(57)【要約】【課題】撮影光路上に存在する塵埃を除去する。【解決手段】撮像素子１１の前方の撮影光路を横断する可動部材１５と、可動部材１５を撮影光路から退避した第１の位置から撮影光路を横断した第２の位置へ移動する移動手段１５ａと、撮影光路上に存在する塵埃をプラスまたはマイナスに帯電する塵埃帯電手段１７と、可動部材１５を塵埃と逆の極性に帯電する可動部材帯電手段４０，４３，４４と、可動部材１５の第２の位置への移動を検出する位置検出手段１８とを備える。可動部材帯電手段４０，４３，４４は、位置検出手段１８により可動部材１５の第２の位置への移動が検出されるまで可動部材１５を塵埃と逆の極性に帯電し、可動部材１５の第２の位置への移動が検出されると、可動部材１５を塵埃と同一の極性に帯電する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子の前方の撮影光路を横断する可動部材と、
前記可動部材を前記撮影光路から退避した第１の位置から前記撮影光路を横断した第２の位置へ移動する移動手段と、
前記撮影光路上に存在する塵埃をプラスまたはマイナスに帯電する塵埃帯電手段と、
前記可動部材を前記塵埃と逆の極性に帯電する可動部材帯電手段とを備えることを特徴とする電子カメラ。
【請求項２】
請求項１に記載の電子カメラにおいて、
前記可動部材の前記第２の位置への移動を検出する位置検出手段を備え、
前記可動部材帯電手段は、前記位置検出手段により前記可動部材の前記第２の位置への移動が検出されるまで前記可動部材を前記塵埃と逆の極性に帯電し、前記可動部材の前記第２の位置への移動が検出されると、前記可動部材を前記塵埃と同一の極性に帯電することを特徴とする電子カメラ。
【請求項３】
撮像素子の前方の撮影光路を横断する可動部材と、
前記可動部材を前記撮影光路から退避した第１の位置から前記撮影光路を横断した第２の位置へ移動する移動手段と、
前記可動部材をプラスおよびマイナスに帯電する可動部材帯電手段とを備えることを特徴とする電子カメラ。
【請求項４】
請求項３に記載の電子カメラにおいて、
前記可動部材の前記第２の位置への移動を検出する位置検出手段を備え、
前記可動部材帯電手段は、前記位置検出手段により前記可動部材の前記第２の位置への移動が検出されまで前記可動部材を一の極性に帯電し、前記可動部材の前記第２の位置への移動が検出されると、前記可動部材を他の極性に帯電することを特徴とする電子カメラ。
【請求項５】
請求項２または４に記載の電子カメラにおいて、
前記第２の位置にて前記可動部材から離れた塵埃を捕捉する捕捉手段をさらに備えることを特徴とする電子カメラ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子カメラにおいて、
前記撮像素子の前方には透光部材が配置され、
前記可動部材は、前記透光部材に対向した面内を移動することを特徴とする電子カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影光路上から塵埃を除去するようにした電子カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
一眼レフデジタルカメラのように撮影レンズが交換可能なカメラでは、レンズ交換時にカメラ内に塵埃が侵入するおそれがある。また、レンズ交換をしない場合であっても、クイックリターンミラーやシャッタ機構の駆動に伴って、摺動部から塵埃が発生する。このような塵埃は撮影光路上に浮遊するとともに、撮像素子の受光面、または受光面から近距離にある光学部材の表面に付着し、画像品質を低下させるおそれがある。
【０００３】
これに対し、撮像素子の前面の透光板に付着した塵埃を除去するようにしたカメラが知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載のカメラは、摩擦帯電した帯電部材を透光板の前面で走査させることで、透光板に付着した塵埃を帯電部材に吸着し、撮影光路上から塵埃を除去する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−６０４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１記載のカメラのように、単に摩擦帯電した帯電部材を走査するだけでは、撮影光路上の塵埃を十分に除去することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による電子カメラは、撮像素子の前方の撮影光路を横断する可動部材と、可動部材を撮影光路から退避した第１の位置から撮影光路を横断した第２の位置へ移動する移動手段と、撮影光路上に存在する塵埃をプラスまたはマイナスに帯電する塵埃帯電手段と、可動部材を塵埃と逆の極性に帯電する可動部材帯電手段とを備えることを特徴とする。
可動部材の第２の位置への移動を検出する位置検出手段を備え、位置検出手段により可動部材の第２の位置への移動が検出されるまで可動部材を塵埃と逆の極性に帯電し、可動部材の第２の位置への移動が検出されると可動部材を塵埃と同一の極性に帯電することもできる。
また、本発明による電子カメラは、撮像素子の前方の撮影光路を横断する可動部材と、可動部材を撮影光路から退避した第１の位置から撮影光路を横断した第２の位置へ移動する移動手段と、可動部材をプラスおよびマイナスに帯電する可動部材帯電手段とを備えることを特徴とする。
可動部材の第２の位置への移動を検出する位置検出手段を備え、位置検出手段により可動部材の第２の位置への移動が検出されまで可動部材を一の極性に帯電し、可動部材の第２の位置への移動が検出されると、可動部材を他の極性に帯電することもできる。
第２の位置にて可動部材から離れた塵埃を捕捉する捕捉手段をさらに備えることもできる。
撮像素子の前方には透光部材を配置し、透光部材に対向した面内を移動するように可動部材を設けることもできる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、撮影光路上の塵埃を十分に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図１〜図８を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態に係る電子カメラの構成を概略的に示す全体構成図である。本実施の形態に係る電子カメラは、レンズ交換式の一眼レフデジタルカメラであり、カメラボディ１と、レンズマウント３を介してカメラボディ２に交換可能に装着される交換レンズ２とを備えている。撮影レンズ４を通過した被写体光Ｌは、クリックリターンミラー５のメインミラー５ａにより２つの光束に分割され、反射光束はファインダ光学系へ導かれる。一方、透過光束は、クイックリターンミラー５の背面側に設けられたサブミラー５ｂで反射され、ＡＦ用光束として利用される。
【０００９】
メインミラー５ａで反射された光束はファインダースクリーン６上に結像される。ファインダースクリーン６上に結像された被写体像は、ペンタプリズム７および接眼レンズ８を介してファインダー接眼窓９から観察することができる。撮影時にはクイックリターンミラー５が光路外に跳ね上げられるとともに、シャッタユニット１０が開かれて撮像素子１１の撮像面上に被写体像が結像される。
【００１０】
メインミラー５ａで反射された光束はファインダースクリーン６上に結像される。ファインダースクリーン６上に結像された被写体像は、ペンタプリズム７および接眼レンズ８を介してファインダー接眼窓９から観察することができる。撮影時にはクイックリターンミラー５が光路外に跳ね上げられるとともに、シャッタユニット１０が開かれて撮像素子１１の撮像面上に被写体像が結像される。
【００１１】
非撮影時には、図１に示すようにクイックリターンミラー５が光路上に配設されるとともに、シャッタユニット１０は閉状態とされる。なお、以下では、シャッタユニット１０を境にして撮像素子１１側（図示右側）を撮像素子収納空間と呼び、反対にクイックリターンミラー５側（図示左側）をミラーボックスと呼ぶことにする。
【００１２】
撮像素子１１としては、例えばＣＣＤ撮像素子が用いられる。ＣＣＤ以外の撮像素子（例えばＣＭＯＳ）を用いることもできる。撮像素子１１には撮像部を保護するためのカバーガラス１１ａが設けられている。撮像素子１１の前方かつ撮像素子１１の近傍には光学ローパスフィルタ１２が配設されている。
【００１３】
シャッタユニット１０と光学ローパスフィルタ１２の間には、ローパスフィルタ１２の前面を走査する可動部材１５と、塵埃を吸着する吸着部材１６が上下に配設されている。ミラーボックス内には周囲の塵埃を帯電させるための帯電装置１７が設けられている。可動部材１５と吸着部材１６と帯電装置１７は、本実施の形態の塵埃除去装置を構成する。
【００１４】
図２は、ローパスフィルタ１２を正面から見た図である。可動部材１５は、回動軸部に設けられた電動のアクチュエータ１５ａにより回動軸部を支点にして回動する棒状または板状の細長部材であり、ローパスフィルタ１２の前面を図の格納位置（実線）から塵埃放出位置（点線）へと回動する。可動部材１５は、格納位置ではローパスフィルタ１２の側方に立設し、塵埃放出位置ではローパスフィルタ１２の下方において水平姿勢となる。塵埃放出位置への回動は検出スイッチ１８により検出される。吸着部材１６は、塵埃放出位置における可動部材１５の下方に、可動部材１５に対向して配設されている。
【００１５】
図３は、本実施の形態に係る塵埃除去装置による集塵動作を説明する図である。図３では、可動部材１５が格納位置にあり、シャッタユニット１０は開状態になっている。可動部材１５，吸着部材１６および帯電装置１７はＤＣ電源２３に接続されている。
【００１６】
図示のように可動部材１５が格納位置にあるときは、可動部材１５にはプラス電圧が印加され、吸着部材１６にもプラス電圧が印加される。一方、可動部材１５が塵埃放出位置にあるときは、吸着部材１６にはプラス電圧が印加されるが、可動部材１５にはマイナス電圧が印加される。これらの電圧の極性は、塵埃２０が帯電装置１７によってマイナスに帯電される場合の設定であって、塵埃２０がプラスに帯電される場合には各々の電圧は逆の極性に設定される。
【００１７】
帯電装置１７は、ミラーボックス内および撮像素子収納空間内の塵埃２０をマイナスに帯電させる装置であり、例えば、図４に示すようにマイナス数百ボルトに電圧が印加されたタングステン線等のイオン化線３０を有している。コロナ放電によりイオン化線３０の周囲の空気がイオン化されると、発生プラスイオンはイオン化線３０に吸引されるが、残ったマイナスイオン２１は周囲の塵埃２０に付着してそれらをマイナスに帯電させる。マイナスに帯電した塵埃２０はプラス電極である吸着部材１６にクーロン力により引き寄せられて付着する。付着した塵埃２０のマイナス電荷は吸着部材側へと逃げる。
【００１８】
図３の２２は、ローパスフィルタ１２に向けて光を発するＬＥＤであり、ＬＥＤ２２でローパスフィルタ１２を照明し、そのときの透過光量の大小によりローパスフィルタ表面の塵埃２０の付着量を推定する。透過光量の検出は撮像素子１１により行う。塵埃２０の付着量が所定量以上と推定されると後述の集塵動作を行う。なお、ミラーボックス内および撮像素子収納空間内に塵埃が付着する集塵板を設け、この集塵板の表面にＬＥＤ光を照射し、そのときの透過光量をセンサで検出するようにしてもよい。この場合には、センサの検出値により、集塵板に付着した塵埃量、すなわちローパスフィルタ１２の前方の撮影光路上に浮遊する塵埃量を推定することができ、この推定結果に基づき集塵動作を行えばよい。つまり、本実施の形態のゴミ状態検出手段は、ローパスフィルタ１２に付着した塵埃を検出するものに限らず、ローパスフィルタ前方の撮影光路上の塵埃を検出するものであってもよい。
【００１９】
図５は、本実施の形態に係る塵埃除去装置の構成を示すブロック図である。コントローラ４０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。コントローラ４０には、交換レンズ２の着脱状態を検出するレンズ着脱スイッチ４１と、集塵動作の開始を指令する集塵モード釦４２と、可動部材１５の塵埃放出位置への移動を検出する検出スイッチ１８と、ＬＥＤ２２の透過光量を検出する撮像素子１１からの信号が入力される。
【００２０】
コントローラ４０は後述の処理を実行し、ＬＥＤ２２とアクチュエータ１５ａとＤＣ／ＤＣ回路４３と切換スイッチ４４にそれぞれ制御信号を出力し、これらの動作を制御する。これにより、ＤＣ／ＤＣ回路４３はＤＣ電源２３の電圧を昇圧して帯電装置１７のイオン化線３０（図４）に数百ボルトの高電圧を印加する。また、切換スイッチ４４は電気回路を切り換え、可動部材１５の帯電の極性を変更する。なお、本実施の形態では、ＤＣ電源２３の他に、ＡＣ電源アダプタ４５を介してＡＣ電源４６を用いることもできる。
【００２１】
図６は、コントローラ４０のＣＰＵで実行される塵埃除去処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは例えばカメラの電源スイッチ（不図示）のオンによりスタートし、塵埃除去処理中は撮影動作が禁止される。なお、初期状態では、可動部材１５は格納位置に配置され、プラスに帯電されている。
【００２２】
ステップＳ１では、ＬＥＤ２２によりローパスフィルタ１２を照明し、そのときの透過光量に基づきローパスフィルタ１２に付着した塵埃の量、すなわち撮影光路上のゴミ状態を検出する。なお、上述したようにミラーボックス内および撮像素子収納空間内に集塵板を設け、この集塵板に付着した塵埃の量を検出することで、撮影光路上のゴミ状態を検出してもよい。
【００２３】
ステップＳ２では、ステップＳ１のゴミの検出値が所定値以上か否か、すなわち集塵動作が必要な程度にゴミが付着しているか否かを判定する。ステップＳ２が肯定されるとステップＳ３に進む。ステップＳ２が否定されるとステップＳ３をパスしてステップＳ４に進む。ステップＳ３では、以下のような集塵動作を行う。
【００２４】
まず、ＤＣ／ＤＣ回路４３に制御信号を出力し、集塵装置としての帯電装置１７と吸着部材１６を予め設定された所定時間だけ動作させる。すなわち、帯電装置１７によりミラーボックス内および撮像素子収納空間内の塵埃をマイナスに帯電し、プラスに帯電した吸着部材１６によって集塵する。次いで、アクチュエータ１５ａに制御信号を出力し、プラスに帯電した状態の可動部材１５を格納位置から塵埃放出位置へと所定の速度で回動する。回動速度としては、例えば格納位置から塵埃放出位置へ１秒程度かけてゆっくり回動するのが好ましい。これにより可動部材１５の回動軌跡の周囲に存在する塵埃（例えばローパスフィルタ１２の表面に付着した塵埃）が、可動部材１５の表面にクーロン力により吸着される。
【００２５】
検出スイッチ１８により可動部材１５の塵埃放出位置への回動が検出されると、切換スイッチ４４に制御信号を出力し、可動部材１５をマイナスに帯電させる。これにより可動部材１５と塵埃が互いに反発して可動部材１５の表面から塵埃が離され、可動部材１５の下方の吸着部材１６に吸着される。次いで、アクチュエータ１５ａに制御信号を出力し、可動部材１５を格納位置に戻した後、切換スイッチ４４に制御信号を出力し、可動部材１５をプラスに帯電させる。
【００２６】
以上の集塵動作が終了すると、ステップＳ４でレンズ着脱スイッチ４１により交換レンズ２の着脱を検出する。ステップＳ４が肯定されるとステップＳ３の集塵動作を実行し、ステップＳ４が否定されるとステップＳ５に進む。ステップＳ５では、集塵モード釦４２が操作されたか否かを判定する。ステップＳ５が肯定されるとステップＳ３の集塵動作を実行し、ステップＳ５が否定されると処理を終了する。
【００２７】
以上の動作をまとめると次のようになる。撮像素子１１によりゴミ状態が検出されたとき、またはレンズ着脱スイッチ４１により交換レンズ２の着脱が検出されたとき、または集塵モード釦４２が操作されたとき、集塵動作（ステップＳ３）を実行する。集塵動作としては、まず、帯電装置１７の作動によりミラーボックス内および撮像素子収納空間内の塵埃をマイナスに帯電する。このとき吸着部材１６はプラスに帯電されるため、吸着部材１６の近傍に浮遊する塵埃は、吸着部材１６に吸着される。
【００２８】
この状態で、プラスに帯電した可動部材１５をローパスフィルタ１２の前面にて走査させ、可動部材１５の回動軌跡の周囲に存在する塵埃を可動部材１５に吸着する。これによりローパスフィルタ１２の表面に付着した塵埃等、吸着部材１６に吸着されずに残った塵埃を可動部材１５に吸着することができる。可動部材１５が吸着部材１６に面した塵埃放出位置まで移動すると、可動部材１５をマイナスに帯電させ、電気的な反発力によって可動部材１５の表面から塵埃を放出し、吸着部材１６に吸着させる。以上により、吸着部材１６の近傍に浮遊する塵埃だけでなく、ローパスフィルタ１２の表面に付着した塵埃等、吸着部材１６に吸着されずに残った塵埃も吸着部材１６に集塵することができる。
【００２９】
本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）ミラーボックス内および撮像素子収納空間内の塵埃を帯電装置１７によりマイナスに帯電するとともに、プラスに帯電した可動部材１５をローパスフィルタ１２の前面で走査するようにした。これによりローパスフィルタ１２の前方の撮影光路上に存在する塵埃を容易に集塵できる。すなわち撮影光路上には、プラスに帯電する塵埃とマイナスに帯電する塵埃が混在するため、単に可動部材１５をプラスに帯電しただけでは、撮影光路上に存在する塵埃の一部しか集塵することはできない。これに対し、本実施の形態のように帯電装置１７により塵埃を強制的にマイナスに帯電させた後、プラスに帯電した可動部材１５を回動させることで、撮影光路上に存在する塵埃を容易にかつ十分に集塵できる。
【００３０】
（２）可動部材１５が塵埃放出位置まで回動すると、可動部材１５を塵埃と同符号のマイナスに帯電するようにしたので、塵埃放出位置において可動部材１５の表面から塵埃が除去され、撮影光路上の塵埃をローパスフィルタ１２の下方の吸着部材１６に容易に集塵することができる。
（３）プラスに帯電した可動部材１５が撮影光路を横断するので、吸着部材１６から離れた場所に存在する塵埃も吸着部材１６の近傍に集めることができる。このため吸着部材１６を複数箇所に配設する必要がない。
（４）塵埃放出位置で、可動部材１５の表面から塵埃が除去されるので、集塵動作を繰り返し行った場合の集塵性能の悪化を防ぐことができる。また、可動部材１５が回動する度に、可動部材１５の表面から塵埃が除去されるので、可動部材１５に一旦吸着した塵埃が再度ローパスフィルタ１２の表面に付着することを防止できる。
【００３１】
なお、上記実施の形態では、ローパスフィルタ１２の前方で可動部材１５を回動させるようにしたが、可動部材１５の構成はこれに限らない。例えば図７に示すようにローパスフィルタ１２の前方かつ左右側方に一対の支柱１９を立設し、この支柱１９に沿って可動部材１５を格納位置（実線）から塵埃放出位置（点線）まで上下方向にスライドさせるようにしてよい。可動部材１５を上下方向にスライドさせるのではなく、左右方向にスライドさせるようにてもよい。
【００３２】
塵埃放出位置で可動部材１５の極性を変更した際に、塵埃が上方に飛散するのを防ぐため、可動部材１５の上方をカバーで覆うようにしてもよい。例えば図８（ａ）に示すように回動軸部に設けたアクチュエータ２５ａの駆動により、回動軸部を支点に回動可能にカバー部材２５を設け、可動部材１５の回動により検出スイッチ１８がオンされると、カバー部材２５を回動するようにしてもよい。この際、図８（ｂ）に示すように、カバー部材２５を断面略コ字状に形成すれば、塵埃２０の上方への飛散を抑えることができ、吸着部材１６に塵埃２０を効率よく吸着できる。カバー部材２５をマイナスに帯電させ、カバー部材２５から塵埃に反発力を付与してもよい。
【００３３】
上記実施の形態では、検出スイッチ１８により可動部材１５の塵埃放出位置への移動が検出されると、コントローラ４０が切換スイッチ４４に制御信号を出力し、ＤＣ電源２３への接続を切り換えて可動部材１５をプラスからマイナスに帯電させるようにしたが、可動部材帯電手段の構成はこれに限らない。例えば帯電装置１７により帯電された塵埃の極性と逆の極性に可動部材１５を帯電させるだけでもよい。
【００３４】
上記実施の形態では、塵埃帯電手段として帯電装置１７を設けたが、帯電装置１７を設けない場合には、可動部材１５をプラスに帯電させた状態で可動部材１５を格納位置から塵埃放出位置へ回動させ、さらに可動部材１５をマイナスに帯電させた状態で可動部材１５を格納位置から塵埃放出位置へ回動させるようにすればよい。これによりマイナスに帯電している塵埃とプラスに帯電している塵埃をそれぞれ可動部材１５に吸着することができる。この際、可動部材１５が塵埃放出位置まで回動したときに、可動部材１５の極性を変更すれば、可動部材１５に吸着した塵埃を可動部材１５から反発させることができる。さらに吸着部材１６の極性を可動部材１５の極性に合わせて変更可能に構成すれば、可動部材１５から放出された塵埃を吸着部材１６で吸着できる。
【００３５】
上記実施の形態では、可動部材１５から離れた塵埃を吸着部材１６で捕捉したが、捕捉手段はこれに限らない。例えば粘着テープ等により塵埃を捕捉してもよい。また、吸着部材１６を電子カメラから着脱可能な構成とし、吸着部材１６に塵埃が一定以上溜まった場合には、吸着部材１６を清掃するようにしてもよい。この際、吸着部材１６を着脱しやすい場所に配置すればよく、吸着部材１６の配置場所は上述した例に限定されない。すなわち本実施の形態では、可動部材１５に塵埃を吸着させて塵埃を任意の位置に移動できるため、吸着部材１６の配置は自由に設定できる。
【００３６】
アクチュエータ１５ａにより可動部材１５を移動するようにしたが、ばね等を用いて可動部材１５ａをメカ的に移動するようにしてよく、移動手段は上述したものに限らない。ローパスフィルタ１２の前面に可動部材１５を設けたが、他の透光部材に対向した面内を移動するように可動部材１５を設けてもよい。可動部材１５の格納位置（第１の位置）から塵埃放出位置（第２の位置）への移動を検出スイッチ１８により検出するようにしたが、位置検出手段の構成はこれに限らない。例えば角度センサにより可動部材１５の回動角を検出することで、塵埃放出位置への移動を検出してもよい。
【００３７】
なお、本発明は、一眼レフデジタルカメラだけでなく、撮像素子を有する他の電子カメラにも適用できる。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の電子カメラに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施の形態に係る電子カメラの構成を概略的に示す全体構成図。
【図２】図１の要部構成を示す図。
【図３】本実施の形態に係る電子カメラによる集塵動作を説明する図。
【図４】本実施の形態に係る電子カメラによる帯電の原理を説明する図。
【図５】本実施の形態に係る電子カメラの要部構成を示すブロック図。
【図６】図５のコントローラで実行される塵埃除去処理の一例を示すフローチャート。
【図７】図２の変形例を示す図。
【図８】図２の別の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００３９】
１２  光学ローパスフィルタ
１５  可動部材
１５ａ  アクチュエータ
１６  吸着部材
１７  帯電装置
１８  検出スイッチ
４０  コントローラ
４４  切換スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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