JP4719705B2 - Imaging device and imaging unit - Google Patents
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Description
本発明は、撮像装置及び撮像装置に組み込まれる撮像ユニットに関し、特に撮影光軸上に配設された光学部材の表面に付着する塵埃等の異物の除去技術に関するものである。 The present invention relates to an imaging device and an imaging unit incorporated in the imaging device, and more particularly to a technique for removing foreign matters such as dust adhering to the surface of an optical member disposed on a photographing optical axis.
画像信号を電気信号に変換して撮像するデジタルカメラ等の撮像装置では、撮影光束をCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子で受光する。そして、撮像素子から出力される光電変換信号を画像データに変換して、メモリカード等の記録媒体に記録する。このような撮像装置では、撮像素子の前方(被写体側)に、光学ローパスフィルタや赤外線カットフィルタが配置される。 In an imaging apparatus such as a digital camera that captures an image by converting an image signal into an electrical signal, an imaging light beam is received by an imaging element such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS). Then, the photoelectric conversion signal output from the image sensor is converted into image data and recorded on a recording medium such as a memory card. In such an imaging apparatus, an optical low-pass filter and an infrared cut filter are arranged in front of the imaging element (subject side).
この種の撮像装置において、撮像素子のカバーガラスやこれらのフィルタの表面に塵埃等の異物が付着すると、その異物が黒い点となって撮影画像に写り込み、画像の見栄えが低下してしまう。 In this type of image pickup apparatus, when foreign matter such as dust adheres to the cover glass of the image pickup element or the surface of these filters, the foreign matter becomes a black dot and appears in the photographed image, resulting in a deterioration in the appearance of the image.
特にレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラでは、シャッタやクイックリターンミラーといった機械的な作動部が撮像素子の近傍に配置されており、それらの作動部から発生した塵埃等の異物が、撮像素子のカバーガラスやフィルタの表面に付着することがある。また、レンズ交換時に、レンズマウントの開口から塵埃等の異物がカメラ本体内に入り込み、これが付着することもある。 Especially in digital SLR cameras with interchangeable lenses, mechanical operation parts such as shutters and quick return mirrors are arranged in the vicinity of the image sensor, and foreign matters such as dust generated from these operation parts are covered by the cover of the image sensor. May adhere to glass or filter surfaces. In addition, when the lens is replaced, foreign matter such as dust may enter the camera body from the opening of the lens mount and adhere to it.
そこで、特許文献1には、撮像素子の被写体側に撮影光束を透過させる防塵幕を設け、これを圧電素子で振動させることにより、防塵幕の表面に付着した塵埃等の異物を除去するものが提案されている。 Therefore, in Patent Document 1, a dustproof screen that transmits a photographic light beam is provided on the subject side of an image sensor, and this is vibrated by a piezoelectric element, thereby removing foreign matters such as dust attached to the surface of the dustproof screen. Proposed.
上記特許文献1によれば、防塵幕の表面に付着した異物を除去するために、防塵幕に接合した圧電素子に電圧を印加し、この圧電素子の駆動により防塵幕を光軸方向に変位させて幕振動を発生させている。かかる構成において、防塵幕の周縁部を円環形状の部品または複数の部品で押圧し、防塵幕を固定保持している。 According to Patent Document 1, a voltage is applied to the piezoelectric element joined to the dust screen to remove the foreign matter adhering to the surface of the dust screen, and the dust screen is displaced in the optical axis direction by driving the piezoelectric element. The curtain vibration is generated. In such a configuration, the periphery of the dust screen is pressed by an annular part or a plurality of parts, and the dust screen is fixedly held.
しかしながら、防塵幕の固定保持部材が円環形状である場合、防塵幕と接する面積が大きくなるため、防塵幕の振動を抑制してしまう。また、固定保持部材には防塵幕の振動が伝達され、固定保持部材が有する複数の固有モードで振動し、低次の固有モードによって不快な音が発生する。さらに、防塵幕の固定保持部材が複数の部品からなる場合、組立作業性が低下してしまう。 However, when the fixing and holding member of the dust screen is in an annular shape, the area in contact with the dust screen becomes large, and vibration of the dust screen is suppressed. Further, the vibration of the dustproof curtain is transmitted to the fixed holding member, and it vibrates in a plurality of natural modes of the fixed holding member, and an unpleasant sound is generated by the low order natural mode. Furthermore, when the fixed holding member of the dustproof curtain is composed of a plurality of parts, the assembly workability is lowered.
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、撮影光軸上に配設された光学部材の表面に付着する塵埃等の異物を振動により除去する構成において、不快な音の発生をなくすとともに、振動が抑制されないようにし、さらに組立性を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in the configuration for removing foreign matters such as dust adhering to the surface of an optical member disposed on the photographing optical axis by vibration, the generation of unpleasant sound. In addition to eliminating the vibration, the object is to prevent vibration from being suppressed and to further improve the assemblability.
本発明の撮像装置は、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子の前面であって撮影光軸上に配設された光学部材と、前記光学部材に振動を与える加振手段と、前記光学部材を保持して付勢力を与える枠状の保持部材とを備え、前記保持部材の隅に前記光学部材の隅部が固着されるとともに、前記保持部材は少なくとも一つの辺部が前記撮影光軸方向に延伸するように折り曲げられた単一部品として形成されていることを特徴とする。
本発明の撮像ユニットは、撮像装置に組み込まれる撮像ユニットであって、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子の前面であって撮影光軸上に配設された光学部材と、前記光学部材の凹凸が切り替わる屈曲変形を生じさせる加振手段と、前記光学部材を保持して付勢する枠状の保持部材とを備え、前記保持部材の隅に前記光学部材の隅部が固着されるとともに、前記保持部材は少なくとも一つの辺部が前記撮影光軸方向に延伸するように折り曲げられた単一部品として形成されていることを特徴とする。
An image pickup apparatus according to the present invention includes an image pickup element that converts an optical image of a subject into an electric signal, an optical member that is disposed in front of the image pickup element and on a photographing optical axis, and that adds vibration to the optical member. And a frame-shaped holding member that holds the optical member and applies an urging force. The corner of the optical member is fixed to a corner of the holding member, and the holding member has at least one side. The portion is formed as a single part bent so as to extend in the photographing optical axis direction.
An image pickup unit of the present invention is an image pickup unit incorporated in an image pickup apparatus, and includes an image pickup element that converts an optical image of a subject into an electrical signal, and an optical element that is disposed in front of the image pickup element and on a photographing optical axis. A member, a vibration means for causing bending deformation in which unevenness of the optical member is switched, and a frame-shaped holding member that holds and biases the optical member, and a corner of the optical member is provided at a corner of the holding member. The holding member is formed as a single part bent so that at least one side extends in the direction of the photographing optical axis.
本発明によれば、撮影光軸上に配設された光学部材の表面に付着する塵埃等の異物を振動により除去する構成において、不快な音の発生をなくすとともに、振動が抑制されないようにし、さらに組立性を向上させることが可能になる。 According to the present invention, in the configuration that removes foreign matter such as dust attached to the surface of the optical member disposed on the photographing optical axis by vibration, generation of unpleasant sound is prevented and vibration is not suppressed, Further, the assembling property can be improved.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図1及び図2は、本実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの外観図である。図1は、カメラを被写体側より見た正面側斜視図であって、撮影レンズユニットを外した状態を示す。図2は、カメラを撮影者側より見た背面側斜視図である。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
1 and 2 are external views of a digital single-lens reflex camera according to the present embodiment. FIG. 1 is a front perspective view of the camera as viewed from the subject side, and shows a state in which the taking lens unit is removed. FIG. 2 is a rear perspective view of the camera as seen from the photographer side.
図1に示すように、カメラ本体1には、撮影時に撮影者が安定して握り易いように被写体側に突出したグリップ部1aが設けられている。
As shown in FIG. 1, the camera body 1 is provided with a
カメラ本体1のマウント部2には、撮影レンズユニット(図1、2では不図示)が着脱可能に固定される。マウント接点21は、カメラ本体1と撮影レンズユニットとの間で制御信号、状態信号、データ信号等の通信を可能にするとともに、撮影レンズユニット側に電力を供給する。マウント接点21は、電気通信のみならず、光通信、音声通信等が可能なように構成してもよい。マウント部2の横には、撮影レンズユニットを取り外す際に押し込むレンズロック解除ボタン4が配置されている。
A photographic lens unit (not shown in FIGS. 1 and 2) is detachably fixed to the
カメラ本体1内には、撮影レンズを通過した撮影光束が導かれるミラーボックス5が設けられており、ミラーボックス5内にメインミラー(クイックリターンミラー)6が配設されている。メインミラー6は、撮影光束をペンタダハミラー22(図3を参照)の方向へ導くために撮影光軸に対して45°の角度に保持される状態と、撮像素子33(図3を参照)の方向へ導くために撮影光束から退避した位置に保持される状態とを取り得る。
In the camera body 1, there is provided a
カメラ上部のグリップ1a側には、撮影開始の起動スイッチとしてのレリーズボタン7と、撮影時の動作モードに応じてシャッタスピードやレンズ絞り値を設定するためのメイン操作ダイヤル8と、撮影系の上面動作モード設定ボタン10とが配置されている。これら操作部材の操作結果の一部は、LCD表示パネル9に表示される。レリーズボタン7は、第1ストロークでSW1(図3の7a)がONし、第2ストロークでSW2(図3の7b)がONする構成となっている。また、上面動作モード設定ボタン10は、レリーズボタン7の1回の押込みで連写になるか1コマのみの撮影となるかの設定や、セルフ撮影モードの設定等を行うためのものであり、LCD表示パネル9にその設定状況が表示される。
On the
カメラ上部の中央には、カメラ本体1に対してポップアップするストロボユニット11と、フラッシュ取り付け用のシュー溝12及びフラッシュ接点13とが設けられている。
A
カメラ上部の右よりには、撮影モード設定ダイヤル14が配置されている。
A shooting
カメラのグリップ1aに対して反対側の側面には、開閉可能な外部端子蓋15が設けられている。外部端子蓋15を開けた内部には、外部インタフェースとしてビデオ信号出力用ジャック16及びUSB出力用コネクタ17が納められている。
An
図2に示すように、カメラ背面の上方には、ファインダ接眼窓18が設けられている。また、カメラ背面の中央付近には、画像表示可能なカラー液晶モニタ19が設けられている。
As shown in FIG. 2, a
カラー液晶モニタ19の横には、サブ操作ダイヤル20が配置されている。サブ操作ダイヤル20は、メイン操作ダイヤル8の機能の補助的役割を担うものである。例えばカメラのAEモードでは、自動露出装置によって算出された適正露出値に対する露出補正量を設定するために使用される。シャッタスピード及びレンズ絞り値の各々を使用者の意志によって設定するマニュアルモードでは、メイン操作ダイヤル8でシャッタスピードを設定し、サブ操作ダイヤル20でレンズ絞り値を設定するように使用される。また、このサブ操作ダイヤル20は、カラー液晶モニタ19に表示される撮影済み画像の表示を選択するためにも使用される。
A
さらに、カメラ背面には、カメラの動作を起動もしくは停止するためのメインスイッチ43と、クリーニングモードを動作させるためのクリーニング指示操作部材44とが配置されている。クリーニング指示操作部材44は、詳しくは後述するが、ローパスフィルタの表面に付着した塵埃等の異物をふるい落とす動作を指示するためのものである。
Further, a
図3は、本実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの主要な電気的構成を示すブロック図である。なお、図1、2と共通する部分には同一の符号を付す。カメラ本体1に内蔵されたマイクロコンピュータからなる中央処理装置(以下、「MPU」と称する)100は、カメラの動作制御を司るものであり、各要素に対して様々な処理や指示を実行する。MPU100に内蔵されたEEPROM101aは、時刻計測回路109の計時情報やその他の情報を記憶することができる。
FIG. 3 is a block diagram showing the main electrical configuration of the digital single-lens reflex camera according to the present embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is common in FIG. A central processing unit (hereinafter, referred to as “MPU”) 100 formed of a microcomputer built in the camera body 1 controls operation of the camera, and executes various processes and instructions for each element. The EEPROM 101a built in the MPU 100 can store time information of the
MPU100には、ミラー駆動回路101、焦点検出回路102、シャッタ駆動回路103、映像信号処理回路104、スイッチセンス回路105、測光回路106が接続されている。また、LCD駆動回路107、バッテリチェック回路108、時刻計測回路109、電源供給回路110、圧電素子駆動回路111が接続されている。これらの回路は、MPU100の制御によって動作するものである。
Connected to the
MPU100は、撮影レンズユニット内のレンズ制御回路201とマウント接点21を介して通信を行う。マウント接点21は、撮影レンズユニットが接続されるとMPU100へ信号を送信する機能も有する。これにより、レンズ制御回路201は、MPU100との間で通信を行い、AF駆動回路202及び絞り駆動回路203を介して撮影レンズユニット内の撮影レンズ200及び絞り204の駆動を行う。なお、図3では便宜上1枚の撮影レンズのみを図示しているが、実際は多数のレンズ群によって構成される。
The MPU 100 communicates with the
AF駆動回路202は、例えばステッピングモータによって構成され、レンズ制御回路201の制御によって撮影レンズ200内のフォーカスレンズ位置を変化させ、撮像素子33に撮影光束の焦点を合わせるように調整する。絞り駆動回路203は、例えばオートアイリス等によって構成され、レンズ制御回路201の制御によって絞り204を変化させ、光学的な絞り値を得る。
The
メインミラー6は、図3に示す撮影光軸に対して45°の角度に保持された状態で、撮影レンズ200を通過する撮影光束をペンタダハミラー22へ導くとともに、その一部を透過させてサブミラー30へ導く。サブミラー30は、メインミラー6を透過した撮影光束を焦点検出用センサユニット31へ導く。
The
ミラー駆動回路101は、例えばDCモータとギヤトレイン等によって構成され、メインミラー6を、ファインダにより被写体像を観察可能とする位置と、撮影光束から待避する位置とに駆動する。メインミラー6が駆動すると、同時にサブミラー30も、焦点検出用センサユニット31へ撮影光束を導く位置と、撮影光束から待避する位置とに移動する。
The
焦点検出用センサユニット31は、不図示の結像面近傍に配置されたフィールドレンズ、反射ミラー、2次結像レンズ、絞り、複数のCCDからなるラインセンサ等によって構成され、位相差方式の焦点検出を行う。焦点検出センサユニット31から出力される信号は、焦点検出回路102へ供給され、被写体像信号に換算された後、MPU100に送信される。MPU100は、被写体像信号に基づいて位相差検出法による焦点検出演算を行う。そして、デフォーカス量及びデフォーカス方向を求め、これに基づいて、レンズ制御回路201及びAF駆動回路202を介して撮影レンズ200内のフォーカスレンズを合焦位置まで駆動する。
The focus
ペンタダハミラー22は、メインミラー6によって反射された撮影光束を正立正像に変換反射する。撮影者はファインダ光学系を介してファインダ接眼窓18から被写体像を観察することができる。ペンタダハミラー22は、撮影光束の一部を測光センサ23へも導く。測光回路106は、測光センサ23の出力を得て、観察面上の各エリアの輝度信号に変換し、MPU100に出力する。MPU100は、輝度信号に基づいて露出値を算出する。
The
シャッタユニット(機械フォーカルプレーンシャッタ)32は、撮像待機時、つまり撮影者がファインダにより被写体像を観察している時には、撮影光束を遮る状態にある。そして、撮像時には、レリーズ信号に応じて、不図示の先羽根群と後羽根群の走行する時間差により所望の露光時間を得るように構成されている。シャッタユニット32は、MPU100の指示を受けたシャッタ駆動回路103によって制御される。
The shutter unit (mechanical focal plane shutter) 32 is in a state of blocking the photographing light beam during imaging standby, that is, when the photographer is observing the subject image with the viewfinder. At the time of imaging, a desired exposure time is obtained by a time difference between a front blade group and a rear blade group (not shown) according to a release signal. The
撮像ユニット400は、赤外線カットフィルタ410、光学ローパスフィルタ420、圧電素子430、撮像素子33が後述する他の部品と共にユニット化されたものである。その詳細な構成については後述する。
In the
赤外線カットフィルタ410は、高い空間周波数を取り除くものであり、異物の付着を防止するために導電性物質で表面がコーティングされている。本実施形態では、この赤外線カットフィルタ410が、撮像素子33の前面であって撮影光軸上に配設された光学部材に相当する。
The
光学ローパスフィルタ420は、例えば水晶からなる複屈折板及び位相板を複数枚貼り合わせて積層されている。光学ローパスフィルタ420は、撮像素子33に入射される光束を複数に分離し、偽解像信号や偽色信号の発生を効果的に低減させる。
The optical low-
圧電素子430は、MPU100の指示を受けた圧電素子駆動回路111によって駆動され、赤外線カットフィルタ410と一体的に振動するように構成されている。本実施形態では、この圧電素子430は、本発明でいう光学部材(赤外線カットフィルタ410)に振動を与える加振手段に相当する。
The
撮像素子33は、被写体の光学像を電気信号に変換する。本実施形態ではCMOS型撮像デバイスが用いられるが、その他にもCCD型等様々な形態があり、いずれの形態の撮像デバイスを採用してもよい。
The
クランプ/CDS(相関二重サンプリング)回路34は、A/D変換する前の基本的なアナログ処理を行うものであり、クランプレベルを変更することも可能である。AGC(自動利得調整装置)35は、A/D変換する前の基本的なアナログ処理を行うものであり、AGC基本レベルを変更することも可能である。A/D変換器36は、撮像素子33のアナログ出力信号をデジタル信号に変換する。
The clamp / CDS (correlated double sampling)
映像信号処理回路104は、デジタル化された画像データに対してガンマ/ニー処理、フィルタ処理、モニタ表示用の情報合成処理等、ハードウエアによる画像処理全般を実行する。この映像信号処理回路104からのモニタ表示用の画像データは、カラー液晶駆動回路112を介してカラー液晶モニタ19に表示される。また、映像信号処理回路104は、MPU100の指示に従って、メモリコントローラ38を通じてバッファメモリ37に画像データを保存することもできる。さらに、映像信号処理回路104は、JPEG等の画像データ圧縮処理を行うこともできる。連写撮影等、連続して撮影が行われる場合は、一旦バッファメモリ37に画像データを格納し、メモリコントローラ38を通して未処理の画像データを順次読み出すこともできる。これにより、映像信号処理回路104は、A/D変換器36から入力されてくる画像データの速度に関わらず、画像処理や圧縮処理を順次行うことができる。
The video
メモリコントローラ38は、外部インタフェース40から入力される画像データをメモリ39に記憶し、メモリ39に記憶されている画像データを外部インタフェース40から出力する機能を有する。なお、外部インタフェース40は、図1におけるビデオ信号出力用ジャック16及びUSB出力用コネクタ17が相当するものである。メモリ39としては、カメラ本体に着脱可能なフラッシュメモリ等が用いられる。
The
スイッチセンス回路105は、各スイッチの操作状態に応じて入力信号をMPU100に送信する。スイッチSW1(7a)は、レリーズボタン7の第1ストロークによりオンする。スイッチSW2(7b)は、レリーズボタン7の第2ストロークによりオンする。スイッチSW2(7b)がオンされると、撮影開始の指示がMPU100に送信される。また、メイン操作ダイヤル8、サブ操作ダイヤル20、撮影モード設定ダイヤル14、メインスイッチ43、クリーニング指示操作部材44が接続されている。
The switch sense circuit 105 transmits an input signal to the
LCD駆動回路107は、MPU100の指示に従って、LCD表示パネル9やファインダ内液晶表示装置41を駆動する。
The
バッテリチェック回路108は、MPU100の指示に従って、バッテリチェックを行い、その検出結果をMPU100に送信する。電源部42は、カメラの各要素に対して電源を供給する。
The
時刻計測回路109は、メインスイッチ43がOFFされて次にONされるまでの時間や日付を計測し、MPU100からの指示に従って、計測結果をMPU100に送信する。
The
以下、図4〜11を参照して、撮像ユニット400について説明する。図4は、撮像ユニット400の周辺構造について説明するためのカメラ内部の概略構成を示す分解斜視図である。カメラ本体の骨格となる本体シャーシ300の被写体側には、被写体側から順にミラーボックス5、シャッタユニット32が配設される。また、本体シャーシ300の撮影者側には、撮像ユニット400が配設される。撮像ユニット400は、撮影レンズユニットが取り付けられる基準となるマウント部2の取付面に撮像素子33の撮像面が所定の距離を空けて、且つ平行になるように調整されて固定される。
Hereinafter, the
図5は、撮像ユニット400の構成を示す分解斜視図である。撮像ユニット400は、大きく分けて、赤外線カットフィルタ410を含む振動ユニット470と、フレーム部材450と、撮像素子33を含む撮像素子ユニット500とを備える。
FIG. 5 is an exploded perspective view showing the configuration of the
まず、図5、6を参照して、撮像素子ユニット500について説明する。撮像素子ユニット500は、撮像素子33、撮像素子33を保持する撮像素子保持部材510、回路基板520、シールドケース530、遮光部材540、光学ローパスフィルタ420、光学ローパスフィルタ保持部材550により構成される。
First, the
撮像素子保持部材510は、金属等によって形成され、振動ユニット470の保持部材460と位置決めするための左右の位置決めピン510aと、回路基板520及びシールドケース530をビスで固定するためのビス穴510bと、振動ユニット470の保持部材460をビスで固定するための左右のビス穴510cとが設けられる。
The imaging
回路基板520には撮像系の電気回路が実装され、ビス用の逃げ穴520aが設けられる。シールドケース530は、金属等によって形成され、ビス穴530aが設けられる。回路基板520とシールドケース530は、ビス用の逃げ穴520aとビス穴530a、ビス穴510bを用いて、撮像素子保持部材510にビスで係止される。シールドケース530は電気回路を静電気等から保護するため回路上の接地電位に接続される。
An electric circuit of an imaging system is mounted on the
遮光部材540は、撮像素子33の光電変換面の有効領域に対応した開口を有し、被写体側及び撮影者側に両面テープが固着される。光学ローパスフィルタ保持部材550は、遮光部材540の両面テープにより撮像素子33のカバーガラス33aに固着される。光学ローパスフィルタ420は、光学ローパスフィルタ保持部材550の開口箇所にて位置決めされ、遮光部材540に両面テープで固定、保持される。
The
図6は、図4のA−A線に沿う断面図である。遮光部材540の被写体側の面は光学ローパスフィルタ420と当接し、撮影者側の面は撮像素子33のカバーガラス33cと当接する。遮光部材540の被写体側及び撮影者側には両面テープが固着されており、光学ローパスフィルタ420は遮光部材540の両面テープにより撮像素子33のカバーガラス33cに固定、保持される。これにより、光学ローパスフィルタ420と撮像素子33のカバーガラス33aとの間は遮光部材540によって封止され、塵埃等の異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成される。
6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. The surface on the subject side of the
次に、図5〜11を参照して、振動ユニット470について説明する。振動ユニット470は、赤外線カットフィルタ410、圧電素子430、保持部材460により構成される。
Next, the
保持部材460は、金属等のバネ性(弾性)を有する材料(導電性部材)によって単一部品として形成されており、左右の腕部には位置決め穴460a及びビス穴460bが設けられる。保持部材460の四隅には、赤外線カットフィルタ410の四隅付近(四隅の隅部)が導電性の接着剤によって固着される。この場合に、後述するが、保持部材460の四隅には、赤外線カットフィルタ410の四隅付近であって振動の節部を含む箇所が固着される。保持部材460の上下の辺部460cは、固着部間をつなぐかたちで撮影光軸方向に延伸するように折り曲げられている。換言すると、保持部材460は1枚の板材から形成されるものであり、赤外カットフィルタ410と固着される部分は撮影光軸に直行する面を有し、上下の辺部460cの面は撮影光軸と平行になるように折り曲げられていると言える。この保持部材460が、本発明でいう光学部材(赤外線カットフィルタ410)を保持して付勢力を与える枠状の保持部材である。なお、付勢力は、赤外カットフィルタ410が撮像素子ユニット500の方向へ付勢されるように働く。また、折り曲げられた上下の辺部460cは、振動時に直接振れて音を発生させないように、赤外カットフィルタ410とは間隙を有して配置されている。
The holding
振動ユニット470は、保持部材460の位置決め穴460aと撮像素子保持部材510の位置決めピン510aとを用いて、撮像素子ユニット500に対して位置決めされる。その状態で、振動ユニット470は、ビス穴460bとビス穴510cとを用いて、フレーム部材450を挟み込むかたちで撮像素子ユニット500にビスで係止される。これにより、導電性物質でコーティングされた赤外線カットフィルタ410の表面に帯電した電気を、保持部材410から撮像素子保持部材510、シールドケース530を介して回路基板520へ逃がすことができ、異物の付着を防止することができる。
The
フレーム部材450は、ゴム等の軟質材で形成され、赤外線カットフィルタ410の振動吸収材としての役割を有するとともに、赤外線カットフィルタ410と光学ローパスフィルタ420との密閉空間を形成する。なお、フレーム部材450は、赤外線カットフィルタ410の振動吸収性を高めるために、厚い部材又は硬度が低い部材で構成すること、及び後述する赤外線カットフィルタ410の振動の節部に当接することが望ましい。
The
また、フレーム部材450の被写体側の面は赤外線カットフィルタ410と当接し、撮影者側の面は光学ローパスフィルタ420と当接する。赤外線カットフィルタ410は、保持部材460のバネ性によって撮像素子ユニット500側へと付勢されるので、フレーム部材450と隙間無く密着し、また、フレーム部材450と光学ローパスフィルタ420も同様に隙間無く密着する。これにより、赤外線カットフィルタ410と光学ローパスフィルタ420との間はフレーム部材450によって封止され、塵埃等の異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成される。
Further, the surface of the
図7に示すように、圧電素子430は矩形の赤外線カットフィルタ410の端部に接着材等によって固着される。本実施形態においては、赤外線カットフィルタ410の両端に合計2枚の同一形状の圧電素子430を固着している。
As shown in FIG. 7, the
図8は、圧電素子430を説明するための図である。同図に示すように、圧電素子430のA面は、赤外線カットフィルタ410に屈曲振動を励起するための+相と、G相とに分割されている。また、圧電素子430のB面は、不図示の導電材等によりA面のG相に電気的に接続され、G相と同電位に保たれている。A面には不図示のフレキシブルプリント等の導電性連結部材が接着等によって固着され、+相、G相とに、それぞれ所定の電圧を独立して印加できるようになっている。B面は接着等によって赤外線カットフィルタ410に固着され、圧電素子430と赤外線カットフィルタ410が一体的に運動するように構成される。
FIG. 8 is a diagram for explaining the
次に、図9を参照して、赤外線カットフィルタ410が振動する仕組みと、その振動形状について説明する。まず、導電性連結部材を通じて圧電素子430の+相に正の電圧を印加し、G相をグランド(0V)としたときの圧電素子430の変形について説明する。
Next, with reference to FIG. 9, the mechanism in which the
図9は、赤外線カットフィルタ410の振動形状を示す側面図である。上述した電圧が印加されると、圧電素子430の+相は面直方向に縮み、面内方向に伸びる。そのため、圧電素子430と接合された赤外線カットフィルタ410は、接合面を面方向に拡大する力を圧電素子430から受け、圧電素子430との接合面側が凸になるような変形をする。よって、+相に上述した電圧が印加されると、赤外線カットフィルタ410には図9の実線で示すような屈曲変形が生じる。同様に+相に印加する電圧を負とすれば、圧電素子430は上述と伸縮逆向きの変形を生じ、赤外線カットフィルタ410は、図9の破線で示すような屈曲変形を生じる。
FIG. 9 is a side view showing the vibration shape of the
2つの圧電素子430の+相に同位相の周波数で正負の電圧を印加すると偶数の次数のモード(例えば図9(a)に示す18次モード)が発生する。また、2つの圧電素子430の+相に位相を半波長分ずらした周波数で正負の電圧を印加すると奇数の次数のモード(例えば図9(b)に示す19次モード)が発生する。そして、図9に示すように、屈曲振動では振動の節部(例えばd1、d2、D1、D2)が生じ、振動の節部の振幅は実質的に零となる。
When positive and negative voltages are applied to the + phases of the two
つまり、B相電極の電位をグランドに保ったまま、圧電素子430の+相に印加する電圧を周期的に正負に切り替えると、赤外線カットフィルタ410に波形状に凹凸が周期的に切り替わる屈曲振動が生じる。この周期的な電圧の周波数は、赤外線カットフィルタ410の固有モードの共振周波数近傍とすることで、より小さい電圧で大きな振幅を得ることができる。赤外線カットフィルタ410の固有モードの共振周波数は、赤外線カットフィルタ410の形状、板厚、材質等によって異なるが、不快な音を発生しないように、共振周波数が可聴域外となるような固有モードを選ぶことが好ましい。
That is, when the voltage applied to the + phase of the
なお、本実施形態においては、18次モード又は19次モードの振動を発生させる構成として説明したが、これに限らず、これ以外の振動を発生させるようにしても良いし、3種類以上の振動モードを用いても良い。 In addition, in this embodiment, although demonstrated as a structure which generate | occur | produces the vibration of 18th-order mode or 19th-order mode, you may make it generate | occur | produce not only this but vibration other than this, and three or more types of vibration A mode may be used.
図10は、振動ユニット470の振動形状を示す正面図であり、(a)は18次モード、(b)は19次モードの振動が発生している状態を示す。上下に伸びる各点線は、振動の節部(例えばd1、d2、D1、D2)を表わす。図10(a)、(b)に示すように、赤外線カットフィルタ410は、保持部材460に対して振動の節部を含む箇所で固着される。節部の振動は実質的に零であり、その付近も振幅が小さいことから、赤外線カットフィルタ410の振動の減衰を少なくすることができる。
FIGS. 10A and 10B are front views showing the vibration shape of the
また、赤外線カットフィルタ410のうち、大きい振幅を発生させて異物を除去するための範囲は、撮像素子33の有効領域に入射される光束が通過する範囲(有効範囲)である。そして、保持部材460には、赤外線カットフィルタ410の有効範囲の外側である四隅付近で固着される。これにより、有効範囲内に付着した異物を除去するための振動を阻害することなく、効率的に塵埃を除去することができる。
Further, in the
また、保持部材460の上下の辺部460cは、撮影光軸方向に延伸するように折り曲げられている。これにより、保持部材460の撮影光軸方向に対する強度が高められ、組立時に誤って折り曲げられることなく寸法精度の維持が可能となり、単一の部品として形成することができる。したがって、複数の部品を扱う場合に比べて、組立性が向上する。さらに、辺部460cに伝達される振動は矢印Aの示す面水平方向(撮影光軸方向)であり、面水平方向は面垂直方向に対して剛性が高く、振動の振幅は非常に小さいとともに固有モードの共振周波数は可聴域外となり、不快な音を発生することがない。
The upper and
次に、本実施の形態において、赤外線カットフィルタ410の表面に付着した塵埃等の異物を除去する動作について説明する。クリーニング指示操作部材44が操作されると、クリーニングモード開始の指令を受けて、カメラ本体1をクリーニングモードの状態に移行させる。なお、本実施形態では、クリーニング指示操作部材44を設けたが、本発明はこれに限定されない。例えば、クリーニング指示操作部材44は、機械的なボタンに限らず、カラー液晶モニタ19に表示されるメニュー画面上でカーソルキーや指示ボタン等を用いて指示するものであっても良い。
Next, an operation for removing foreign matters such as dust attached to the surface of the
また、クリーニングモードへの移行は、電源オン時等のような、通常のカメラシーケンス中において自動的に行われるようにしても良いし、撮影回数や日付等を基準として行われるようにしても良い。 Further, the transition to the cleaning mode may be performed automatically during a normal camera sequence such as when the power is turned on, or may be performed based on the number of times of shooting, the date, and the like. .
電源供給回路110は、クリーニングモードに必要な電力を、カメラ本体1の各部へ必要に応じて供給する。また、これに並行して電源42の電池残量を検出して、その結果をMPU100へ送信する。MPU100は、クリーニングモード開始の信号を受け取ると、圧電素子駆動回路111に駆動信号を送る。圧電素子駆動回路111は、MPU100より駆動信号を受け取ると、赤外線カットフィルタ410の屈曲振動を励起する周期電圧を生成し、圧電素子430に対して印加する。圧電素子430は、その印加される電圧に応じて伸縮し、赤外線カットフィルタ410は屈曲振動をする。
The
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。例えば、上記実施形態では、赤外線カットフィルタ410に屈曲振動を励起する構成としたが、本発明でいう光学部材としては、赤外線カットフィルタ410に限定されるものではない。略矩形状を有し、入射される光束を所望の光束に変調して射出するフィルタ、例えば複屈折板、位相板及び赤外線カットフィルタ410の貼り合わせによって構成される光学ローパスフィルタや複屈折板もしくは位相板単体に屈曲振動を励起させる構成にしても良い。
As mentioned above, although this invention was demonstrated with various embodiment, this invention is not limited only to these embodiment, A change etc. are possible within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、赤外線カットフィルタ410を導電性の接着材によって保持部材460に固着し、保持部材460と赤外線カットフィルタ410の表面を導通させる構成にしたが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。すなわち、本発明でいう導電性固着手段として、例えば図11に示すように、赤外線カットフィルタ410を導電性両面テープ440によって保持部材460に固着する構成にしても良い。この場合、導電性両面テープ440は振動吸収としての機能を有し、保持部材460に振動を伝達しない効果がある。すなわち、赤外線カットフィルタ410の振動をより効率的に発生することができる。
In the above-described embodiment, the
1 カメラ本体
2 マウント部
33 撮像素子
400 撮像ユニット
410 赤外線カットフィルタ
430 圧電素子
450 フレーム部材
460 保持部材
460a 位置決め穴
460b ビス穴
460c 辺部
470 振動ユニット
500 撮像素子ユニット
510 撮像素子保持部材
520 回路基板
530 シールドケース
540 遮光部材
550 光学ローパスフィルタ保持部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
前記撮像素子の前面であって撮影光軸上に配設された光学部材と、
前記光学部材に振動を与える加振手段と、
前記光学部材を保持して付勢力を与える枠状の保持部材とを備え、
前記保持部材の隅に前記光学部材の隅部が固着されるとともに、前記保持部材は少なくとも一つの辺部が前記撮影光軸方向に延伸するように折り曲げられた単一部品として形成されていることを特徴とする撮像装置。 An image sensor that converts an optical image of a subject into an electrical signal;
An optical member disposed on the imaging optical axis in front of the imaging element;
Excitation means for applying vibration to the optical member;
A frame-shaped holding member that holds the optical member and applies an urging force;
The corner portion of the optical member is fixed to the corner of the holding member, and the holding member is formed as a single part bent so that at least one side portion extends in the photographing optical axis direction. An imaging apparatus characterized by the above.
被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子の前面であって撮影光軸上に配設された光学部材と、
前記光学部材の凹凸が切り替わる屈曲変形を生じさせる加振手段と、
前記光学部材を保持して付勢する枠状の保持部材とを備え、
前記保持部材の隅に前記光学部材の隅部が固着されるとともに、前記保持部材は少なくとも一つの辺部が前記撮影光軸方向に延伸するように折り曲げられた単一部品として形成されていることを特徴とする撮像ユニット。 An imaging unit incorporated in an imaging device,
An image sensor that converts an optical image of a subject into an electrical signal;
An optical member disposed on the imaging optical axis in front of the imaging element;
Vibration means for causing bending deformation in which the unevenness of the optical member is switched;
A frame-shaped holding member that holds and urges the optical member;
The corner portion of the optical member is fixed to the corner of the holding member, and the holding member is formed as a single part bent so that at least one side portion extends in the photographing optical axis direction. An imaging unit characterized by.
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