(57)【要約】【課題】カメラの大型化を抑えつつ、光学部材全面にわたって効果的な塵除去を行うことができるカメラの提供。【解決手段】撮像素子４の前方に配置された光学ローパスフィルタ５は、交換レンズマウント部分から入り込んだ塵が撮像素子方向に移動して撮像面に付着するのを防止している。そして、圧電アクチュエータ６の長手方向を光軸方向に一致させて、インタフェースが配置される空間の空きスペースに配置し、圧電アクチュエータ６の屈曲変形により光学ローパスフィルタ５全体を光軸に直交する方向に往復動させるようにした。その結果、カメラの大型化を抑えつつ、光学ローパスフィルタ５の全面にわたって効果的な塵除去を行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を撮像する撮像素子と、
光軸上に配設され、前記撮像素子に塵が付着するのを防止する光学部材と、
カメラボディ内の側面領域に設けられ、外部装置との接続線が接続される複数のインタフェース部と、
前記側面領域に配設され、屈曲変形することにより前記光学部材全体を往復動させる屈曲変形型アクチュエータとを備えたことを特徴とするカメラ。
【請求項２】
請求項１に記載のカメラにおいて、
屈曲変形する板状の前記屈曲変形型アクチュエータを、その長手方向が光軸方向とほぼ一致するように配置し、前記屈曲変形型アクチュエータの屈曲変形により前記光学部材を光軸と直交する方向に往復動させることを特徴とするカメラ。
【請求項３】
請求項１に記載のカメラにおいて、
前記光学部材を弾性支持する弾性部材を備え、
前記屈曲変形型アクチュエータは、光軸方向に屈曲変形して前記弾性支持された前記光学部材を光軸方向に叩くことを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ等の撮像素子を用いるカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラは撮像素子に被写体像を取り込むタイプのカメラであり、近年は、一眼レフ式のデジタルカメラが急速に普及している。デジタルカメラの場合、撮像素子のカバーガラス或いは撮像素子の前方に配置されるローパスフィルタの表面にゴミや塵埃などの異物が付着すると、それが画像中に写し込まれ良好な画像を得ることができない。特に、一眼レフカメラの場合、レンズ交換時に空気中に浮遊する塵等がカメラボディ内に侵入しやすいので問題となる。そのため、撮像素子の撮像面近傍に配置された防塵フィルタ自身に定在波振動を生じさせ、すなわち、定在波振動により防塵フィルタを撓ませて付着した塵を除去するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３７２７９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、防塵フィルタ自身に定在波振動を発生させる上述した従来の技術では、フィルタに振動しない点（振動の節）があり、その近辺に付着した塵を除去し難いという欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明によるカメラは、被写体像を撮像する撮像素子と、光軸上に配設され、撮像素子に塵が付着するのを防止する光学部材と、カメラボディ内の側面領域に設けられ、外部装置との接続線が接続される複数のインタフェース部と、側面領域に配設され、屈曲変形することにより光学部材全体を往復動させる屈曲変形型アクチュエータとを備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載のカメラにおいて、屈曲変形する板状の屈曲変形型アクチュエータを、その長手方向が光軸方向とほぼ一致するように配置し、屈曲変形型アクチュエータの屈曲変形により光学部材を光軸と直交する方向に往復動させるようにしたものである。
請求項３の発明は、請求項１に記載のカメラにおいて、光学部材を弾性支持する弾性部材を備え、屈曲変形型アクチュエータは、光軸方向に屈曲変形して弾性支持された前記光学部材を光軸方向に叩くようにしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、カメラの大型化を抑えつつ、光学部材全面にわたって効果的な塵除去ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明によるカメラの一実施の形態を示す図である。図１はレンズ交換式のデジタルスチルカメラの概略構成を示したものであり、（ａ）はカメラを水平に断面した図で、（ｂ）はカメラボディ１内をカメラ側面から見た図である。
【０００８】
カメラボディ１には、複数のレンズを有するレンズ鏡筒２が着脱可能に設けられている。カメラボディ１内の光軸上にはミラー９が挿脱可能に設けられており、ミラー９が図１（ｂ）に示すように光軸上に配設された状態（非露光状態）では、レンズ鏡筒２を通過した被写体光は、ミラー９により不図示のファインダ光学系へと反射される。一方、露光時にはミラー９が光軸外へと退避移動されるとともに、シャッタユニット８が開閉動作される。その結果、レンズ鏡筒２により結像された被写体像が撮像素子４により撮像される。
【０００９】
撮像素子４はＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子で構成され、撮像素子設置板３に設けられている。撮像素子４の撮像面前方には、フィルタ枠１０により保持された光学ローパスフィルタ５が配置されている。そのフィルタ枠１０は、撮像素子設置板３に設けられた弾性部材１１上に固定されている。なお、弾性部材１１には、ゴム系やウレタン系等の材料が用いられる。
【００１０】
このように、撮像素子４の前方に光学ローパスフィルタ５が設けられているので、レンズ鏡筒２が着脱されるマウント部分から入り込んだ塵が、撮像素子方向に移動して撮像面に付着するのを防止することができる。また、撮像素子４の周囲を囲むように弾性部材１１が設けられ、撮像素子４が密閉された空間に配置されているため、光学ローパスフィルタ５と撮像素子４との隙間に塵が侵入することはない。
【００１１】
フィルタ枠１０の図示下側の端部にはバイモルフ型圧電アクチュエータ６の一端が固定されている。圧電アクチュエータ６の他端は、ビス１００によって支柱１３に固定されている。支柱１３はカメラの電源基板１２上に固定されており、電源基板１２には圧電アクチュエータ６を駆動制御するための駆動回路（不図示）が設けられている。
【００１２】
一方、フィルタ枠１０の図示上側の端部は、階段状に折り曲げられた撮像素子設置板３の端部３ａ上に載置されている。なお、図２は、撮像素子４および光学ローパスフィルタ５が設けられた撮像素子設置板３を、シャッタ８側から見た図である。端部３ａにはピン２００が取り付けられており、ピン２００はフィルタ枠１０に形成された長孔１０ａを貫通している。そのため、フィルタ枠１０はカメラの左右方向（図２の左右方向）に移動することができる。
【００１３】
図１に戻って、カメラボディ１の図示上側のグリップ部にはバッテリ１７が設けられている。一方、カメラボディ１の側面が（図示下側）のスペースには、ＵＳＢ端子やVout端子等の外部装置が接続されるインタフェース１８，１９が配置されている。それらのインタフェース１８，１９はインタフェース基板１４に取り付けられている。また、同じスペースには電源基板１２に設けられたＤＣ入力端子等のインタフェース１５，２０も配置されている。また、インタフェース基板１４の図示左側のスペースには、フラッシュ点灯用のコンデンサ１６が設けられている。
【００１４】
すなわち、光軸に沿って配置された撮像素子４等の撮影に関する部品の側方には、各種インタフェース等を配置するスペースが確保され、それらは、カメラ奥行き方向に並べて配置されている。本実施の形態では、インタフェースが配置され奥行き方向に余裕のあるこのスペースに、板状の圧電アクチュエータ６の長手方向を光軸方向に一致させて配置した。
【００１５】
図３は、バイモルフ型圧電アクチュエータ６の動作を説明する図である。図３（ａ）は圧電アクチュエータ６の印加電圧がオフの場合を示し、図３（ｂ）は印加電圧がオンの場合を示す。バイモルフ型圧電アクチュエータ６は、圧電体６１，６２を電極６３を介して２枚貼り合わせた構造を有しており、圧電体６１の他方の面には電極６４が設けられ、圧電体６２の他方の面には電極６５が設けられている。圧電体６１，６２としては、例えば、圧電セラミックス（例えば、ＰＺＴ系）の薄板が用いられる。電極６３はスイッチ７２に接続され、電極６４，６５は駆動回路７に設けられた電源７１のプラス側に接続されている。
【００１６】
圧電体６１，６２の分極方向は薄板の厚さ方向であって、同じ向きになっている。図３（ｂ）のようにスイッチ７２を閉じると、電極６３がスイッチ７２を介して電源７１のマイナス側に接続される。その結果、圧電体６１では電極６４から電極６３の方向に電場が形成され、圧電体６２では電極６５から電極６３方向に電場が形成される。このとき、圧電逆効果により、電場の方向と分極方向とが一致する圧電体６１は横方向に伸び（厚さ方向に縮み）、電場の方向と分極方向とが逆になる圧電体６２は横方向に縮む（厚さ方向に伸びる）。
【００１７】
その結果、圧電アクチュエータ６は、図３（ｂ）に示すように図示下方に屈曲変形する。また、電極６３をプラス、電極６１，６２をマイナスにすると、圧電アクチュエータ６は、図３（ｂ）に示す屈曲方向とは逆に図示上方に屈曲変形する。圧電アクチュエータ６を繰り返し屈曲変形させるには、スイッチ７２のオンオフを繰り返しても良いし、交流電源により交流電圧を印加するようにしても良い。本実施の形態では、電源７１として交流電源を備え、左右両方の圧電アクチュエータ６に交流電圧を印加する場合について考える。
【００１８】
図１（ａ）および図２に示すように、圧電アクチュエータ６を光軸と直交する方向に屈曲変形させることにより、フィルタ枠１０は光軸と直交する方向に往復運動する。そして、光学ローパスフィルタ５が振動することにより、光学ローパスフィルタ５の表面に付着している塵が脱落する。ここで、長孔１０ａを貫通するピン２００は、フィルタ枠１０が往復動できる大きさ（振幅）を規制しており、圧電アクチュエータ６によりフィルタ枠１０を大きく往復動させようとすると、長孔１０ａの側壁がピン２００に衝突する。その衝突の衝撃により、光学ローパスフィルタ５の表面に付着している塵の除去がより効果的に行われる。
【００１９】
そして、本実施の形態では、屈曲変形する圧電アクチュエータ６により、光学ローパスフィルタ５全体を光軸と直交する方向に往復動させるようにしたので、従来のような振動しない点（振動の節）が存在しない。その結果、光学ローパスフィルタ５の全面にわたって効果的な塵除去を行うことができる。さらに、図１に示すように、板状の圧電アクチュエータ６の長手方向を光軸方向に一致させて、インタフェースが配置される空間の空きスペースに配置したので、スペース効率が良くカメラの大型化を防止できる。
【００２０】
また、圧電アクチュエータ６は反応速度が速いので、ミラーアップ直後から撮影開始までの短時間に塵除去を行うことが可能となる。そのため、撮影直前に塵除去が行え、常に、塵の影響のない撮影を行うことができる。
【００２１】
なお、本実施の形態では、光学ローパスフィルタ５が、撮像面への塵の付着を防止する光学部材として機能しているので、光学ローパスフィルタ５を振動させるようにした。しかし、撮像素子と光学ローパスフィルタとが一つのユニットを構成し、ユニットに設けられたカバーガラスによって塵が撮像面に付着しないようにしている構成の場合には、カバーガラスを同様に振動させるようにしても良い。
【００２２】
［変形例］
図４，５は本実施の形態の第１の変形例を示す図であり、図１，２と同様の図である。上述した実施の形態では、圧電アクチュエータ６の長手方向を光軸方向と一致させ、光軸と直交する方向に屈曲変形させたが、変形例では、圧電アクチュエータ６の長手方向を光軸と直交する方向に一致させ、圧電アクチュエータ６を光軸方向に屈曲変形させるようにした。
【００２３】
圧電アクチュエータ６の先端はフィルタ枠１０に固定されておらず、単に接しているだけであり、圧電アクチュエータ６を光軸方向に屈曲振動させ、圧電アクチュエータ６の先端でフィルタ枠１０を叩くようにする。ピン２００はフィルタ枠１０が光軸と直交する方向へずれるのを防止するものであり、フィルタ枠１０は光軸方向に移動可能になっている。また、フィルタ枠１０と撮像素子設置板３との間には隙間が設けられている。そのため、弾性部材１１上に設けられたフィルタ枠１０の一端を圧電アクチュエータ６で叩くと、フィルタ枠１０全体が光軸方向に往復動する。
【００２４】
光学ローパスフィルタ５の表面に付着した塵は、圧電アクチュエータ６がフィルタ枠１０を叩いたときの衝撃により、表面から脱落する。そのため、変形例の場合も光学ローパスフィルタ５全体が振動し、従来のように振動しない点（振動の節）が無いので、光学ローパスフィルタ５の全面にわたって効果的な塵除去を行うことができる。また、変形例においても、圧電アクチュエータ６を、インタフェースが配置される空間の空きスペースに配置したので、スペース効率が良くカメラの大型化を防止できる。
【００２５】
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、光学ローパスフィルタ５は光学部材を、インタフェース１５，１８〜２０はインタフェース部をそれぞれ構成する。なお、なお、上述した実施の形態では、圧電アクチュエータ６としてバイモルフ型の圧電アクチュエータを用いたが、屈曲変形するアクチュエータであれば、モノモルフ、ユニモルフ、マルチモルフの圧電アクチュエータであっても良い。また、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】レンズ交換式のデジタルスチルカメラの概略構成を示す図であり、（ａ）はカメラを水平に断面した図で、（ｂ）はカメラボディ１内をカメラ側面から見た図である。
【図２】撮像素子４および光学ローパスフィルタ５が設けられた撮像素子設置板３を、シャッタ８側から見た図である。
【図３】バイモルフ型圧電アクチュエータ６の動作を説明する図であり、（ａ）は印加電圧がオフの場合を、（ｂ）は印加電圧がオンの場合を示す。
【図４】変形例を示す図であり、（ａ）はカメラを水平に断面した図で、（ｂ）はカメラボディ１内をカメラ側面から見た図である。
【図５】変形例における撮像素子設置板３を、シャッタ８側から見た図である。
【符号の説明】
【００２７】
１：カメラボディ、２：交換レンズ、３：撮像素子設置板、４：撮像素子、５：光学ローパスフィルタ、６：圧電アクチュエータ、１０：フィルタ枠、１１：弾性部材、１５，１８〜２０：インタフェース、６１，６２：圧電体、６３，６３，６５：電極、７１：電源、７２：スイッチ、２００：ピン
【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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