に対して取り外し可能なレンズユニット１０２（交換レンズユニット）を接続するためのマウント機構１０１を有し、このマウント機構１０１を介してレンズユニット１０２がカメラ本体１００に電気的、機械的に接続される。そして、焦点距離の異なるレンズユニット１０２をカメラ本体１００に装着することによって、様々な画角の撮影画面を得ることが可能である。

このレンズユニット１０２が備える撮影光学系１０３から固体撮像装置１５に至る光路Ｌ１中には、固体撮像装置１５上に物体像（光学像）の必要以上に高い空間周波数成分が伝達されないように、撮影光学系１０３のカットオフ周波数を制限する光学素子１１が設けられている。

固体撮像装置１５から読み出された信号は、後述するように所定の処理が施された後、画像データとして表示部１０７に表示される。この表示部１０７は、カメラ本体１００の背面に取り付けられており、使用者は、この表示部１０７での表示を直接観察できるようになっている。この表示部１０７を、有機ＥＬ空間変調素子や液晶空間変調素子、微粒子の電気泳動を利用した空間変調素子などで構成すれば消費電力を小さくでき、かつ表示部１０７の薄型化を図ることができる。これによりカメラ本体１００の省電力化及び小型化を図ることができる。

固体撮像装置１５は、具体的には、増幅型固体撮像素子の１つであるＣＭＯＳプロセスコンパチブルのセンサ（以降ＣＭＯＳセンサと略す）である。ＣＭＯＳセンサの特長の１つに、エリアセンサ部のＭＯＳトランジスタと撮像装置駆動回路、Ａ／Ｄ変換回路、画像処理回路といった周辺回路を同一工程で形成できるため、マスク枚数、プロセス工程がＣＣＤと比較して大幅に削減できるという利点がある。また任意の画素へのランダムアクセスが可能といった特長も有しており、ディスプレイ用に間引いた読み出しが容易であって、表示部１０７において高い表示レートでリアルタイムに表示ができる。固体撮像装置１５は、上述した特長を利用し、表示用の画像出力動作（固体撮像装置１５の受光領域のうち一部を間引いた領域での読み出し）及び高精彩画像出力動作（全受光領域での読み出し）を行う。

可動型のハーフミラー１１１は、撮影光学系１０３からの光束の内一部を反射させるとともに残りを透過させる。このハーフミラー１１１の屈折率は約１.５であり、その厚さは０．５mmである。フォーカシングスクリーン１０５は、撮影光学系によって形成される物体像の予定結像面に配置されている。１１２はペンタプリズムである。ファインダレンズ１０９は、フォーカシングスクリーン１０５に結像された物体像を観察するためのレンズで、単数もしくは複数のファインダレンズで構成されている。フォーカシングスクリーン１０５、ペンタプリズム１１２及びファインダレンズ１０９は、ファインダ光学系を構成する。

ハーフミラー１１１の背後（像面側）には、可動型のサブミラー１２２が設けられており、ハーフミラー１１１を透過した光束の内、光軸Ｌ１に近い光束を反射させて焦点検出ユニット１２１に導いている。サブミラー１２２は、ハーフミラー１１１の保持部材（不図示）に設けられた回転軸を中央に回転し、ハーフミラー１１１の動きに連動して移動する。尚、焦点検出ユニット１２１は、サブミラー１２２からの光束を受光して位相差検出方式による焦点検出を行う。またハーフミラー１１１とサブミラー１２２から成る光路分割系は、ファインダ光学系に光を導くための第１の光路分割状態、不図示の結像レンズからの光束をダイレクトに固体撮像装置１５に導くために撮影光路から退避した第２の光路分割状態（図１中破線で示した位置：１１１'及び１２２'）をとることができる。

可動式の閃光発光ユニット１１４は、カメラ本体１００に収納される収納位置とカメラ本体１００から突出した発光位置との間で移動可能である。５０は像面に入射する光量を調節するフォーカルプレンシャッタ、１１９はカメラ本体１００の動作を起動させるためのメインスイッチである。

１２０は２段階で押圧操作されるレリーズボタンであり、半押し操作で撮影準備動作（測光動作や焦点調節動作等）が開始され、全押し操作で撮影動作（固体撮像装置１５から読み出された画像データの記録媒体への記録）が開始される。１２３はカメラ本体１００の光学素子１１の表面に付着した塵埃を除去するためにクリーニングモードにするためのモード切り換えスイッチ、１８０は、フォーカシングスクリーン１０５上に特定の情報を表示させるための光学ファインダ内情報表示ユニットである。尚、モード切り換えスイッチ１２３が操作されると、ハーフミラー１１１とサブミラー１２２が第２の光路分割状態である位置１１１'及び１２２'に移動すると共に、フォーカルプレンシャッタ５０が開放状態となる。これをクリーニングモードと呼ぶ。これによりユーザは、マウント機構１０１の開口から直接光学素子１５の表面が目視できる状態となり、この状態でユーザは、クリーニング用のアクセサリ装置や公知のクリーニングキット等により光学素子１５の表面に付着した塵埃を除去することができる。

次に、フォーカルプレンシャッタ５０及び撮像部１０の構成は図２〜図６を参照して詳しく説明する。

図２は本発明の実施の形態１に係るデジタルカメラの撮像部１０及びフォーカルプレンシャッタ５０の概略構成を説明するための側方断面図である。図３は、撮像部１０の前方斜視図（フォーカルプレンシャッタ５０側から見た斜視図）、図４は、撮像部１０側から見た後方斜視図、図５はフォーカルプレンシャッタ５０の後方斜視図（撮像部１０側から見た斜視図）、図６は撮像部１０の前方斜視図（フォーカルプレンシャッタ５０側から見た斜視図）である。

図２〜図６において、撮像部１０は、光学素子１１と、この光学素子１１を保持する保持部材１２、及び、導電性の部材で構成され、光学素子１１と保持部材１２とを一体化させる導電部材１３、固体撮像素子１５ｂを保護するためのカバー部材１５ａとで構成された固体撮像装置１５、固体撮像装置１５のカバー部材１５ａと光学素子１１との間を密封するためのシール部材１６、固体撮像装置１５の接続端子１５ｃが接続しているとともに、カメラ１００の動作を制御する制御回路を有する電気素子が搭載されている基板１９、固体撮像装置１５と一体化して固体撮像装置１５をカメラシャーシにビス３２（図３、図４）によって固定するための保持板１８とを主に具備している。

一方、フォーカルプレンシャッタ５０は、複数のシャッタ羽根２１ａ〜２１ｄとで構成されている先幕２１、同じく複数のシャッタ羽根から構成されている後幕２２、フォーカルプレンシャッタ５０において先幕２１及び後幕２２の駆動スペースを分割している中間板２３、後幕２２の押え板であると同時に、撮像のためにその略中央部に開口２４ａが設けてある押え板２４、先幕２１の押え板であると同時に、撮像のためにその略中央部に開口２５ａが設けられているカバー板２５、先幕２１を図２及び図３の状態から開口２４ａ及び開口２５ａが露呈する状態にするために開き動作を行うための、公知のコイルやヨーク等で構成された電磁アクチュエータと駆動レバー等で構成されている先幕駆動源２７（図３では、簡略化のために略図にしている）、開き動作を行った先幕２１を再び図２や図３に示した閉状態にするために閉じ動作を行うための、駆動レバーやスプリング等で構成されているチャージ源２８（図３では簡略化のために略図にしている）、後幕２２の開閉動作を行うための、公知のコイルやヨーク等で構成された電磁アクチュエータと駆動レバー等で構成されている後幕駆動源２９（図３では簡略化のために略図にしている）等を備えている。尚、先幕２１及び後幕２２を構成しているシャッタ羽根は、それぞれ単一もしくは複数の不図示の駆動レバーによって一体的に開閉動作を行うようになっているとともに、開閉動作時の摩擦帯電を防止するために、導電性の材料で形成されていたり、導電性を与える表面処理がされている。

導電部材１３は接続部１３ａを有しており、この接続部１３ａは基板１９の不図示のＧＮＤ部、或はカメラ１００のシャーシ（ＧＮＤ電位）にビス３１によって接続されている。こうして導電部材１３は接地された構造となっている。また導電部材１３は、光学素子１１の表面と当接した状態で光学素子１１と保持部材１２とを一体化している。

カバー板２５は導電性の部材で、かつ接続部２５ｂを有している。この接続部２５ｂもまた接続部１３ａと同様に、基板１７の不図示のＧＮＤ部、或は不図示のカメラ１００のＧＮＤ電位部にビス等によって接続されている。こうしてカバー板２５もまた接地された構造となっている。またカバー板２５は、先幕２１を構成するシャッタ羽根２１ａの表面と当接した状態でフォーカルプレンシャッタ５０を構成している。

また保持板１８は、その略中央部に開口１８ｂを有すると共に、固体撮像装置１５との接合部１８ｃを有している。この接合部１８ｃでの半田付け等により固体撮像装置１５と保持板１８とが一体化している。

図７は、本発明の実施の形態１に係るカメラ１００のカメラシステムの電気的構成を示すブロック図で、前述の図面と共通する部材は同一符号を用いて、その説明を省略している。まず物体像の撮像、記録に関する部分から説明する。

このカメラシステムは、大別して撮像処理、画像処理、記録再生処理及び制御処理を実行する部分に分けられる。撮像処理部は、撮影光学系１０３及び固体撮像装置１５を有している。画像処理部は、Ａ／Ｄ変換器１３０、ＲＧＢ画像処理回路１３１及びＹＣ処理回路１３２を有する。また記録再生処理部は、記録処理回路１３３及び再生処理回路１３４を有している。制御処理部は、カメラシステム制御回路１３５、操作検出回路１３６、撮像装置駆動回路１３７を有する。１３８は、外部のコンピュータ等に接続され、データの送受信を行うために規格化された接続端子である。上述した電気回路は、不図示の小型燃料電池からの電力供給を受けて駆動する。

撮像処理部は、物体からの光を撮影光学系１０３を介して固体撮像装置１５の撮像面に結像させる光学処理を実施している。この撮影光学系１０３内に設けられた絞り１０４の駆動を制御するとともに、必要に応じてフォーカルプレンシャッタ５０の駆動をシャッタ制御回路１４５を介して行うことによって、適切な光量の物体光を固体撮像装置１５で受光させることができる。

固体撮像装置１５として、正方画素が長辺方向に３７００個、短辺方向に２８００個並べられ、合計約１０００万個の画素数を有する撮像素子が用いられている。そして各画素にＲ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）のカラーフィルタが交互に配置され、４画素が一組となる、いわゆるベイヤー配列を構成している。このベイヤー配列では、観察者が画像を見た時に強く感じやすいＧの画素をＲやＢの画素よりも多く配置することで、総合的な画像性能を上げている。一般に、この方式の撮像素子を用いる画像処理では、輝度信号は主にＧから生成し、色信号はＲ，Ｇ，Ｂから生成する。

この固体撮像装置１５から読み出された信号はＡ／Ｄ変換器１３０を介して画像処理部に供給され、ここでの画像処理によって画像データが生成される。Ａ／Ｄ変換器１３０は、固体撮像装置１５の各画素から読み出された信号の振幅に応じて、例えば固体撮像装置１５の出力信号を１０ビットのデジタル信号に変換して出力する信号変換回路であり、以降の画像処理はデジタル処理にて実行される。この画像処理部では、Ｒ，Ｇ，Ｂのデジタル信号から所望の形式の画像信号を得るために、Ｒ，Ｇ，Ｂの色信号を輝度信号Ｙ及び色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）にて表わされるＹＣ信号などに変換する。ＲＧＢ画像処理回路１３１は、Ａ／Ｄ変換器１３０の出力信号を処理する信号処理回路であり、ホワイトバランス回路、ガンマ補正回路、補間演算による高解像度化を行う補間演算回路を有する。ＹＣ処理回路１３２は、輝度信号Ｙ及び色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを生成する信号処理回路である。このＹＣ処理回路１３２は、高域輝度信号ＹＨを生成する高域輝度信号発生回路、低域輝度信号ＹＬを生成する低域輝度信号発生回路及び、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを生成する色差信号発生回路とを有している。輝度信号Ｙは、高域輝度信号ＹＨと低域輝度信号ＹＬを合成することによって形成される。

記録再生処理部は、不図示のメモリへの画像信号の出力と、表示部１０７への画像信号の出力とを行う処理回路である。記録処理回路１３３はメモリへの画像信号の書き込み処理及び読み出し処理を行い、再生処理回路１３４は，そのメモリから読み出した画像信号を再生して、表示部１０７に出力する。また記録処理回路１３３は、静止画データ及び動画データを表わすＹＣ信号を所定の圧縮形式にて圧縮するとともに、圧縮されたデータを伸張させる圧縮伸張回路を内部に有する。圧縮伸張回路は、信号処理のためのフレームメモリなどを有しており、このフレームメモリに画像処理部からのＹＣ信号をフレーム毎に蓄積し、複数のブロックのうち各ブロックから蓄積された信号を読み出して圧縮符号化する。圧縮符号化は、例えば、ブロック毎の画像信号を２次元直交変換、正規化及びハフマン符号化することにより行われる。

再生処理回路１３４は、輝度信号Ｙ及び色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙをマトリクス変換して、例えばＲＧＢ信号に変換する回路である。この再生処理回路１３４によって変換された信号は表示部１０７に出力され、可視画像として表示（再生）される。再生処理回路１３４及び表示部１０７は、ブルーツース（Bluetooth）などの無線通信を介して接続されていてもよく、このように構成すれば、このカメラで撮像された画像を離れたところからモニタすることができる。

一方、制御処理部における操作検出回路１３６は、メインスイッチ１１９、レリーズボタン１２０、モード切り換えスイッチ１２３等（他のスイッチは不図示）の操作を検出して、この検出結果をカメラシステム制御回路１３５に出力する。カメラシステム制御回路１３５は、この操作検出回路１３６からの検出信号を受けることで、その検出結果に応じた動作を行う。またカメラシステム制御回路１３５は、撮像動作を行う際のタイミング信号を生成して、撮像装置駆動回路１３７に出力する。撮像装置駆動回路１３７は、カメラシステム制御回路１３５からの制御信号を受けることで固体撮像装置１５を駆動させるための駆動信号を生成する。情報表示回路１４２は、カメラシステム制御回路１３５からの制御信号を受けて光学ファインダ内の情報表示ユニット１８０の駆動を制御する。

この制御処理部は、カメラ本体１００に設けられた各種スイッチの操作に応じて撮像処理部、画像処理部及び記録再生処理部での駆動を制御する。例えば、レリーズボタン１２０の操作によって全押しが検知されると、制御処理部（カメラシステム制御回路１３５）は、固体撮像装置１５の駆動、ＲＧＢ画像処理回路１３１の動作、記録処理回路１３３の圧縮処理などを制御する。更に、この制御処理部は、情報表示回路１４２を介して光学ファインダ内情報表示ユニット１８０の駆動を制御することによって、光学ファインダ内での表示（表示セグメントの状態）を変更する。

次に、撮影光学系１０３の焦点調節動作に関して説明する。

カメラシステム制御回路１３５は、ＡＦ制御回路１４０と接続している。またレンズユニット１０２をカメラ本体１００に装着することで、カメラシステム制御回路１３５は、マウント接点１０１ａ，１０２ａを介してレンズユニット１０２内のレンズシステム制御回路１４１と接続される。そして、ＡＦ制御回路１４０及びレンズシステム制御回路１４１と、カメラシステム制御回路１３５とは、特定の処理の際に必要となるデータを相互に通信する。焦点検出ユニット（焦点検出センサ１６７）は、撮影画面内の所定位置に設けられた焦点検出領域での検出信号をＡＦ制御回路１４０に出力する。ＡＦ制御回路１４０は、焦点検出ユニットからの出力信号に基づいて焦点検出信号を生成し、撮影光学系１０３の焦点調節状態（デフォーカス量）を検出する。そしてＡＦ制御回路１４０は、その検出したデフォーカス量を撮影光学系１０３の一部の要素であるフォーカスレンズの駆動量に変換し、フォーカスレンズの駆動量に関する情報を、カメラシステム制御回路１３５を介してレンズシステム制御回路１４１に送信する。ここで、移動する物体に対して焦点調節を行う場合、ＡＦ制御回路１４０は、レリーズボタン１２０が全押し操作されてから実際の撮像制御が開始されるまでのタイムラグを勘案して、フォーカスレンズの適切な停止位置を予測する。そして予測した停止位置へのフォーカスレンズの駆動量に関する情報をレンズシステム制御回路１４１に送信する。

一方、カメラシステム制御回路１３５が、固体撮像装置１５の出力信号に基づいて物体の輝度が低く、十分な焦点検出精度が得られないと判定したときには、閃光発光ユニット１０４又は、カメラ本体１００に設けられた不図示の白色ＬＥＤや蛍光管を駆動することによって物体を照明する。レンズシステム制御回路１４１は、カメラシステム制御回路１３５からフォーカスレンズの駆動量に関する情報を受信すると、レンズユニット１０２に配置されたＡＦモータ１４７の駆動を制御することによって、不図示の駆動機構を介してフォーカスレンズを上記駆動量の分だけ光軸Ｌ１方向に移動させる。これにより、撮影光学系１０３が合焦状態となる。尚、上述したようにフォーカスレンズが液体レンズ等で構成されている場合には、界面形状を変化させることになる。

また、レンズシステム制御回路１４１は、カメラシステム制御回路１３５から露出値（絞り値）に関する情報を受信すると、レンズユニット１０２内の絞り駆動アクチュエータ１４３の駆動を制御することによって、上記絞り値に応じた絞り開口径となるように絞り１０４を動作させる。

また、シャッタ制御回路１４５は、カメラシステム制御回路１３５からのシャッタ速度に関する情報を受信すると、フォーカルプレンシャッタ５０の先幕２２、後幕２１の駆動源である駆動源２７、２９及びチャージ部２８の駆動を制御することによって、上記シャッタ速度になるように先幕２２及び後幕２１を動作させる。このフォーカルプレンシャッタ５０と絞り１０４の動作により、適切な光量の物体光を像面側に向かわせることができる。またＡＦ制御回路１４０において物体にピントが合ったことが検出されると、この情報はカメラシステム制御回路１３５に送信される。このとき、レリーズボタン１２０の全押し操作がなされると、上述したように撮像処理部、画像処理部及び記録再生処理部によって撮影動作が行われる。

このような構成にすることによって、以下のような効果が得られる。

フォーカルプレンシャッタ５０のカバー板２５が接地されているので、カバー板２５と当接しているシャッタ羽根２１ａ及びシャッタ羽根２１ａと不図示の駆動レバーによって一体的に開閉動作を行うシャッタ羽根２１ｂ〜２１ｄも略接地されている構造になっている。これは、シャッタ羽根２１ａ〜２１ｄが導電性の材料で形成されていたり、その表面に導電性の処理がされていたりしているためである。これにより、シャッタ羽根２１ａ〜２１ｄの表面はカバー板２５と同様に、基板１７のＧＮＤ部もしくはカメラ１００のＧＮＤ電位部と同等の電位状態になっている。

また、シャッタ羽根２１ａ〜２１ｄが導通構造になっていることにより、シャッタ制御回路１４５からの駆動信号により駆動源２７及びチャージ部２８の動作によって先幕２１が開閉動作を行って摩擦帯電等が起こっても、シャッタ羽根２１ａ〜２１ｄの導電性により発生した電荷はカバー板２５の接続部２５ｂを介して基板１７のＧＮＤ部もしくはカメラ１００のＧＮＤ電位部に流れる。これにより、先幕２１の開閉動作中も動作前後においても、シャッタ羽根２１ａ〜２１ｄの表面は、基板１７のＧＮＤ部もしくはカメラ１００のＧＮＤ電位部と略同じ電位になっている。

一方、光学素子１１もその表面が導電部材１３に当接しているので、主ミラー１１１の保持部材とミラーボックス上面のストッパー部が接触することにより発生した接触帯電や、シャッタ動作によるシャッター羽根２１ａ〜２１ｄの摩擦により生じた摩擦帯電によって光学素子１１が誘電されたり、更には光学素子１１を構成しているローパスフィルタの焦電性により光学素子１１全体が帯電する可能性がある。しかし、この場合も前述と同様に、導電部材１３に帯電した電荷は、接続部１３ａを介して基板１７のＧＮＤ部もしくはカメラ１００のＧＮＤ電位部に流れるので、光学素子１１は常に接続部１３ａを介して基板１７のＧＮＤ部もしくはカメラ１００のＧＮＤ電位部と略同じ電位となる。

つまり、シャッタ羽根２１ａ〜２１ｄと光学素子１１の表面が、導電部材１３の接続部１３ａ及びカバー板２５の接続部２５ｂを介して基板１７のＧＮＤ部もしくはカメラ１００のＧＮＤ電位部と略同じ電位となっている。これにより、シャッタ羽根２１ａ〜２１ｄと光学素子１１との間に電位差が発生しないので電界も生じなくなる。これにより、帯電している異物がシャッタ羽根２１ａ〜２１ｄと光学素子１１との間に形成される空間に入り込んでも、静電気力が発生しないので光学素子１１に異物が引き寄せされることがなく、光学素子１１の表面への異物の付着が抑制できる。

なお部材１３は、導電性の部材であるとして説明したが、例えば樹脂等の絶縁材料であっても、その表面に公知の導電塗料を施して導電性を持たせるようにしても良い。

また接続部１３ａ及び接続部２５ｂとは、ビス３１等により基板１７のＧＮＤ部もしくはカメラ１００のＧＮＤ電位部に接続されていると説明したが、これに限定されるものでなく、例えばそれぞれが接続部１３ａ及び２５ｂにてリード線が半田付けされて基板１７のＧＮＤ部もしくはカメラ１００のＧＮＤ電位部に接続されても良い。また或は、導電部材１３の接続部１３ａとカバー板２５の接続部２５ａとをリード線で結線した状態で、接続部１３ａもしくは２５ｂのどちらか一方を基板１７のＧＮＤ部もしくはカメラ１００のＧＮＤ電位部に接続してもよい。

また前述の実施の形態では、フォーカルプレンシャッタ５０の先幕２１や後幕２２がそれぞれ複数枚のシャッタ羽根で構成されていると説明したが、本願発明はこれに限定されるものでなく、例えば先幕２１が１枚羽根であっても、同様な効果が得られることは言うまでもない。

更には、フォーカルプレンシャッタ５０の代わりに、公知の絞り兼用シャッタ装置を用いる場合でも、そのシャッタ装置に本実施の形態で説明したのと同様な構造を取り入れることにより、絞り兼用シャッタ装置と光学素子１１との間にはほぼ電界が発生しない状態となるので、同様の効果が得られる事は言うまでもない。

図９は、本実施の形態１に係る構成により、光学素子１１上への埃の付着が減少できた実験結果を示す図である。

この実験例では、フォーカルプレンシャッタ５０の先幕２１に予め紛体（材質：ポリスチレン：平均粒径４５〜６３μｍ）散布しておき、その散布した紛体の数を計数しておく。これが９０１で示す粉の数である。この状態で、温度条件を室温から０℃に変化させた後、シャッタ動作を行ってから光学素子１１の光学フィルタ上に付着した紛体の数を計数する。これが９０２で示すシャッタ動作後に光学素子１１上に付着した紛体の数に相当している。尚、図９における「１」〜「３」は各測定回数での計測値を示している。９０３は、元の紛体の数に対する付着した紛体の数の比率を示し、９０４は、その平均付着率を示している。

また９１０は、従来のように、フォーカルプレンシャッタの幕及び光学素子が絶縁された場合を示し、９１１は、本実施の形態１，２のように、フォーカルプレンシャッタの幕及び光学素子が導電性を有し、それぞれが接地された場合を示している。更に９１２は、光学素子１１のみが導電性を有し、それが接地された場合を示している。

この実験例からも明らかなように、本実施の形態によれば、紛体の平均付着率が、従来の場合の約２０％に低下していることが分かる。

［実施の形態２］
次に本発明の実施の形態２に係るカメラについて、図８を参照して説明する。尚、前述の実施の形態１では、光学素子１１の表面とフォーカルプレンシャッタ５０とを同電位にすることによって、光学素子１１の表面に異物が付着するのを抑制したが、本実施の形態２では、光学素子１１がフォーカルプレンシャッタ５０と固体撮像装置１５との間に配設されていない場合について説明する。尚、それ以外の構成については、前述の実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。

図８は、本発明の実施の形態２に係るカメラ１００の撮像部１０及びフォーカルプレンシャッタ５０の概略構成を説明するための側方断面図である。尚、前述の図面と共通する部分は同じ符号を付して、その説明を省略する。

図８において、導電部材４３は導電性の部材で構成され、固体撮像装置１５の被写体側で固体撮像装置１５の表面と当接した状態で固体撮像装置１５と一体化されている。この導電部材４３は接続部４３ａを有しており、この接続部４３ａは基板１７の不図示のＧＮＤ部かカメラ１００のＧＮＤ電位部にビス等によって接続されている。こうして導電部材４３は接地された構造となっている。

前述の実施の形態１と同様に、フォーカルプレンシャッタ５０のカバー板２５が接地されているので、シャッタ羽根２１ａ〜２１ｄの表面はカバー板２５と同様、基板１７のＧＮＤ部もしくはカメラ１００のＧＮＤ電位部と同等の電位になっている。また固体撮像装置１５もその表面が導電部材４３に当接しているので、主ミラー１１１の保持部材とミラーボックス上面のストッパー部が接触することにより発生した接触帯電や、シャッタ動作によるシャッタ羽根２１ａ〜２１ｄの摩擦により生じた摩擦帯電によって固体撮像装置１５が誘電されても、その電荷は導電部材４３の接続部４３ａを介して基板１７のＧＮＤ部もしくはカメラ１００のＧＮＤ電位部に流れる。このため、固体撮像装置１５は常に接続部４３ａを介して基板１７のＧＮＤ部もしくカメラ１００のＧＮＤ電位部と同じ電位となっている。

つまり、シャッタ羽根２１ａ〜２１ｄと固体撮像装置１５の表面が、導電部材４３の接続部４３ａ及びカバー板２５の接続部２５ｂを介してＧＮＤ電位部と同じ電位になっていため、シャッタ羽根２１ａ〜２１ｄと固体撮像装置１５との間に電界が生じない。これにより、帯電している異物がシャッタ羽根２１ａ〜２１ｄと固体撮像装置１５との間に形成される空間に入り込んでも、静電気力が発生しないので固体撮像装置１５に異物が引き寄せられることはない。よって、固体撮像装置１５の表面への異物の付着が抑制可能になる。

なお導電部材４３は導電性の部材であると説明したが、樹脂等の絶縁材料であってもその表面に公知の導電塗料を施して導電性を持たせるようにしてもよい。

また接続部４３ａ及び接続部２５ｂとはビス３１等により基板１７のＧＮＤ部もしくはカメラ１００のＧＮＤ電位部に接続されていると説明したが、これに限定されるものでなく、例えばそれぞれが接続部４３ａ及び２５ｂにてリード線が半田付けされて基板１７のＧＮＤ部もしくはカメラ１００のＧＮＤ電位部に接続されても良く、或は導電部材４３の接続部４３ａとカバー板２５の接続部２５ａとをリード線で結線した状態で、接続部４３ａもしくは２５ｂのどちらか一方を基板１７のＧＮＤ部又はカメラ１００のＧＮＤ電位に接続しても良い。

またフォーカルプレンシャッタ５０の先幕２１や後幕２２がそれぞれ複数枚のシャッタ羽根で構成されていると説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば先幕２１が１枚羽根であっても同様な効果が得られる。

更には、フォーカルプレンシャッタ５０の代わりに、公知の絞り兼用シャッタ装置を用いる場合でも、そのシャッタ装置に本実施の形態１，２で説明したのと同様な構造を取り入れることにより、絞り兼用シャッタ装置と固体撮像装置１５との間にはほぼ電界が発生しない状態となるので同様の効果が得られる。

このように本実施の形態によれば、フォーカルプレンシャッタ５０の幕及び光学素子１１の表面の電位をＧＮＤレベルにすることにより、光学素子の表面に付着する塵埃の量を大幅に軽減することができた。

本発明の実施の形態１に係るレンズ交換式デジタル一眼レフカメラのカメラシステムの構成を示す概略図である。本発明の実施の形態に係るデジタルカメラの撮像部及びフォーカルプレンシャッタの概略構成を説明するための側方断面図である。実施の形態に係る撮像部の前方斜視図である。実施の形態に係る撮像部側から見た斜視図後方斜視図である。実施の形態に係るフォーカルプレンシャッタの後方斜視図である。実施の形態に係る撮像部の前方斜視図である。本発明の実施の形態１に係るカメラのカメラシステムの電気的構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態２に係るカメラの撮像部及びフォーカルプレンシャッタの概略構成を説明するための側方断面図である。本実施の形態に係る構成により光学素子上への埃の付着が減少できた実験結果を示す図である。

Claims

導電性を有するシャッタ羽根と、
前記シャッタ羽根が閉状態となるときに、前記シャッタ羽根と対向する位置に配置される光学素子とを備える撮像装置であって、
前記光学素子の少なくとも前記シャッタ羽根と対向する表面の電位と前記シャッタ羽根の電位とを前記撮像装置の接地レベルの電位にすることを特徴とする撮像装置。
開口が形成され、導電性を有するカバー板と、
前記開口を開閉するとともに、導電性を有し前記カバー板と電気的に接続されるシャッタ羽根と、
前記カバー板と対向する位置に配置される光学素子と、
前記光学素子の前記カバー板と対向する表面に当接し、導電性を有する導電部材とを備える撮像装置であって、
前記カバー板と前記導電部材とをともに、前記撮像装置の接地レベルの電位となる部分に接続することを特徴とする撮像装置。
導電性を有するシャッタ羽根と、
前記シャッタ羽根が閉状態となるときに、前記シャッタ羽根と対向する位置に配置される撮像素子とを備える撮像装置であって、
前記撮像素子の少なくとも前記シャッタ羽根と対向する表面の電位と前記シャッタ羽根の電位とを前記撮像装置の接地レベルの電位にすることを特徴とする撮像装置。
開口が形成され、導電性を有するカバー板と、
前記開口を開閉するとともに、導電性を有し前記カバー板と電気的に接続されるシャッタ羽根と、
前記カバー板と対向する位置に配置される撮像素子と、
前記撮像素子の前記カバー板と対向する表面に当接し、導電性を有する導電部材とを備える撮像装置であって、
前記カバー板と前記導電部材とをともに、前記撮像装置の接地レベルの電位となる部分に接続することを特徴とする撮像装置。