JP5339982B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像素子又は光学素子に付着した異物を除去する機能を備える撮像装置に関するものである。

近年、普及しているデジタルカメラには、レンズ交換可能なものがある。このようなデジタルカメラにあっては、異物が外から撮像開口に侵入したり、クイックリターンミラーやフォーカルプレンシャッタ等の機構部品の動作による摩耗紛が生じたりすることで、撮像素子表面に設けられた光学素子に異物が付着してしまうことがある。光学素子に異物が付着すると、撮影画像に異物の像が写りこんでしまうという問題が生じる。

従来、このような問題に対して、ブロアーを用いて、光学素子表面にエアーを吹きかけることで、異物を除去する方法が知られている。
また、光学素子表面に付着した異物を自動的に除去する異物除去装置が知られている。この異物除去装置としては、例えば、光学素子表面に振動を与え、付着した異物を落下させるものである。

更に、光学素子表面に付着した異物を簡便に除去する異物除去装置としては、例えば、特許文献１及び特許文献２に開示されているものがある。特許文献１及び特許文献２に開示された異物除去装置は、デジタルカメラの光学素子の直前にワイパ部材を設け、光学素子表面の異物を直接、除去するものである。

特開２００１−２９８６４０号公報 特開２００７−２２１６０５号公報

しかしながら、上述した特許文献１に示される異物除去装置では、ワイパ部材（ワイパ）を駆動するワイパモータが、撮像面に対して、ワイパモータの回転出力軸が垂直になるように配置されている。すなわち、ワイパモータが、デジタルカメラの厚み方向に突出しているために、デジタルカメラが厚み方向に大型化してしまうという問題がある。

一方、上述した特許文献２に示される異物除去装置は、ワイパを駆動するモータが、光学素子の１辺と平行に配置されたリードスクリューと直結しているため、モータが異物除去装置から横に張り出して配置されている。更に、張り出したモータを支持するためのベースが、必要になる場合がある。したがって、デジタルカメラが大型化してしまうと共に、コストが高くなるという問題がある。

本発明は、上述したような点に鑑みてなされたものであり、撮像素子に付着した異物又は光学素子に付着した異物を除去する機能を有する撮像装置において、撮像装置全体の小型化及び低コスト化を図ることを目的とする。

本発明の撮像装置は、光学部材と、前記光学部材を通過して結像した被写体像を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子が取り付けられる基板と、前記撮像素子に付着した異物又は前記撮像素子の受光部よりも被写体側に配置された前記光学部材に付着した異物を除去する清掃部材と、前記清掃部材を駆動するための回転出力軸が前記撮像素子に入射する光束の光軸に対して垂直な方向に突出された駆動源と、を具備する撮像装置であって、前記撮像素子の入射する光束の光軸と垂直な方向から見て、前記駆動源の少なくとも一部分が前記撮像素子及び前記光学部材と重複するように、前記駆動源を前記基板に形成された切り欠き部に配置し、前記清掃部材は、前記撮像素子に入射する光束の光軸方向から見て、前記清掃部材の少なくとも一部分が前記駆動源の少なくとも一部分と重複する位置で前記基板に取り付けられることを特徴とする。

本発明によれば、撮像素子に付着した異物又は光学素子に付着した異物を除去する機能を有する撮像装置において、撮像装置全体の小型化及び低コスト化を図ることができる。
また、例えば、動力源を撮像素子に近接して配置しても、動力源からの漏れ磁束が撮像素子に与える影響を低減させることができる。

第１の実施形態に係る撮像装置の一例の構成を示す図である。 第１の実施形態に係る異物除去装置の構成を示す斜視図である。 第１の実施形態に係る異物除去装置の動作を示す図である。 第１の実施形態に係る光学素子清掃板の取り付け方法を示す図である。 第１の実施形態に係る異物除去装置を下方から見た断面図である。 第２の実施形態に係る異物除去装置の構成を示す斜視図である。 第２の実施形態に係る異物除去装置の動作を示す図である。 第２の実施形態に係る光学素子清掃板の取り付け方法を示す図である。 第２の実施形態に係る異物除去装置を下から見た断面図である。 第３の実施形態に係る異物除去装置の構成を示す斜視図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、光学素子表面の異物を除去する異物除去装置を備えた撮像装置の構成の一例について、説明する。なお、本実施形態では、撮像装置としてレンズ交換可能な一眼レフデジタルカメラ（カメラ）を例にして説明する。また、以下では、撮像素子に入射する光束の光軸のことを、単に光軸と記述する。

図１（ａ）は、撮像素子を備えたカメラをミラーアップした状態で光軸方向（被写体側）から見たときの透視図である。また、図１（ｂ）は、撮像素子を備えたカメラをミラーダウンした状態で光軸方向と垂直な方向から見たときの側断面図である。
まず、カメラ１のカメラボディ４０に内蔵される主要な部品構成及び撮影動作について説明する。本実施形態のカメラ１は、被写体像を結像させるレンズ（不図示）をレンズマウント２に対して、着脱可能に取り付けることができる。

カメラ１は、被写体像がミラーボックスの開口部１０を通過し、クイックリターンミラー３により上方に反射し、開口部１０の上部に配置されたファインダ光学系（ペンタプリズム６やファインダレンズ７）により、撮影者に導かれるようになっている。また、カメラ１は、被写体像の一部がクイックリターンミラー３の後方にあるサブミラー４により下方に導かれ、開口部１０の下部近傍に配置された測距ユニット５により被写体までの距離情報を得ることができるようになっている。また、カメラ１の開口部１０を光軸方向から見た左横近傍には、図１（ｂ）に示すシャッタユニット２０が配置されている。更に、カメラ１には、クイックリターンミラー３、サブミラー４及びシャッタをセットするためのモータ（不図示）が配置されている。また、カメラ１の背面側には、撮影者が撮影画像を確認したり、操作情報を表示したりするための表示モニタ８が配置されている。

撮影時において、クイックリターンミラー３、サブミラー４が上方に退避し、更にシャッタユニット２０のシャッタ羽根２１が走行する。そして、被写体像がＬＰＦ（ローパスフィルタ）１０４等の光学素子を介して、撮像素子１０１の受光部に結像されて、光電変換される。
また、図１（ａ）に示すように、カメラ１を光軸方向から見た左側には、駆動電力を供給するバッテリー３０が配置されている。このバッテリー３０は、カメラボディ４０の下方からカメラ１に挿入して取り付けられるようになっている。また、光軸方向から見て、バッテリー３０と一部重複する態様で、電気信号に変換された被写体像情報を記録する記憶媒体３１が配置されている。この記憶媒体３１は、光軸方向から見て左端からカメラ１に挿入して取り付けられるようになっている。また、カメラ１を外部アクセサリ（不図示）及び他の情報機器（不図示）と接続するための端子３２とその回路とが、光軸方向から見て右側に配置されている。

このようなカメラ１において、レンズ交換時に外部から進入する異物やシャッタ羽根２１が走行すること等により発生する異物がＬＰＦ１０４表面に付着し、撮影画像に写り込んでしまうことがある。そのために、本実施形態に係るカメラ１には、ＬＰＦ１０４表面を適時、清掃する異物除去装置１００が、シャッタユニット２０の後方に設けられている。異物除去装置１００は、後述するように、ベースとなるセンサプレート１０２に撮像素子１０１、ＬＰＦ１０４、清掃部材１０８、清掃駆動部１１０、駆動源としてのモータが組み立てられユニット化されている。本実施形態では、モータとして、電磁モータが用いられている。
なお、異物除去装置１００の具体的な構成については、後述する。

ここで、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、異物除去装置１００の周囲には、ペンタプリズム６やファインダレンズ７からなるファインダ光学系、バッテリー３０、端子３２等が配置されている。また、異物除去装置１００の前方には測距ユニット５が配置され、後方には電気基板や表示モニタ８等が配置されている。したがって、カメラ１全体を小型化するには、異物除去装置１００自体の小型化及び薄型化が要求される。

なお、以下では、異物除去装置１００の清掃する箇所は、ＬＰＦ１０４等の光学素子であるものとして説明する。しかしながら、カメラによっては、撮像素子１０１に近接して、ＬＰＦ１０４等の光学素子が設けられていないものがある。この場合、異物除去装置１００は、撮像素子１０１の清掃を行うものとする。
すなわち、異物除去装置１００は、第１の実施形態のようにＬＰＦ１０４を備えたカメラ１においては、ＬＰＦ１０４の表面に付着する異物を除去する装置として機能する。
一方、ＬＰＦ１０４等の光学素子が配置されないカメラにおいては、撮像素子１０１の表面に付着する異物を除去する装置として機能する。

次に、本実施形態に係る異物除去装置１００の構成及び動作について、図２〜図３を参照して、説明する。
図２（ａ）は、異物除去装置１００を光軸方向からみた斜視図である。また、図２（ｂ）は、異物除去装置１００を撮影者側（背面側）からみた斜視図である。図２（ａ）、（ｂ）には、説明の便宜上、矢印Ａ〜Ｆを付している。なお、図２（ａ）、（ｂ）に示す異物除去装置１００は、上側、すなわち矢印Ａ側に、図１で説明したファインダ光学系が配置される。

異物除去装置１００は、光軸方向から見て略矩形形状に形成され、撮像素子１０１、センサプレート１０２、ＬＰＦ１０４、清掃部材１０８、清掃駆動部１１０、モータ１１２を含んで構成されている。なお、清掃部材１０８は、光学素子清掃板１０６、植毛部１０７を含んで構成されている。
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、異物除去装置１００は、基板となるセンサプレート１０２を有している。このセンサプレート１０２には、図２（ｂ）に示すように、撮像素子１０１が撮影者側から取り付けられている。また、図２（ａ）に示すようにＬＰＦ１０４が、光軸方向側から取り付けられている。また、図２（ａ）では、ＬＰＦ１０４の表面には、両端が折り曲げられて形成された光学素子清掃板１０６が位置している。この光学素子清掃板１０６は、長方形形状であるＬＰＦ１０４の短辺と平行、すなわち矢印Ａ、Ｂ方向に往復移動できるように構成されている。また、光軸方向から見て、ＬＰＦ１０４の矢印Ｃ側には、光学素子清掃板１０６を駆動させるための清掃駆動部１１０が配置されている。

また、センサプレート１０２には、光軸を中心としてファインダ光学系とは反対側、すなわち矢印Ｂ側に、切り欠き部１０２ａが形成されている。この切り欠き部１０２ａには、駆動源としてのモータ１１２や清掃駆動部１１０の一部が配置されている。
モータ１１２は、光軸と垂直な方向、具体的には矢印Ａ、Ｂ側から見て、撮像素子１０１及びＬＰＦ１０４の厚みと一部重複している。また、モータ１１２は、光学素子清掃板１０６より撮影者側に位置している。これにより、光学素子清掃板１０６が移動しても、モータ１１２に干渉することがない。モータ１１２は、上述したような位置に配置されているので、センサプレート１０２から突出されず、異物除去装置１００を略矩形状に保つことができる。なお、モータ１１２は、回転出力軸（不図示）を矢印Ｂ側に突出させるように配置されている。すなわち、モータ１１２のモータ端子（端子）１１２ａが、撮像素子１０１に近接して配置されている。

また、ＬＰＦ１０４の短辺に近接する、センサプレート１０２の両端側、すなわち矢印Ｃ、Ｄ側には、ＬＰＦ１０４の短辺よりも長く矢印Ａ、Ｂ方向に伸びたガイド部としての長溝部１０２ｂ、１０２ｃが形成されている。この長溝部１０２ｂ、１０２ｃには、光学素子清掃板１０６の折り曲げ部１０６ｂ、１０６ｃがそれぞれ摺動可能に係合されている。したがって、光学素子清掃板１０６は、センサプレート１０２に対して光軸方向に規制された状態になっている。更に、光学素子清掃板１０６の清掃駆動部１１０側の端に、長溝部１０２ｂに嵌入するガイド部としてのガイドピン１０３ａ、１０３ｂが、長溝部１０２ｂの長手方向に沿って、２本取り付けられている。したがって、光学素子清掃板１０６の光軸方向に対して垂直な平面内での回転が抑制される。なお、センサプレート１０２の長溝部１０２ｂ、１０２ｃの端部の一方には、長溝部１０２の長手方向と直交する方向に切り欠き部１０２ｂ´、１０２ｃ´が形成されている。

また、光学素子清掃板１０６は、中央部にコの字状の曲げ部１０６ａを有している。この曲げ部１０６ａの内側、すなわちＬＰＦ１０４側には、清掃部としての静電植毛された植毛部１０７（例えば、植毛材料）が、貼り付けられている。この植毛部１０７は、ＬＰＦ１０４表面上の撮像に使用される長方形形状領域の長辺と同じであるか、それ以上の長さに亘って、貼り付けられている。

また、ＬＰＦ１０４の長辺それぞれに隣接するセンサプレート１０２面の被写体側には、粘着部材１０５ａ、１０５ｂが取り付けられている。この粘着部材１０５ａ、１０５ｂは、光学素子清掃板１０６により捕獲された異物を吸着して、再び、異物がＬＰＦ１０４の表面に付着しないようにする。

次に、清掃駆動部１１０について説明する。清掃駆動部１１０は、ギアユニット１１１、リードスクリュー１１３、ラック１１４及びバネ１１５ａ、１１５ｂを含んで構成されている。
リードスクリュー１１３は、長溝部１０２ｂの長溝方向に平行して、センサプレート１０２に取り付けられている。リードスクリュー１１３には、ネジが形成され、軸線方向に対して回転できるように構成されている。このリードスクリュー１１３には、同じネジピッチを有するラック１１４が係合している。また、ギアユニット１１１は、モータ１１２の回転出力軸の回転をリードスクリュー１１３の一端に伝達する位置に配置されている。したがって、モータ１１２の回転出力は、ギアユニット１１１を介して、リードスクリュー１１３に伝達される。そして、リードスクリュー１１３が回転することにより、リードスクリュー１１３に係合するラック１１４が、矢印Ａ、Ｂ方向に直線運動を行う。

ここで、ラック１１４は、上述したガイドピン１０３ａ、１０３ｂの内、矢印Ｂ側のガイドピン１０３ｂと係合している。したがって、ラック１１４の移動に追従して、光学素子清掃板１０６も矢印Ａ、Ｂ方向に移動する。また、リードスクリュー１１３の両端部にはバネ１１５ａ、１１５ｂが配置されている。このバネ１１５ｂ、１１７ｂにより、ラック１１４がリードスクリュー１１３の端部に突き当たったとき、ラック１１４を付勢することで、ラック１１４が端部に食いつくことを防止し、端部から離脱しやすくしている。

次に、図３を参照して、光学素子の清掃動作について説明する。図３は、異物除去装置１００の各動作状態を光軸方向から見た図である。
まず、図３（ａ）は、撮影待機状態を示した図である。図３（ａ）に示すように、光学素子清掃板１０６は、撮像素子１０１（及びＬＰＦ１０４）と光軸方向から見て重複しない退避位置である矢印Ｂ側に待機している。この撮影待機状態においては、植毛部１０７は、ＬＰＦ１０４の表面、撮像素子１０１の表面及び他部品と離間している。したがって、撮影待機状態においては、植毛部１０７が押し潰された状態のまま、塑性変形することを防止することができる。

次に、図３（ｂ）は、光学素子清掃中の状態を示した図である。モータ１１２への通電によって、モータ１１２の出力が清掃駆動部１１０を介して、光学素子清掃板１０６に伝達され、光学素子清掃板１０６が矢印Ａ方向に平行移動する。このとき、光学素子清掃板１０６のＬＰＦ１０４側に配置された植毛部１０７は、ＬＰＦ１０４を押圧しながら移動する。したがって、ＬＰＦ１０４表面上に付着していた異物が、植毛部１０７により捕獲されると共に、移動され、撮像に使用されるＬＰＦ１０４表面の領域から排除される。

次に、図３（ｃ）は、植毛部１０７が一旦、ＬＰＦ１０４上を通過し、矢印Ａ側の所定の位置へ移動した状態を示した図である。ＬＰＦ１０４上に付着していた異物は、植毛部１０７によりＬＰＦ１０４端部から掃き出される。掃き出された異物は、粘着部材１０５ａによって捕集される。したがって、異物が、ＬＰＦ１０４に再付着するのを防止することができる。このとき、植毛部１０７は、ＬＰＦ１０４表面及び粘着部材１０５ａに接触していないので、植毛部１０７が、塑性変形したり、粘着部材１０５ａに付着したりすることを防止することができる。

次に、図３（ａ）に示す撮影待機状態からモータ１１２を駆動し始めて所定の通電時間が過ぎると、モータ１１２が逆回転する。モータ１１２の逆回転により、光学素子清掃板１０６は、矢印Ｂ方向に平行移動を開始する。すると、再び、植毛部１０７はＬＰＦ１０４を押圧しながら移動して、ＬＰＦ１０４上を清掃する。この清掃により、矢印Ａ方向に平行移動したときに除去できなかった異物を除去することができる。
モータ１１２が、逆回転し始めてから所定の通電時間が過ぎると、モータ１１２への通電が止まり、光学素子清掃板１０６による清掃動作が終了する。このとき、植毛部１０７によりＬＰＦ１０４端部から掃き出された異物は、粘着部材１０５ｂによって捕集される。したがって、異物が、ＬＰＦ１０４に再付着するのを防止することができる。このとき、植毛部１０７は、ＬＰＦ１０４表面及び粘着部材１０５ｂに接触していないので、植毛部１０７が、塑性変形したり、粘着部材１０５ｂに付着したりすることを防止することができる。

次に、図４を参照して、光学素子清掃板の取り付け方法について説明する。図４は、光学素子清掃板１０６をセンサプレート１０２に取り付ける位置を光軸方向から見た図である。図４に示す光学素子清掃板１０６を取り付ける位置は、長溝部１０２ｂ、１０２ｃの切り欠き部１０２ｂ´、１０２ｃ´が形成された位置である。この切り欠き部１０２ｂ´、１０２ｃ´が形成された位置は、光学素子清掃板１０６の可動範囲であるものの、ＬＰＦ１０４を清掃する清掃範囲から、離間した位置である。ここで、本実施形態の光学素子清掃板１０６の可動範囲は、図４に示す範囲Ｌ１であって、長溝部１０２ｂ、１０２ｃの長溝方向における溝長さと略同一である。一方、清掃範囲は、図４に示す範囲Ｌ２であって、ＬＰＦ１０４の短辺の長さと略同一である。

光学素子清掃板１０６を取り付ける場合、光学素子清掃板１０６の両端部１０６ｂ、１０６ｃを、切り欠き部１０２ｂ´、１０２ｃ´に入れ込み、センサプレート１０２の長溝部１０２ｂ、１０２ｃと係合させる。この取り付け位置において、モータ１１２と清掃部材１０８を構成する光学素子清掃板１０６とは、光軸方向から見て一部分が重複しているものの、お互いに干渉することなく、取り付け及び光学素子清掃板１０６の可動ができる。

次に、図５を参照して、図４に示す異物除去装置１００を光軸方向と垂直な方向である矢印Ｂ側（下方）から見たときの一部断面図について説明する。ここで、図５に示すように、モータ１１２は、撮像素子１０１及びＬＰＦ１０４と、一部が重複している。また、モータ１１２は、光学素子清掃板１０６よりも撮影者側、すなわち矢印Ｆ側に配置されている。
したがって、モータ１１２がカメラ１内の他部品と干渉することなく効率よく配置され、光学素子清掃板１０６を着脱するときにも、光学素子清掃板１０６がモータ１１２や他部品と干渉することがない。

ここで、上述したように従来のカメラの異物除去装置では、ワイパを駆動するワイパモータを、撮像面に対して、回転出力軸が垂直になるように配置されていた。また、光学素子の１辺と平行に配置されたリードスクリューにモータが直結し、異物除去装置からモータが横に張り出して配置されていた。したがって、従来は、異物除去装置が大型化してしまうために、撮像装置全体の大型化を招いていた。また、場合によっては、張り出したモータを支持するためのベースが必要になり、コストが高くなる恐れがあった。

しかし、本実施形態によれば、駆動源となるモータ１１２を異物除去装置１００の略矩形形状内に収めることができる。すなわち、図４に示すように、光軸方向から見て、モータ１１２と光学素子清掃板１０６とを、一部分が重複するように、配置した。したがって、光学素子清掃板１０６を取り外すために必要であったスペースと、モータ１１２が配置されているスペースとが光軸方向から見て一部共有される。これにより、モータ１１２をセンサプレート１０２よりも矢印Ａ、Ｂ方向や矢印Ｃ、Ｄ方向に張り出して配置したり、撮像面に対してモータ１１２の回転出力軸が垂直になるように、センサプレート１０２に配置したりするよりも小型化することができる。また、センサプレート１０２から張り出したモータ１１２を支持するためのベースが不要なため、低コスト化を図ることができる。

また、モータ１１２をセンサプレート１０２の切り欠き部１０２ａに配置したことで、図５に示すように撮像素子１０１やＬＰＦ１０４の設置に必要であったカメラ１内の矢印Ｅ、Ｆ方向のスペースにモータ１１２の設置スペースを共有できる。したがって、カメラ１内のスペースを有効活用することができる。
また、異物除去装置１００の矢印Ａ方向（上方）には、ファインダ光学系があり、モータ１１２を新たに配置することは困難であった。しかしながら、本実施形態によれば、モータ１１２を光軸に対してファインダ光学系とは反対側、すなわち矢印Ｂ側に配置したことにより、カメラ１内のスペースを有効利用することができる。

（第２の実施形態）
次に、本実施形態に係る異物除去装置２００の構成及び動作について、図６〜図７を参照して、説明する。
本実施形態に係る異物除去装置２００は、第１の実施形態における光学素子清掃板１０６に植毛部１０７を常に一定の力でＬＰＦ１０４表面に接触させるためのイコライズ機構を備えたものである。なお、カメラ１の構成や、異物除去装置の光学素子清掃板１０６以外の構成は第１の実施形態と略同一なので、第１の実施形態と同様の構成については、同一符号を付すと共に、詳細な説明は省略する。

図６（ａ）は、異物除去装置２００を光軸方向から見た斜視図である。また、図６（ｂ）は、異物除去装置２００を撮影者側（背面側）からみた斜視図である。図６（ａ）、（ｂ）には、説明の便宜上、矢印Ａ〜Ｆを付している。なお、図６（ａ）、（ｂ）に示す異物除去装置２００は、上側、すなわち矢印Ａ側に、図１で説明したファインダ光学系が配置される。

異物除去装置２００は、撮像素子１０１、センサプレート１０２、ＬＰＦ１０４、清掃駆動部１１０、清掃部材２１０、モータ１１２を含んで構成されている。なお、本実施形態では、清掃部材２１０は、光学素子清掃板２０６、光学素子清掃部駆動板２０７、植毛部１０７、板バネ２０８ａ、２０８ｂを含んで構成されている。
また、図６（ａ）に示すように、本実施形態のセンサプレート１０２の端部には、長溝部１０２ｂの近傍であって、長溝部１０２ｂの長手方向に離間して、センサ２０９ａ、２０９ｂが設けられている。センサ２０９ａ、２０９ｂは、光学素子清掃部駆動板２０７の移動を検知する。
また、図６（ａ）に示すように、光学素子清掃部駆動板２０７は、中央にコの字状の曲げ部２０７ａを有している。また、光学素子清掃部駆動板２０７は、曲げ部２０７ａの両端から連続して、折り曲げ部２０７ｂ、２０７ｃが形成されている。折り曲げ部２０７ｂ、２０７ｃは、センサプレート１０２の長溝部１０２ｂ、１０２ｃにそれぞれ摺動可能に係合されている。したがって、光学素子清掃部駆動板２０７は、センサプレート１０２に対して光軸方向に規制された状態になっている。更に、光学素子清掃部駆動板２０７の折り曲げ部２０７ｂには、長溝部１０２ｂに嵌入するガイド部としてのガイドピン１０３ａ、１０３ｂが、長溝部１０２ｂの長手方向に沿って、２本取り付けられている。したがって、光学素子清掃部駆動板２０７の光軸方向に対して垂直な平面内での回転が抑制される。また、ガイドピン１０３ｂは、清掃駆動部１１０を構成するラック１１４と係合しており、ラック１１４の直進運動に追従して移動する。

次に、本実施形態に係るイコライズ機構について説明する。
光学素子清掃部駆動板２０７の折り曲げ部２０７ｂ、２０７ｃには付勢部材としての板バネ２０８ａ、２０８ｂが取り付けられている。また、板バネ２０８ａ、２０８ｂは、それぞれ光学素子清掃板２０６の両端と連結されていて、光学素子清掃板２０６をＬＰＦ１０４表面側に付勢している。なお、このとき、板バネ２０８ａ、２０８ｂのバネ形状は、ＬＰＦ１０４表面上への押圧力が略８０〜１２０ｇｆ程度になるように設定されていると好適である。

また、光学素子清掃板２０６のＬＰＦ１０４側の面には、清掃部としての静電植毛された植毛部１０７が、貼り付けられている。この植毛部１０７は、ＬＰＦ１０４表面上の撮像に使用される長方形形状領域の長辺と同じであるか、それ以上の長さに亘って、貼り付けられている。なお、異物除去装置２００の各構成部品の形状のばらつきや組立誤差により、植毛部１０７とＬＰＦ１０４との接触位置が変動することが考えられる。しかし、接触位置が、光軸方向に例えば略０．１〜０．３ｍｍ程度変動しても、板バネ２０８ａ、２０８ｂによる押圧力の変動は数ｇｆ程度であり、異物除去能力が大きく変動することはない。
また、温度環境変化、繰り返し動作による部品形状の変動等が生じ、光学素子清掃板２０６がＬＰＦ１０４に完全に平行に移動しない状態になったとする。この場合であっても、上述したような構成により、板バネ２０８ａ、２０８ｂによって、植毛部１０７をＬＰＦ１０４表面に押し当てる力が、常に作用するイコライズ機構を構成することができる。

なお、イコライズ機構は、例えば付勢部材としての板バネを光学素子清掃部駆動板２０７と光学素子清掃板２０６との間に設けてもよい。但し、この場合、イコライズ機構が、光軸方向、すなわち矢印Ｅ、Ｆ方向に大きくなってしまう。したがって、本実施形態のように、板バネ２０８ａ、２０８ｂを光学素子清掃板２０６の両側に配置することで、光軸方向に薄型化を図りつつ、略均一な押圧力でＬＰＦ１０４上をムラ無く清掃することができるという効果がある。

次に、図７を参照して、光学素子の清掃動作について説明する。図７は、異物除去装置２００の各動作状態を光軸方向から見た図である。
まず、図７（ａ）は、撮影待機状態を示した図である。図７（ａ）に示すように、光学素子清掃板２０６及び光学素子清掃部駆動板２０７は、撮像素子１０１（及びＬＰＦ１０４）と光軸方向から見て重複しない退避位置である矢印Ｂ側に待機している。この撮影待機状態においては、植毛部１０７は、ＬＰＦ１０４の表面、撮像素子１０１の表面及び他部品と離間している。したがって、撮影待機状態においては、植毛部１０７が押し潰された状態のまま、塑性変形することを防止することができる。このとき、光学素子清掃部駆動板２０７は、モータ１１２と光軸方向から見て重複しているが、干渉することはない。

次に、図７（ｂ）は、光学素子清掃中の状態を示した図である。モータ１１２への通電によって、モータ１１２の出力が清掃駆動部１１０を介して、光学素子清掃部駆動板２０７に伝達され、光学素子清掃部駆動板２０７が矢印Ａに平行移動する。このとき、光学素子清掃板２０６のＬＰＦ１０４側に配置された植毛部１０７は、ＬＰＦ１０４を押圧しながら移動する。したがって、ＬＰＦ１０４表面上に付着していた異物が、植毛部１０７により捕獲されると共に、移動され、撮像に使用されるＬＰＦ１０４表面の領域から排除される。

次に、図７（ｃ）は、植毛部１０７が一旦、ＬＰＦ１０４上を通過し、矢印Ａ側の所定の位置へ移動した状態を示した図である。ＬＰＦ１０４上に付着していた異物は、植毛部１０７によりＬＰＦ１０４端部から掃き出される。掃き出された異物は、粘着部材１０５ａによって捕集される。したがって、異物が、ＬＰＦ１０４に再付着するのを防止することができる。このとき、植毛部１０７は、ＬＰＦ１０４表面及び粘着部材１０５ａに接触していないので、植毛部１０７が、塑性変形したり、粘着部材１０５ａに付着したりすることを防止することができる。

次に、光学素子清掃部駆動板２０７が矢印Ａ側の所定位置に移動すると、センサ２０９ａが光学素子清掃部駆動板２０７を検知する。モータ１１２は、センサ２０９ａの信号により通電方向を逆転させる。モータ１１２の逆回転により、光学素子清掃部駆動板２０７は、矢印Ｂ方向に平行移動を開始する。すると、再び、植毛部１０７はＬＰＦ１０４を押圧しながら移動して、ＬＰＦ１０４上を清掃する。この清掃により、矢印Ａ方向に平行移動したときに除去できなかった異物を除去することができる。
再び、光学素子清掃部駆動板２０７が、図７（ａ）の位置に戻ると、センサ２０９ｂは、光学素子清掃部駆動板２０７を検知する。すると、センサ２０９ｂの信号により、モータ１１２への通電を止め、光学素子清掃部駆動板２０７による清掃動作が終了する。このとき、植毛部１０７によりＬＰＦ１０４端部から掃き出された異物は、粘着部材１０５ｂによって捕集される。したがって、異物が、ＬＰＦ１０４に再付着するのを防止することができる。このとき、植毛部１０７は、ＬＰＦ１０４及び粘着部材１０５ｂに接触していないので、植毛部１０７が、塑性変形したり、粘着部材１０５ｂに付着したりすることを防止することができる。

次に、図８を参照して、光学素子清掃部駆動板の取り付け方法について説明する。図８は、光学素子清掃部駆動板２０７をセンサプレート１０２に取り付ける位置を光軸方向から見た図である。図８に示す光学素子清掃部駆動板２０７を取り付ける位置は、長溝部１０２ｂ、１０２ｃの切り欠き部１０２ｂ´、１０２ｃ´が形成された位置である（図７（ｄ）も参照）。この切り欠き部１０２ｂ´、１０２ｃ´が形成された位置は、光学素子清掃部駆動板２０７の可動範囲であるものの、清掃範囲から、離間した位置である。ここで、本実施形態の光学素子清掃部駆動板２０７の可動範囲は、図８に示す範囲Ｌ３であって、長溝部１０２ｂ、１０２ｃの長溝方向における溝長さと略同一である。一方、清掃範囲は、図８に示す範囲Ｌ４であって、ＬＰＦ１０４の短辺の長さと略同一である。

光学素子清掃部駆動板２０７を取り付ける場合、光学素子清掃部駆動板２０７の両端部２０７ｂ、２０７ｃを切り欠き部１０２ｂ´、１０２ｃ´に入れ込み、センサプレート１０２の長溝部１０２ｂ、１０２ｃと係合させる。この取り付け位置において、モータ１１２と清掃部材２１０を構成する光学素子清掃部駆動板２０７とは、光軸方向から見て重複しているものの、お互いに干渉することなく、取り付けられる。また、光学素子清掃部駆動板２０７は、モータ１１２と干渉することなく、可動できる。

次に、図９を参照して、図８に示す異物除去装置２００を光軸方向と垂直な方向である矢印Ｂ側（下方）から見たときの一部断面図について説明する。ここで、図９に示すように、モータ１１２は、撮像素子１０１及びＬＰＦ１０４と、一部が重複している。また、モータ１１２は、光学素子清掃板２０６及び光学素子清掃部駆動板２０７よりも撮影者側、すなわち矢印Ｆ側に配置されている。
したがって、モータ１１２がカメラ１内の他部品と干渉することなく効率よく配置され、光学素子清掃部駆動板２０７をセンサプレート１０２に着脱するときにも、モータ１１２や他部品と干渉することがない。

このように、本実施形態によれば、板バネ２０８ａ、２０８ｂにより植毛部１０７をＬＰＦ１０４表面に押圧する力が常に作用するイコライズ機構を構成することができる。なお、イコライズ機構分だけ、清掃部材２１０が退避させるためのスペースが矢印Ａ、Ｂ方向に必要となるが、モータ１１２の設置スペースと共有しているために、異物除去装置２００が大型化することはない。

（第３の実施形態）
次に、本実施形態に係る異物除去装置３００の構成について、図１０を参照して、説明する。
上述した第１及び第２の実施形態では、電磁モータであるモータ１１２が撮像素子１０１の近傍に配置されているために、モータ１１２の漏れ磁束が撮像素子１０１に影響を与えることが懸念される。そこで、本実施形態の異物除去装置３００は、モータ１１２の漏れ磁束が撮像素子１０１に与える影響を低減する機能を備えた構成になっている。すなわち、モータ１１２と撮像素子１０１との間に高透磁率材料で構成した壁部を設け、モータ１１２の漏れ磁束が撮像素子１０１に与える影響を低減させる。

図１０は、本実施形態に係る異物除去装置３００を撮影者側から見た斜視図である。センサプレート３０２は、高透磁率材料で構成されている。ここで、高透磁率材料としては、例えば、ＳＰＣＣと言われる冷間圧延鋼板や、ＳＵＹと言われる電磁軟鉄を用いると好適である。
また、図１０に示すように、センサプレート３０２には、第１及び第２の実施形態と同様に、モータ１１２や清掃駆動部１１０の一部が配置される切り欠き部３０２ａが形成されている。また、切り欠き部３０２ａの基端からは、例えば、プレス加工により、Ｌ字型に折り曲げられた壁部としてのＬ字折り曲げ部３０２ｂが設けられている。このＬ字折り曲げ部３０２ｂは、モータ１１２と撮像素子１０１との間の空間を仕切る位置に配置される。より具体的には、モータ１１２のモータ端子１１２ａと撮像素子１０１との間に配置される。したがって、このＬ字折り曲げ部３０２ｂにより、モータ１１２の漏れ磁束から撮像素子１０１が受ける影響を低減させることができる。

なお、上述では、壁部としてのＬ字折り曲げ部３０２ｂは、Ｌ字型に折り曲げられて形成する場合について説明したが、この形状に限られない。例えば、平板状であってもよく、モータ１１２のモータ端子１１２ａの周囲を包囲する形状であってもよい。
また、上述では、Ｌ字折り曲げ部３０２ｂは、センサプレート３０２と一体で構成する場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、高透磁率材料で形成した別体の壁部を、モータ１１２と撮像素子１０１との間に配置するように取り付けてもよい。
また、上述では、高透磁率材料として、冷間圧延鋼板や電磁軟鉄を用いる場合について説明したが、純鉄、ケイ素鋼又はパーマロイ等により構成してもよい。

なお、上述した第１〜第３の実施形態では、モータ１１２の回転出力軸とリードスクリュー１１３の軸線方向とが平行になるように配置した。このように構成することで、ギアユニット１１１の配置が有利になる。
また、使用した電磁モータの回転出力軸方向の漏れ磁束が少ないことから、モータ１１２を縦向きとし、漏れ磁束の少ない方向を撮像素子１０１に向けて配置した。
しかしながら、ウォームギヤ等を用いることで、モータ１１２を横向きに配置してもよい。すなわち、モータ１１２の横側面を撮像素子１０１側に配置する場合であっても、適用できることは言うまでもない。このとき、高透磁率材料で撮像素子１０１とモータ１１２の間に壁部を形成することで、漏れ磁束が撮像素子１０１に与える影響を低減させることができる。

また、上述した第１〜第３の実施形態では、清掃部としての植毛部１０７を植毛材料とする場合について説明したが、この場合に限られない。すなわち、清掃部として空気圧や静電気等によって、ＬＰＦ１０４表面上の異物を非接触で除去するように構成してもよい。
また、上述した第１〜第３の実施形態では、矢印Ａ方向にファインダ光学系、矢印Ｆ方向に撮影者、矢印Ｅ方向に被写体が存在する場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、矢印Ｄ方向にファインダ光学系を配置するようにカメラ１を構成してもよいことは言うまでもない。

また、上述した第１〜第３の実施形態に係るカメラの各ユニットは、各図や上述した構成に限定されるものではない。例えば、モータ１１２をカメラ１の他部品に固定する等して、異物除去装置の中に含まないように構成してもよい。
また、上述した第１〜第３の実施形態では、清掃部材がＬＰＦ１０４の短辺に沿って可動する場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、清掃部材が、ＬＰＦ１０４の長辺に沿って可動するように構成してもよい。この場合、長溝部は、ＬＰＦ１０４の長辺に沿って設ければよい。また、このとき、清掃部材の可動範囲は、長溝部の長溝方向における溝長さと略同一であり、清掃範囲は、ＬＰＦ１０４の長辺の長さと略同一となる。
また、上述した第１〜第３の実施形態に係るカメラとして一眼レフカメラを取り上げて説明したが、ビデオカメラ等の他のカメラに適用できることは言うまでもない。

１ カメラ
２ レンズマウント
３ クイックリターンミラー
４ サブミラー
５ 測距ユニット
６ ペンタプリズム
７ ファインダレンズ
８ 表示モニタ
１０ 開口部
２０ シャッタユニット
３０ バッテリー
３１ 記憶媒体
３２ 端子
４０ カメラボディ
１００ 異物除去装置
１０１ 撮像素子
１０２ センサプレート
１０３ ガイドピン
１０４ ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
１０５ 粘着部材
１０６ 光学素子清掃板
１０７ 植毛部
１１０ 清掃駆動部
１１１ ギアユニット
１１２ モータ
１１３ リードスクリュー
１１４ ラック
１１５ バネ
２００ 異物除去装置
２０６ 光学素子清掃板
２０７ 光学素子清掃部駆動板
２０８ 板バネ
２０９ センサ
３０２ センサプレート
３００ 異物除去装置
３０２ｂ Ｌ型折り曲げ部

Claims (6)

1. 光学部材と、
   前記光学部材を通過して結像した被写体像を光電変換する撮像素子と、
   前記撮像素子が取り付けられる基板と、
   前記撮像素子に付着した異物又は前記撮像素子の受光部よりも被写体側に配置された前記光学部材に付着した異物を除去する清掃部材と、
   前記清掃部材を駆動するための回転出力軸が前記撮像素子に入射する光束の光軸に対して垂直な方向に突出された駆動源と、を具備する撮像装置であって、
   前記撮像素子の入射する光束の光軸と垂直な方向から見て、前記駆動源の少なくとも一部分が前記撮像素子及び前記光学部材と重複するように、前記駆動源を前記基板に形成された切り欠き部に配置し、
   前記清掃部材は、前記撮像素子に入射する光束の光軸方向から見て、前記清掃部材の少なくとも一部分が前記駆動源の少なくとも一部分と重複する位置で前記基板に取り付けられることを特徴とする撮像装置。
2. 前記駆動源は、前記撮像素子に入射する光束の光軸に対して、該撮像装置に配置されたファインダ光学系と、反対側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記駆動源は、前記駆動源の端子が前記撮像素子に近接するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記清掃部材には、前記撮像素子又は前記光学部材の表面に対して、一定の押圧力で押圧する付勢部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の撮像装置。
5. 前記駆動源は、電磁モータであり、
   前記電磁モータと前記撮像素子との間に、高透磁率材料による壁部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の撮像装置。
6. 前記壁部は、冷間圧延鋼板又は電磁軟鉄により構成されていることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。

Images