JP5484084B2 - Imaging unit and imaging apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、光軸上に配設される光学部材及び撮像素子を保持部材で保持する撮像ユニット及び撮像装置に関する。 The present invention relates to an image pickup unit and an image pickup apparatus that hold an optical member and an image pickup element disposed on an optical axis with a holding member.
被写体像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、撮影光束を撮像素子で受光し、その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。撮像素子としては、CCD(Charge Coupled Device)や、CMOSセンサ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等が用いられる。 In an imaging device such as a digital camera that captures a subject image by converting it into an electrical signal, the imaging light beam is received by the imaging device, a photoelectric conversion signal output from the imaging device is converted into image data, and a memory card, etc. Record on a recording medium. As the imaging element, a CCD (Charge Coupled Device), a CMOS sensor (Complementary Metal Oxide Semiconductor), or the like is used.
このような撮像装置では、撮像素子の被写体側に、光学ローパスフィルタや赤外吸収フィルタが配置されるが、これらフィルタの表面に塵埃等の異物が付着すると、その付着部分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 such an image pickup apparatus, an optical low-pass filter and an infrared absorption filter are arranged on the subject side of the image pickup element. When foreign matter such as dust adheres to the surface of these filters, the attached portion becomes a black dot. The image appears in the photographed image, and the image looks poor.
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。 In particular, in a digital single lens reflex camera 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 captured by the image sensor and filter. May adhere to the surface of 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.
このような現象を回避するために、特許文献1には、撮像素子の被写体側の光学素子を圧電素子で振動させることにより、光学素子の表面に付着した塵埃等の異物を除去する技術が提案されている。ここでは、光学素子ユニットと撮像素子ユニットを両面粘着のゴムシートで封止する構成となっている。
In order to avoid such a phenomenon,
しかしながら、特許文献1の方式においては、撮像素子は板バネによってミラーボックスに支持される撮像素子保持部材に取り付けられているため、部品点数が多く、また組立工数が多くなるという課題を有している。
However, in the method of
また、光学素子ユニットと撮像素子ユニットは両面粘着のゴムシートで封止されているため、リワーク時に両面粘着を引き剥がす作業が困難であるという問題が生じる。 In addition, since the optical element unit and the imaging element unit are sealed with a double-sided adhesive rubber sheet, there is a problem that it is difficult to peel off the double-sided adhesive during rework.
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、部品点数、組立工数の低減を図ることができ、リワーク性を改善することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to reduce the number of parts and the number of assembly steps, and to improve reworkability.
本発明の撮像ユニットは、撮像素子と、前記撮像素子を保持する撮像素子保持部材と、光学部材と、第1の面には前記撮像素子保持部材が固定され、前記第1の面の裏面となる第2の面には前記光学部材が保持される光学部材保持部材と、前記光学部材保持部材の前記第1の面に形成され、前記撮像素子を保持した前記撮像素子保持部材が前記第1の面に固定される際に、前記撮像素子と前記光学部材保持部材の間に第1の密閉空間を形成する第1の封止部と、前記光学部材保持部材の前記第2の面に形成され、前記光学部材が前記第2の面に保持される際に、前記光学部材と前記光学部材保持部材の間に第2の密閉空間を形成する第2の封止部と、を備え、前記第1の封止部および前記第2の封止部は、光軸方向でも光軸に垂直な方向でも互いに重なり合わないように、互いに分離して前記光学部材保持部材に一体的に形成されることを特徴とする。 Imaging unit of the present invention, an imaging element, an imaging element holding member for holding the image pickup element, and the optical engine member, the first face the image pickup element holding member is fixed, the rear surface of the first surface An optical member holding member that holds the optical member on the second surface, and the imaging element holding member that is formed on the first surface of the optical member holding member and holds the imaging element. A first sealing portion that forms a first sealed space between the imaging element and the optical member holding member when fixed to the first surface; and the second surface of the optical member holding member. A second sealing portion that is formed and forms a second sealed space between the optical member and the optical member holding member when the optical member is held on the second surface; The first sealing portion and the second sealing portion may be in an optical axis direction or a direction perpendicular to the optical axis. So as not to overlap the stomach, characterized in that it is integrally formed on the optical member holding member are separated from each other.
本発明によれば、部品点数、組立工数の低減を図ることができ、リワーク性を改善することできる。 According to the present invention, the number of parts and the number of assembly steps can be reduced, and the reworkability 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。
<1.カメラの全体の概略構成(図1〜図3)>
(1−1.機械的構成(図1、図2))
本実施形態においては、本発明を適用して以下のようなデジタル一眼レフカメラを構成することができるが、まず、そのカメラの全体の概略構成における機械的構成について説明する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
<1. Overall schematic configuration of the camera (FIGS. 1 to 3)>
(1-1. Mechanical configuration (FIGS. 1 and 2))
In the present embodiment, the following digital single-lens reflex camera can be configured by applying the present invention. First, a mechanical configuration of the overall schematic configuration of the camera will be described.
図1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り、カメラを前面側(被写体側)から見た斜視図であって、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。
FIG. 1 is an external view of a digital single-lens reflex camera according to the present embodiment, and is a perspective view of the camera as viewed from the front side (subject side), showing a state in which the taking lens unit is removed. As shown in FIG. 1, the
カメラ本体1のマウント部2には、撮影レンズユニット(200a)(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共に、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良い。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 (200a) (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
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。カメラ上部の右寄りには、撮影モード設定ダイヤル14が配置されている。
A
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り、カメラを撮影者側(背面側)から見た斜視図である。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。
FIG. 2 is an external view of the digital single-lens reflex camera according to the present embodiment, and is a perspective view of the camera viewed from the photographer side (back side). 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、自動露出装置により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り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、光学ローパスフィルタ410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。なお、クリーニングモードは、クリーニング指示操作部材44を用いて任意に動作させることもできるし、メインスイッチ43をONした際、或いはOFFした際、或いはその両方のタイミングで自動で動作させることもできる。
Further, a
(1−2.電気的構成(図3))
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EEPROM100a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。
(1-2. Electrical configuration (Fig. 3))
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
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、スイッチセンサ回路105、測光回路106が接続される。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、電力供給回路110、圧電素子駆動回路111が接続される。これらの回路は、MPU100の制御により動作するものである。
Connected to the
MPU100は、撮影レンズユニット200a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200a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200a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200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
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の制御により撮影レンズ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の制御により絞り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へ導くと共に、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により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、シャッタ先幕が遮光位置にあると共に、シャッタ後幕が露光位置にある。次いで、撮影時には、シャッタ先幕が遮光位置から露光位置へ移動する露光走行を行って被写体からの光を通過させ、撮像素子33で撮像を行う。所望のシャッタ秒時の経過後、シャッタ後幕が露光位置から遮光位置へ移動する遮光走行を行って撮影を完了する。シャッタユニット32は、MPU100の指令を受けたシャッタ駆動回路103により制御される。
The shutter unit (mechanical focal plane shutter) 32 has a shutter front curtain in a light shielding position and a shutter rear curtain in an exposure position when a photographer observes a subject image with a finder. Next, at the time of shooting, the shutter front curtain travels from the light shielding position to the exposure position, passes light from the subject, and the
撮像ユニット400は、光学ローパスフィルタ410、圧電素子430、撮像素子33を含む撮像手段である撮像素子ユニット33a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。
The
撮像素子33は、被写体像を光電変換するものであり、本実施の形態ではCMOSセンサが用いられるが、その他にもCCD型、CMOS型及びCID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良い。撮像素子ユニット33aの前方に配置された光学ローパスフィルタ410は、水晶からなる1枚の複屈折板であり、その形状は矩形状である。圧電素子430は、単板の圧電素子(ピエゾ素子)であり、MPU100の指示を受けた圧電素子駆動回路111により加振され、その振動を光学ローパスフィルタ410に伝えるように構成されている。
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。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
スイッチセンサ回路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(半押し)によりON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(全押し)によりONする。スイッチSW2(7b)がON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 sensor 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。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42は、カメラの各要素に対して電源を供給する。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
<2.撮像ユニットの具体的構成(図4〜図9)>
(2−1.カメラ内部における撮像ユニットの概略構成(図4))
次に、本実施形態における撮像ユニット400の概略構成について説明する。図4に示すように、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かつ平行になるように調整されて固定される。
<2. Specific Configuration of Imaging Unit (FIGS. 4 to 9)>
(2-1. Schematic configuration of imaging unit inside camera (FIG. 4))
Next, a schematic configuration of the
(2−2.撮像ユニットの構成(図5))
図5(a)は撮像ユニット400を被写体側から、図5(b)は撮影者側から見た斜視図である。図5(a)、(b)に示すように、光学ローパスフィルタ410は、水晶からなる1枚の複屈折板であり、その形状は矩形状である。この光学ローパスフィルタ410が本発明でいう光学部材に相当するものである。光学ローパスフィルタ410は、撮影有効領域410aの一側方に圧電素子430を配置する周縁部410bを有しており、撮影光軸中心に対して直交する方向(カメラ左右方向)は非対称である。このようにした光学ローパスフィルタ410の表面には、光学的なコーティングが施されている。
(2-2. Configuration of Imaging Unit (FIG. 5))
5A is a perspective view of the
圧電素子430は、単板の矩形の短冊形状を呈し、光学ローパスフィルタ410の周縁部410bにおいて、圧電素子430の長辺が光学ローパスフィルタ410の短辺(側辺)に平行になるように配置されて接着保持される(貼着される)。この圧電素子430が本発明でいう加振手段に相当するものである。圧電素子430は、光学ローパスフィルタ410上において四辺のうち一辺に近接して平行に貼着され、一辺に平行な複数の節部を有するように光学ローパスフィルタ410を波状に振動させる。
The
610は第1の保持部材である樹脂製又は金属製の光学部材保持部材であり、略矩形状の開口部610aを有し、光学ローパスフィルタ410及び光学部材460を保持する。光学部材保持部材610には、撮影者側に第1の封止部620、被写体側に第2の封止部630が一体成型されている。これら封止部620、630は弾性部材であり、ゴムやエラストマーでも良いし、弾性体であれば、ウレタンフォームやプラスチック等の高分子重合体でも良い。また、光学部材保持部材610と封止部620、630は一体成型されていると説明したが、別体としてもかまわない。
光学部材460は位相板(偏光解消板)と赤外カットフィルタと光学ローパスフィルタ410に対して屈折方向が90°異なる複屈折板とを貼り合わせた光学部材であり、開口部610aを塞ぐように光学部材保持部材610に接着固定される。
The
710は第2の保持部材である撮影素子保持部材であり、略矩形状の開口部710aを有し、撮像素子ユニット33aを撮影者側で保持すると共に、光学部材保持部材610を被写体側で保持する。撮像素子ユニット33aは、撮像素子保持部材710にビス500で固定される。撮像素子保持部材710の材質は樹脂でも金属でも良いが、金属製とすれば、撮像素子33の熱を逃がす効果が大きくなり、撮像素子33の発熱による画像劣化防止に有効である。
An imaging
440は付勢部材であり、光学ローパスフィルタ410の撮影有効領域410a外の4ヶ所において光学ローパスフィルタ410に当接し、光軸方向で撮影者側に付勢する。付勢部材440と光学部材保持部材610は、撮像素子保持部材710にビス510で固定される。また、光学部材保持部材610は撮像素子保持部材710にビス520でも固定される。このようにして、光学ローパスフィルタ410は、第2の封止部630により光学部材保持部材610に対して密着保持され、撮像素子ユニット33aは光学部材保持部材610の第1の封止部620に密着する。
以上の構成をとることにより、光学ローパスフィルタ410は、付勢部材440と第2の封止部630とで挟み込まれて振動自在に支持される。
By adopting the above configuration, the optical low-
470は圧電素子430に電圧を印加するための圧電素子用フレキシブルプリント基板であり、圧電素子430に接着固定される。圧電素子430は、電圧の印加により光軸と直交する方向に主として伸縮振動し、光学ローパスフィルタ410を共振(振動)させる。これにより、光学ローパスフィルタ410の表面に付着した異物をふるい落とすことができる。
(2−3.圧電素子の構成(図6))
図6に示すように、圧電素子430のB面は、光学ローパスフィルタ410に定在波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C面は、不図示の導電材等により電気的に接続されてB面のG相と同電位に保たれている。B面には圧電素子用フレキシブルプリント基板470が接着等により固着され、+相、G相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。C面が光学ローパスフィルタ410に接着等により固着され、圧電素子430と光学ローパスフィルタ410とが一体的に運動するように構成されている。
(2-3. Configuration of piezoelectric element (FIG. 6))
As shown in FIG. 6, the B surface of the
(2−4.封止部の構成(図7))
次に、図7を参照して、光学部材保持部材610と封止部620、630の構成について詳述する。図7は図4におけるA−A線断面図である。
(2-4. Configuration of sealing portion (FIG. 7))
Next, the configuration of the optical
第1の封止部620は、撮影者側において光学部材保持部材610の開口部610aを囲むように配置される。第1の封止部620は光学部材保持部材610と一体成型により一体化されており、撮影者側の面が撮像素子ユニット33aと当接する。第1の封止部620は、ゴム、エラストマー等の弾性部材であり、光学部材保持部材610と二色成型で一体化することが可能である。
The
撮像素子ユニット33aは、ビス500によりビス締結部33bが撮像素子保持部材710に固定される。第1の封止部620は、撮像素子ユニット33aが撮像素子保持部材710にビス止めされることにより、光学部材保持部材610と撮像素子ユニット33aが所定の間隔となるまで弾性変形しており、撮像素子ユニット33a側の空間を密閉することが可能となる。第1の封止部620の撮像素子ユニット33aとの当接部は、断面形状が一山以上の凸形状で構成される。また、光学部材460は光学部材保持部材610の所定の保持部に外周接着されて保持される。これにより、光学部材保持部材610と撮像素子ユニット33aと第1の封止部620と光学部材460とにより囲まれる空間は封止され、塵埃等の異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成される。
In the
一方、第2の封止部630は、被写体側において光学部材保持部材610の開口部610aを囲むように配置される。第2の封止部630は、第1の封止部620に対して光軸から離れる方向(外方向)にオフセットして配置される。第2の封止部630も光学部材保持部材610に一体成型により一体化されており、被写体側の面が光学ローパスフィルタ410と当接する。光学ローパスフィルタ410は、付勢部材440の弾性により撮像素子ユニット33a側へと付勢されるので、第2の封止部630は弾性変形し、光学ローパスフィルタ410及び光学部材保持部材610に対して隙間無く密着する。これにより、光学ローパスフィルタ410と光学部材保持部材610と第2の封止部630と光学部材460とにより囲まれる空間は封止され、塵埃等の異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成される。
On the other hand, the
光学ローパスフィルタ410と第2の封止部630は、圧電素子430で振動を与える際の振動伝達部材を兼ねており、該光学ローパスフィルタ410の表面に付着した異物を除去する。
The optical low-
(2−5.撮像ユニットの分解、組み立て(図8、図9))
ところで、上述した構成で光学部材保持部材610と複数の光学部材410、460又は撮像素子ユニット33aが密閉空間を形成する構成であるが、組立工程上でどうしても異物が混入してしまうことがある。このため、撮像ユニット400の完成工程での検査により、異物侵入が発見されると、撮像ユニット400を分解して、異物を清掃し、再び組み立てるということが要求される。
(2-5. Disassembly and assembly of the imaging unit (FIGS. 8 and 9))
By the way, although the optical
本実施形態における撮像ユニットの分解、組み立てについて説明する。図8(a)、(b)において、810は撮像ユニット400から撮像素子ユニット33aを取り外したユニットである。第1の封止部620で密閉空間を形成することで、ビス500を外すのみで撮像素子ユニット33aを取り外すことが可能である。さらに、ビス500を使用して再組立可能である。従来技術のように撮像素子ユニットと光学素子ユニットを粘着シート等で密着固定する構成であると、リワーク時に引き剥がす時の部材の損傷、粘着シートを再利用できない等、多々問題があった。従来と比較すると、本発明を適用することにより、分解、異物清掃、組立の工程を容易に行うことができる。
Disassembly and assembly of the imaging unit in the present embodiment will be described. 8A and 8B,
図9(a)、(b)において、820は撮像ユニット400から付勢部材440、光学ローパスフィルタ410、圧電素子430、圧電素子用フレキシブルプリント基板470を取り外したユニットである。第2の封止部630と光学ローパスフィルタ410の中の異物侵入が確認されたときでも、ビス510及び付勢部材440を取り外すことで、密閉空間内を再度清掃することが可能である。
9A and 9B,
このように、光学部材保持部材610が複数の光学部材410、460及び撮像素子ユニット33aを保持する構成として、第1の封止部620と第2の封止部630を一体成型することで、部品点数、組立工数を削減することが可能である。また、組立工程上で密閉空間に異物の侵入が確認されたときも上述したように容易に分解、清掃、組立が可能であり、作業性が改善される。
As described above, the
<3.異物の除去動作(図10)>
次に、図10を参照して、光学ローパスフィルタ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。まず、ステップS1で、メインスイッチ43にて電源がONされたか否かを判定する。電源がONされると、ステップ2で、カメラシステムを起動させるための処理を行い、電力供給回路110を制御して各回路へ電力を供給し、システムを初期設定し、カメラとして撮影動作可能にするためのカメラシステムON動作を行う。
<3. Foreign matter removal operation (FIG. 10)>
Next, with reference to FIG. 10, an operation for removing foreign matters such as dust attached to the surface of the optical low-
次に、ステップ3で、撮影者によりクリーニング指示操作部材44が操作されたか否かを判定し、操作されている場合はステップ4に進み、操作されていない場合はステップ5へ進む。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るものではない。例えば、クリーニングモードへの移行を指示するための操作部材は、機械的なボタンに限らず、カラー液晶モニタ19に表示されたメニューから、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, in Step 3, it is determined whether or not the cleaning
次に、ステップ4では、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。まず、電力供給回路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、光学ローパスフィルタ410の定在波振動を励起する周期電圧を生成し、圧電素子430に印加する。周期電圧は定在波振動を励起する周波数を含むある一定の範囲の周波数内で順次変化させるものである。圧電素子430は、印加される電圧に応じて伸縮し、光学ローパスフィルタ410に定在波振動を発生させる。
Next, in
クリーニングモードが終了するとステップ5に進む。ステップ5では、スイッチSW1(7a)、スイッチSW2(7b)、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、他のスイッチ等の信号を受け、カメラ動作を行う。カメラ動作は、一般的に知られるカメラの撮影・設定等を行うモードで、ここでは詳細な説明は省略する。
When the cleaning mode ends, the process proceeds to step 5. In
次に、ステップ6で、カメラが待機状態においてメインスイッチ43にて電源がOFFされたか否かを判定し、OFFされるとステップ7に進み、OFFされていなければステップ3に戻る。
Next, in
次に、ステップ7では、ステップ4と同様のクリーニングモードを実行後、ステップ8に進む。ここで、ステップ7におけるクリーニングモードでは、カメラの消費電力、動作時間等を考慮して、圧電素子430の駆動周波数、駆動時間、制御法等のパラメータをステップ4と異ならしめても良いことは言うまでも無い。
Next, in
ステップ8では、MPU100の制御により各回路を終了させるための制御を行い、必要な情報等をEEPROM100aに格納し、電力供給回路110を制御して各回路への電源供給を遮断する電源OFF動作を行う。
In step 8, the
以上述べたように、撮影者が意図した任意のタイミングだけではなく、電源をOFFするとクリーニングモードが実行される。すなわち、光学ローパスフィルタ410の表面に付着した異物を除去する動作を行ってから、カメラシステムOFF動作を行うようにしている。
As described above, the cleaning mode is executed not only at an arbitrary timing intended by the photographer but also when the power is turned off. That is, the camera system OFF operation is performed after the operation of removing the foreign matter adhering to the surface of the optical low-
ここで、光学ローパスフィルタ410の表面に付着した異物には様々なものが存在するが、一般的に異物が付着した状態で長期間放置すると、クリーニングモードで振動をかけても除去しにくいことが実験的に解明した。これは、環境(温度や湿度)の変化で結露することにより液架橋力等の付着力が増大したり、環境の変化で塵埃が膨潤、乾燥を繰り返すことにより粘着したりすることによるものと考えられる。また、ゴム等の弾性材では、自身に含まれる油脂等が時間と共にブリードして粘着する。そのため、長期間未使用状態となる可能性が高い電源OFF操作のタイミングでクリーニングモードを実行することが、異物を除去しにくい状態になっている可能性の高い長期間未使用状態後の電源ON操作のタイミングで行うよりも、より効率的・効果的である。
Here, there are various kinds of foreign matters attached to the surface of the optical low-
また、本実施形態では、メインスイッチ43による電源OFF操作時について述べたが、電源ON状態での所定時間経過後に電源OFF時と同様のカメラシステムOFF動作を実行するようにしても良い。この場合も、事前にクリーニングモードを行うようにすれば同様の効果が得られることは言うまでも無い。
In the present embodiment, the power OFF operation by the
なお、本発明でいう光学部材は光学ローパスフィルタ410に限定されるものではない。例えば、複屈折板の材質は水晶ではなくニオブ酸リチウムを用いても良い。また、複屈折板と位相板と赤外吸収フィルタ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赤外吸収フィルタ単体に振動させる構成にしても良い。また、複屈折板の前に配置したガラス板単体に振動させる構成にしても良い。
The optical member referred to in the present invention is not limited to the optical low-
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
33:撮像素子、33a:撮像素子ユニット、400:撮像ユニット、410:光学ローパスフィルタ、430:圧電素子、460:光学部材、470:圧電素子用フレキシブルプリント基板、500:ビス、610:光学部材保持部材、710:撮影素子保持部材、620:第1の封止部、630:第2の封止部 33: Image sensor, 33a: Image sensor unit, 400: Image sensor unit, 410: Optical low-pass filter, 430: Piezoelectric element, 460: Optical member, 470: Flexible printed circuit board for piezoelectric element, 500: Screw, 610: Holding optical member Member, 710: imaging element holding member, 620: first sealing portion, 630: second sealing portion
Claims (4)
前記撮像素子を保持する撮像素子保持部材と、
光学部材と、
第1の面には前記撮像素子保持部材が固定され、前記第1の面の裏面となる第2の面には前記光学部材が保持される光学部材保持部材と、
前記光学部材保持部材の前記第1の面に形成され、前記撮像素子を保持した前記撮像素子保持部材が前記第1の面に固定される際に、前記撮像素子と前記光学部材保持部材の間に第1の密閉空間を形成する第1の封止部と、
前記光学部材保持部材の前記第2の面に形成され、前記光学部材が前記第2の面に保持される際に、前記光学部材と前記光学部材保持部材の間に第2の密閉空間を形成する第2の封止部と、を備え、
前記第1の封止部および前記第2の封止部は、光軸方向でも光軸に垂直な方向でも互いに重なり合わないように、互いに分離して前記光学部材保持部材に一体的に形成されることを特徴とする撮像ユニット。 An image sensor ;
An image sensor holding member for holding the image sensor;
And the light faculty member,
The image sensor holding member is fixed to the first surface, and the optical member holding member that holds the optical member on the second surface which is the back surface of the first surface;
The imaging element holding member formed on the first surface of the optical member holding member and holding the imaging element is fixed between the imaging element and the optical member holding member when the imaging element holding member is fixed to the first surface. A first sealing portion forming a first sealed space in
Formed on the second surface of the optical member holding member, and when the optical member is held on the second surface, a second sealed space is formed between the optical member and the optical member holding member. A second sealing portion to be
The first sealing portion and the second sealing portion are separated from each other and formed integrally with the optical member holding member so as not to overlap each other in the optical axis direction and the direction perpendicular to the optical axis. An imaging unit characterized by that.
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