(57)【要約】【課題】ローコスト、省スペースな構成で、簡単に撮像素子の清掃を行なうことができる機構を提供する。【解決手段】撮像素子清掃機構１５は、清掃ユニット２１と、この清掃ユニット２１をカバーガラス１４の表面に沿ってスライドできるように支持する２本のガイド軸１９，２０と、清掃ユニット２１が撮像素子５の上方から退避されるように付勢する引っ張りバネ２２，２３とからなる。清掃ユニット２１は、カバーガラス１４の表面に摺接して清掃する清掃部材を備える。撮像素子清掃機構１５が組み込まれたデジタルカメラ２をガイド軸１９，２０のガイド方向、すなわちＸ方向に振ると、清掃ユニット２１の慣性力により清掃ユニット２１は撮像素子５の上を移動する。その際に、清掃部材でカバーガラス１４を清掃する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面が透光性を有する光学部品で覆われた撮像素子を有する撮影装置に設けられ、前記光学部品の表面を清掃する撮像素子清掃機構において、
前記光学部品の表面を清掃する清掃手段と、
前記清掃手段が前記光学部品の表面に沿って移動されるようにガイドするガイド手段と、
前記清掃手段を付勢して、前記光学部品上から退避される退避位置に移動させる付勢手段を備え、
前記清掃手段は、前記撮影装置が前記ガイド手段によるガイド方向に沿って振られたときに、その慣性力により前記付勢手段の付勢力に抗して前記光学部品の表面に沿って移動し、該表面を清掃することを特徴とする撮像素子清掃機構。
【請求項２】
前記清掃手段は、錘を含むことを特徴とする請求項１記載の撮像素子清掃機構。
【請求項３】
前記ガイド手段は、前記光学部品の表面に垂直な方向から見て、該光学部品を挟むように配置された２本のガイド軸からなり、前記清掃手段は、これらのガイド軸にスライド自在に取り付けられることを特徴とする請求項１または２記載の撮像素子清掃機構。
【請求項４】
前記付勢手段は、コイル状のバネであり、そのコイル内に前記ガイド軸が挿入されてガイド軸の外周に付勢手段が配されることを特徴とする請求項３記載の撮像素子清掃機構。
【請求項５】
受光面が透光性を有する光学部品で覆われた撮像素子を有する撮影装置に設けられ、前記光学部品の表面を清掃する撮像素子清掃機構において、
前記光学部品の表面を清掃する清掃手段と、
前記清掃手段が前記光学部品の表面に沿って移動されるようにガイドするガイド手段と、
前記清掃手段が前記光学部品上から退避される第１の退避位置に向けて、該清掃手段を付勢する付勢手段と、
前記清掃手段に係止され、予め設定された変態温度まで加熱されたときに、常温時の状態から収縮または伸長される形状記憶合金で形成された駆動手段を備え、
前記駆動手段は、常温時の状態にあるときに、前記付勢手段による前記清掃手段の第１の退避位置への移動を許容し、前記変態温度まで加熱されて収縮または伸長されたときには、前記付勢手段の付勢に抗して清掃手段を第１の退避位置から移動させ、前記光学部材の上を通過させて清掃を行ない、前記撮像素子を挟んで第１の退避位置と反対側に配される第２の退避位置に該清掃手段を保持することを特徴とする撮像素子清掃機構。
【請求項６】
前記駆動手段に通電して変態温度まで発熱させる通電制御手段を設けたことを特徴とする請求項５記載の撮像素子清掃機構。
【請求項７】
前記通電制御手段は、前記撮影装置の電源がオンされたときに前記駆動手段への通電を行なうことを特徴とする請求項６記載の撮像素子清掃機構。
【請求項８】
一端が前記撮像素子に、他端が前記駆動手段、または熱電導性を有する材質で形成されたガイド手段に接続され、前記撮像素子の熱を駆動手段に伝達して変態温度まで加熱させる熱伝導手段を設けたことを特徴とする請求項５〜７いずれか記載の撮像素子清掃機構。
【請求項９】
前記ガイド手段は、前記光学部品の表面に垂直な方向から見て、該光学部品を挟むように配置された２本のガイド軸からなり、前記清掃手段は、これらのガイド軸にスライド自在に取り付けられることを特徴とする請求項５〜８いずれか記載の撮像素子清掃機構。
【請求項１０】
前記付勢手段は、コイル状のバネであり、そのコイル内に前記ガイド軸の一端側が挿入されてガイド軸の外周に付勢手段が配されることを特徴とする請求項９記載の撮像素子清掃機構。
【請求項１１】
前記駆動手段は、コイルスプリング状に形成されており、そのコイル内に前記ガイド軸の他端側が挿入されてガイド軸の外周に駆動手段が配されることを特徴とする請求項１０記載の撮像素子清掃機構。
【請求項１２】
前記撮像素子を保持する保持基板に、前記撮像素子の周辺に配置され、前記清掃手段によって除去された塵埃を収容する塵埃収容部を設けたことを特徴とする請求項１〜１１いずれか記載の撮像素子清掃機構。
【請求項１３】
前記清掃手段は、弾性を有する材質で形成されて前記光学部材に摺接する清掃部材を有し、前記塵埃収容部の近傍には、前記清掃部材に付着した塵埃を掻き落として塵埃収容部に収容させる塵埃除去部を設けたことを特徴とする請求項１２記載の撮像素子清掃機構。
【請求項１４】
前記塵埃除去部は、前記清掃手段の移動中に前記清掃部材に当接して塵埃を掻き落とす斜面であり、この斜面は前記清掃部材が撮像素子から離れるにしたがって当接圧が徐々に高まるように傾斜されていることを特徴とする請求項１３記載の撮像素子清掃機構。
【請求項１５】
前記清掃手段は、前記清掃部材が前記斜面に当接したときに、該清掃部材を斜面に沿って回動させることを特徴とする請求項１４記載の撮像素子清掃機構。
【請求項１６】
前記清掃手段は、前記清掃部材を保持する弾性材で形成された保持部材を有し、この保持部材は、前記清掃部材が前記斜面に当接したときに該清掃部材が斜面に沿って回動されるように弾性変形することを特徴とする請求項１５記載の撮像素子清掃機構。
【請求項１７】
前記塵埃収容部内に、収容された塵埃を粘着して保持する粘着部を設けたことを特徴とする請求項１２〜１６いずれか記載の撮像素子清掃機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子清掃機構に関し、更に詳しくは、撮影装置内に組み込まれた撮像素子の光学部品を清掃する機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮影装置には、被写体像を光電変換して撮像信号を出力する撮像素子が組み込まれている。撮像素子は、例えば、ＣＣＤやＣ−ＭＯＳ等のイメージセンサからなり、受光部が設けられたセンサチップと、このセンサチップを収納するパッケージと、このパッケージに取り付けられて受光面を保護するカバーガラスとから構成されている。カバーガラスは、保護ガラスやＩＲカットガラス、光学ローパスフィルタ等の光学部品が積層されたもので、透光性を有する。
【０００３】
デジタルカメラでは、各種撮影機構の動作によって発生する磨耗クズや、組み立て時に撮像素子周辺に付着していた埃などの塵埃（ゴミ）が、撮像素子のカバーガラスの表面に付着することがある。カバーガラスに付着したゴミは、被写体像とともに撮像され、撮影画像の画質を劣化させる。
【０００４】
撮像素子に付着したゴミを除去するために、例えば、特許文献１記載の発明では、ピエゾ素子で撮像素子を振動させている。また、特許文献２記載の発明では、モータでワイパを駆動してカバーガラスに付着したゴミを拭き取る。更に、特許文献３記載の発明では、イオナイザで撮像素子の周辺を除電してゴミが付着し難くしている。また、特許文献４記載の発明では、撮像素子周辺に気流を吹き付けてゴミを除去している。更に特許文献５記載の発明では、撮像素子の周辺に防塵フィルタを設け、この防塵フィルタを圧電素子で振動させて付着したゴミを除去している。
【特許文献１】特開平０８−０７９６３３号公報
【特許文献２】特開２００１−２９８６４０号公報
【特許文献３】特開２００１−３５８９７４号公報
【特許文献４】特開２００２−２２９１１０号公報
【特許文献５】特開２００３−３３３３９１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、特許文献１及び５記載の発明は、ピエゾ素子や圧電素子を使用するため、回路構成が複雑になりコストアップするという問題がある。引用文献２記載の発明は、モータ駆動時に駆動音が発生するため、例えば動画撮影時にこの駆動音が録音されるという問題がある。また、片持ち構造のワイパを用いているため、圧接力が不均一になり、ゴミの除去むらが発生する。更に、ワイパが削れてゴミの発生源となることがあった。
【０００６】
特許文献３記載の発明では、イオナイザの駆動に高電圧回路が必要となり、コストアップするという問題があった。また、イオナイザの案内軸より外側に駆動部材を配置するため、この配置スペースの分だけデジタルカメラが大型化するという問題があった。更に、特許文献４記載の発明では、気流を発生するためのエアポンプが必要となり、デジタルカメラの小型化を阻害するという問題があった。
【０００７】
更に、従来の各発明では、カバーガラスから除去したゴミの処置について考えられていないため、ゴミの再付着を防止することができなかった。
【０００８】
本発明は、上記各問題を解決するために、簡易でローコスト、更に省スペースな構成で撮像素子のカバーガラスを清掃することができ、清掃した塵埃の再付着を防止することができる清掃機構を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明の撮像素子清掃機構は、撮像素子の光学部品の表面を清掃する清掃手段と、この清掃手段が光学部品の表面に沿って移動されるようにガイドするガイド手段と、清掃手段を付勢して光学部品上から退避される退避位置に移動させる付勢手段とから構成されている。そして、清掃手段は、撮影装置がガイド手段によるガイド方向に沿って振られたときに、その慣性力によって付勢手段の付勢力に抗して光学部品の表面に沿って移動し、この光学部材の表面を清掃する。また、清掃手段には、錘を設けることが好ましい。
【００１０】
更に、ガイド手段は、光学部品の表面に垂直な方向から見て該光学部品を挟むように配置された２本のガイド軸から構成し、これらのガイド軸によって清掃手段をスライド自在に支持するようにしたものである。また、付勢手段として、コイル状のバネを使用し、このバネのコイル内にガイド軸を挿入することにより、付勢手段をガイド軸の外周に配するようにしたものである。
【００１１】
また、本発明の別の撮像素子清掃機構は、撮像素子の光学部品の表面を清掃する清掃手段と、清掃手段が光学部品の表面に沿って移動されるようにガイドするガイド手段と、清掃手段が光学部品上から退避される第１の退避位置に向けて、清掃手段を付勢する付勢手段と、清掃手段に係止され、予め設定された変態温度まで加熱されたときに、常温時の状態から収縮または伸長される形状記憶合金で形成された駆動手段とから構成したものである。そして、駆動手段は、常温時の状態にあるときに付勢手段による清掃手段の第１の退避位置への移動を許容し、変態温度まで加熱されて収縮または伸長されたときには、付勢手段の付勢に抗して清掃手段を第１の退避位置から第２の退避位置まで移動させ、その途中で光学部材の上を通過させて清掃を行なうようにしたものである。
【００１２】
駆動手段を収縮または伸長させるために、駆動手段に通電して変態温度まで発熱させる通電制御手段を設けることが好ましい。この通電制御手段は、例えば、撮影装置の電源がオンされたときに駆動手段への通電を行なわせることが好ましい。
【００１３】
また、駆動手段を収縮または伸長させるために熱伝導手段を用い、この熱伝導手段の一端を撮像素子に、他端を駆動手段、または熱伝導性を有する材質で形成されたガイド手段に接続して、撮像素子の熱を駆動手段に伝達して変態温度まで加熱させてもよい。
【００１４】
更に、ガイド手段は、光学部品の表面に垂直な方向から見て、該光学部品を挟むように配置された２本のガイド軸から構成し、清掃手段は、これらのガイド軸にスライド自在に取り付けられるようにしたものである。また、付勢手段として、コイル状のバネを使用し、このバネのコイル内にガイド軸の一端側を挿入することにより、付勢手段をガイド軸の外周に配するようにしたものである。同様に、駆動手段もコイルスプリング状に形成し、ガイド軸の他端側の外周に配してもよい。
【００１５】
また、撮像素子を保持する保持基板に、撮像素子の周辺に配置され、清掃手段によって除去された塵埃を収容する塵埃収容部を設けたものである。また、清掃手段が弾性を有する材質で形成された清掃部材を有する場合には、この清掃部材に付着した塵埃を掻き落として塵埃収容部に収容させる塵埃除去部を塵埃収容部の近傍に設けるのが好ましい。
【００１６】
塵埃除去部としては、例えば、清掃手段の移動中に清掃部材に当接して塵埃を掻き落とす斜面が用いられる。この斜面は、清掃手段が撮像素子から離れるにしたがって清掃部材との当接圧が徐々に高まるように傾斜されていることが好ましい。
【００１７】
更に、清掃手段は、清掃部材が斜面に当接したときに、該清掃部材を斜面に沿って回動させることが好ましい。この清掃手段の回動は、清掃部材を保持する保持部材を弾性材で形成し、清掃部材が斜面に当接したときに保持部材を弾性変形させて、清掃部材を斜面に沿って回動させるようにしたものである。
【００１８】
また、塵埃収容部内に収容された塵埃を粘着して保持する粘着部を設けるようにしたもものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の撮像素子清掃機構によれば、撮影装置を振るだけで、いつでも簡単に撮像素子の清掃を行なうことができる。また、この清掃機構は、清掃手段、ガイド手段、付勢手段等の少数の単純な機構を組み合わせて構成されているので、動作信頼性が高く、ローコストに採用することができる。更に、清掃手段に錘を設けるようにしたので、慣性力による移動効率を高めることができる。
【００２０】
また、２本のガイド軸で清掃手段をスライド自在に支持するようにしたので、光学部材に対する清掃手段の移動、及び清掃部材の摺接を安定化させることができる。更に、付勢手段をガイド軸の外周に配するようにしたので、省スペース化を図ることができる。
【００２１】
また、本発明の別の撮像素子清掃機構によれば、形状記憶合金を用いた駆動手段により清掃手段を移動させるようにしたので、省電力、省スペースに構成することができる。また、駆動手段をコイルスプリング状に形成してガイド軸の外周に配するようにしたので、更なる省スペース化を図ることができる。
【００２２】
また、駆動手段に通電して発熱させる通電制御手段を設けたので、駆動手段をヒーターなどで加熱する場合よりも小型化することができる。更に、通電制御手段は、撮影装置の電源がオンされたときに駆動手段に通電を行なうので、撮影前後に光学部品の清掃を自動的に行なわせることができ、撮影品質を向上させることができる。
【００２３】
また、通電制御手段の代わりに熱伝導手段を使用し、撮像素子の熱を駆動手段まで伝達して加熱する場合には、消費電力を更に小さくすることができる。さらに、前述の通電制御手段と熱伝導手段とを併用することもできる。例えば、清掃手段を第１の退避位置から第２の退避位置に移動させて光学部品を清掃するときに通電制御手段を使用し、清掃手段を第２の退避位置で保持するときには熱伝導手段による熱を利用することができるので、撮像素子からの熱伝導を待たずに迅速に光学部材の清掃を行なうことができ、かつ省電力化も図ることができる。
【００２４】
更に、保持基板に塵埃収容部を設けたので、除去した塵埃が光学部材に再付着するのを防止することができる。また、塵埃除去部を設けたので、清掃部材に付着した塵埃を除去することができ、やはり光学部材への再付着を防止することができる。また、塵埃除去部は、清掃部材に当接される斜面としたのでローコストに採用することができる。
【００２５】
また、清掃部材が塵埃除去部に当接したときに斜面に沿って回動されるようにしたので、清掃部材が削れて塵埃となるのを防止することができる。更に、この清掃部材の回動は、清掃部材を保持する保持部材を弾性材で形成し、この保持部材の弾性変形により回動させるようにしたので、ローコストに採用することができる。
【００２６】
また、塵埃収容部内に粘着部を設けたので、収容された塵埃が撮像素子上に移動して光学部材に再付着することはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１に示すデジタルカメラ２は、カメラ本体３の前面に撮影レンズ４を有し、その光軸Ｓ方向の背後には、撮影レンズ４によって結像された画像を撮像する撮像素子５が配置されている。撮像素子５は、レリーズボタン３ａの操作に応じて受光部に入射された光を光電変換し、撮像信号を出力する。撮像信号は、デジタルの画像データに変換されて、メモリカード等の記憶媒体に記憶される。
【００２８】
撮像素子５は、カメラ本体３内に固定される保持基板８に取り付けられる。保持基板８は、プラスチックや金属等の撓みの少ない材質で形成された矩形の板状部材であり、略中央に撮像素子５が嵌合される保持穴９が設けられている。撮像素子５は、保持穴９に嵌合されて接着剤等で固着される。
【００２９】
図２及び図３に示すように、撮像素子５は、ＣＣＤまたはＣ−ＭＯＳ等のセンサチップ１２と、センサチップ１２を収納するパッケージ１３と、センサチップ１２の受光部１２ａを保護するようにパッケージ１３に固着されるカバーガラス１４から構成されている。カバーガラス１４は、保護ガラス、ＩＲカットガラス、光学ローパスフィルタ等の透光性を有する複数の光学部品が積層されて形成されており、透光性を有する。撮像素子５は、パッケージ１３の上面１３ａと保持基板８の上面８ａとが面一になるように保持基板８に取り付けられる。
【００３０】
保持基板８の上面には、撮像素子５のカバーガラス１４を清掃する撮像素子清掃機構１５が設けられている。この撮像素子清掃機構１５は、ガイド手段を構成する４個の軸受け１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ、及び２本のガイド軸１９，２０と、清掃手段である清掃ユニット２１と、付勢手段である引っ張りバネ２２，２３とから構成されている。
【００３１】
４個の軸受け１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂは、保持基板８の四隅にそれぞれ設けられている。ガイド軸１９，２０は、プラスチックや金属等の撓みの少ない材質で形成された円柱状の棒材であり、軸受け１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂにより、それぞれの両端が保持される。各軸受け１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂによるガイド軸１９，２０の支持高さは同一とされているため、保持されたガイド軸１９，２０は保持基板８の上面８ａと平行になる。
【００３２】
清掃ユニット２１は、カバーガラス１４の表面１４ａに接触して清掃する清掃部材２６と、ガイド軸１９，２０が摺動自在に挿入される摺動穴２７ａ，２８ａがそれぞれ設けられたガイド部材２７，２８と、これらのガイド部材２７，２８に両端が保持され、下面に清掃部材２６が取り付けられる保持部材２９と、この保持部材２９の上面に取り付けられる錘３０とから構成されている。
【００３３】
ガイド部材２７，２８は、ガイド軸１９，２０に対する摺動がスムースに行なえるように、滑り性を備えたプラスチックや金属等で形成されている。保持部材２９は、プラスチックや金属等の撓みの少ない材質で形成された板状部材であり、ガイド部材２７，２８に設けられた切欠部２７ｂ，２８ｂに挿入されて接着剤などで固着されている。錘３０は、清掃ユニット２１の慣性力を高めるために設けられており、例えば、比重の大きな金属などで形成されて保持部材２９に接着されている。
【００３４】
清掃部材２６は、天然ゴムや合成ゴム等の弾性材で形成されており、保持部材２９に接着剤等で固着される。清掃部材２６の下面には、清掃部材２６の長さ方向に渡って突条状に形成された清掃突起２６ａが設けられている。この清掃突起２６ａは、清掃ユニット２１がガイド軸１９，２０に沿って移動することによりカバーガラス１４の表面１４ａに摺接し、付着している塵埃を掻き取る。
【００３５】
コイル状の引っ張りバネ２２，２３は、一方の軸受け１７ａ，１８ａと清掃ユニット２１との間に組み込まれており、コイル内にガイド軸１９，２０が挿入されることで、ガイド軸１９，２０の外周に配置されている。引っ張りバネ２２，２３の両端は、保持基板８上に設けられた係止突起８ｂと、ガイド部材２７，２８上に設けられた係止ピン２７ｃ，２８ｃとに係止されており、清掃ユニット２１を矢印Ａ方向に引っ張って軸受け１７ａ，１８ａ側に片寄せする。これにより、図２（Ａ），図３（Ａ）に示すように、清掃ユニット２１は撮像素子５上から退避される退避位置で保持されるため、撮影に支障をきたすことはない。
【００３６】
引っ張りバネ２２，２３の付勢力は、デジタルカメラ２を図１に示すＸ方向、すなわちガイド軸方向に振ったときに発生する清掃ユニット２１の慣性力よりも小さくなるように設定されている。そのため、デジタルカメラ２で撮影等を行なう通常使用では、引っ張りバネ２２，２３の付勢力によって清掃ユニット２１は退避位置に保持されるので、清掃ユニット２１が撮像素子５の前に移動することはない。
【００３７】
図２（Ｂ），図３（Ｂ）に示すように、ユーザーがデジタルカメラ２をＸ方向に振ると、清掃ユニット２１はその慣性力によって引っ張りバネ２２，２３の付勢力に抗し、ガイド軸１９，２０に沿って撮像素子５上を往復移動する。その際に、清掃突起２６ａの先端がカバーガラス１４に摺接して付着している塵埃をかき落とすので、表面１４ａをいつでも簡単に清掃することができ、塵埃の付着による画質の劣化を防止することができる。
【００３８】
上記実施形態では、デジタルカメラ２を振ることにより清掃ユニット２１を往復移動させて清掃を行なうようにしたが、形状記憶合金を用いて清掃ユニットを移動させてもよい。以下、形状記憶合金を用いて清掃ユニットを移動させる例について説明するが、上記実施形態と同じ部品については、同符号を用いて詳しい説明を省略する。
【００３９】
図４及び図５に示す撮像素子清掃機構４０は、ガイド軸１９だけに引っ張りバネ２２を取り付けている。また、軸受け１８ａとガイド部材２７との間には、ガイド軸１９の外周にコイルスプリング状に形成された駆動部材４１を巻き付けている。駆動手段である駆動部材４１は形状記憶合金により形成されており、その両端はガイド部材２８に設けられたピン２７ｄと、保持基板８上に設けられた係止突起８ｃとに係止されている。
【００４０】
清掃ユニット４４は、前述の清掃ユニット２１と同様に、清掃部材２６と、ガイド部材２７，２８と、保持部材２９とを備えている。しかし、清掃ユニット４４の慣性力を高める必要がないため、錘３０は設けられていない。
【００４１】
図４（Ａ），図５（Ａ）に示すように、駆動部材４１は、常温状態ではガイド軸１９に沿って伸長される。そのため、清掃ユニット４４は、引っ張りバネ２２の付勢によって同図に示す第１の退避位置に保持される。これに対し、図４（Ｂ），図５（Ｂ）に示すように、駆動部材４１が予め設定された変態温度まで加熱されると収縮される。駆動部材４１が収縮する際の引っ張り力は、引っ張りバネ２２の付勢力よりも強くなるように設定されているため、清掃ユニット４４は引っ張りバネ２２の付勢に抗して移動され、清掃突起２６ａでカバーガラス１４の表面１４ａを清掃する。なお、清掃ユニット４４は、駆動部材４１の収縮により、撮像素子５を挟んで第１の退避位置と反対側にある第２の退避位置に保持されるため、撮影に支障をきたすことはない。
【００４２】
駆動部材４１は、保持基板８外に引き出されて通電制御回路４７に接続されている。通電制御手段である通電制御回路４７には、形状記憶合金に流す電流を供給する電源４８が接続されており、駆動部材４１に通電して変態温度まで発熱させる。また、通電制御回路４７は、デジタルカメラ２全体を制御するＣＰＵ４９に接続されて制御されている。ＣＰＵ４９には、デジタルカメラ２の電源をオン／オフする電源スイッチ５０が接続されている。
【００４３】
ＣＰＵ４９は、電源スイッチ５０が操作されてデジタルカメラ２の電源がオンされたときに、通電制御回路４７を制御して駆動部材４１に通電させる。これにより、駆動部材４１は変態温度まで発熱して清掃ユニット４４を第１の退避位置から第２の退避位置まで移動させ、カバーガラス１４の表面１４ａを清掃する。
【００４４】
また、ＣＰＵ４９は、電源スイッチ５０が操作されてデジタルカメラ２の電源がオフされると、通電制御回路４７を制御して駆動部材４１への通電を停止させる。これにより、駆動部材４１は冷却されて常温となり伸長される。清掃ユニット４４は、引っ張りバネ２２の付勢によって第２の退避位置から第１の退避位置に移動されるが、この移動時にも清掃突起２６ａでカバーガラス１４を清掃する。なお、駆動部材４１は細く、表面積が多いため比較的短時間で冷却される。
【００４５】
これによれば、デジタルカメラ２の電源スイッチ５０を操作するたびにカバーガラス１４の清掃を行なうことができる。また、アクチュエータとして形状記憶合金で形成された駆動部材４１を用いたので省電力であり、動作音などが発生することもない。更に、駆動部材４１をガイド軸１９の外周に配置したので、省スペースに組み込むことができ、デジタルカメラ２の小型化を阻害することはない。
【００４６】
上記各実施形態では、カバーガラス１４から掻き落とされた塵埃が保持基板８上に落下し、再びカバーガラス１４に付着することがある。また、清掃突起２６ａに付着した塵埃がカバーガラス１４に再付着することもある。このような問題を防止するために、清掃突起から塵埃を除去する塵埃除去手段と、この除去した塵埃とカバーガラスから掻き落とした塵埃とを収容する塵埃収容部とを設けてもよい。以下、カバーガラスの清掃により生じた塵埃を適切に処置することができる撮像素子清掃機構について説明するが、上記各実施形態と同じ部品については、同符号を用いて詳しい説明を省略する。
【００４７】
図６及び図７に示すように、本実施形態の撮像素子清掃機構６０では、撮像素子５の周囲を取り囲むように、保持基板６１に塵埃収容部６２，６３，６４，６５を設けている。この塵埃収容部６２，６３，６４，６５は、保持基板６１に形成された開口であり、清掃部材２６がカバーガラス１４から除去した塵埃を受け入れ、カバーガラス１４への再付着を防止する。
【００４８】
また、塵埃収容部６２，６３の外側には、清掃突起２６ａに付着した塵埃を除去する塵埃除去部６８，６９が設けられている。これらの塵埃除去部６８，６９は、塵埃収容部６２，６３に連なって形成された斜面６８ａ，６９ａと、これらの斜面６８ａ，６９ａの上端に連なって形成された突出面６８ｂ，６９ｂから構成されている。斜面６８ａ，６９ａは、撮像素子５から離れるにしたがって、すなわち第１の退避位置及び第２の退避位置に近づくにしたがって徐々に高くなるように傾斜されている。
【００４９】
図７（Ａ）に示すように、例えば、清掃突起２６ａは、保持基板６１の上面６１ａとパッケージ１３の上面１３ａとに当接する長さとされている。そのため、同図（Ｃ）に示すように、カバーガラス１４を清掃した後の清掃突起２６ａは、斜面６９ａ及び突出面６９ｂに摺接しながら第２の退避位置に向けて移動する。このときの清掃突起２６ａと斜面６９ａ及び突出面６９ｂとの摺接により、清掃突起２６ａに付着していた塵埃は除去され、塵埃収容部６３等に収容される。
【００５０】
なお、清掃突起２６ａが塵埃除去部６８，６９に摺接する際に大きな負荷や衝撃が生じるが、この負荷や衝撃により清掃突起２６ａが削れて塵埃を生じさせることがある。これを解決するために、本実施形態の清掃ユニット７２では、保持部材７３を例えば弾性を有するプラスチックや金属で形成するとともに、ガイド部材２７，２８によって保持される両端部を切り欠いて細幅部７３ａ，７３ｂを設けている。これにより、清掃突起２６ａが塵埃除去部６８，６９に摺接すると、保持部材７３が細幅部７３ａ，７３ｂで弾性変形して清掃部材２６が回動する。また、図７（Ｂ）に示すように、清掃突起２６ａがカバーガラス１４を清掃する際にも保持部材７３が弾性変形して清掃部材２６が回動する。これにより、清掃突起２６ａにかかる負荷を小さくして、削れによる塵埃の発生を防止することができる。
【００５１】
なお、上記実施形態では、保持部材７３に細幅部７３ａ，７３ｂを設けることにより弾性変形しやすくしたが、例えば、図８に示す清掃ユニット８０の保持部材８１のように、クランク状に切り欠かれた弾性変形部８１ａ，８１ｂを保持部材８１の両端に形成しても同様の作用効果を発揮することができる。
【００５２】
また、塵埃収容部６２，６３，６４，６５に塵埃を収容したが、撮影装置２に対する振動や衝撃により、収容された塵埃が撮像素子５の上に移動することがある。これを防止するために、図９に示すように、保持基板６１に凹部状の塵埃収容部８５を形成し、この塵埃収容部８５内に塵埃を粘着する粘着部８６を設けてもよい。この粘着部８６は、例えば、粘着材の塗布や、両面テープの貼付により形成される。
【００５３】
なお、塵埃収容部及び塵埃除去部、弾性変形する保持部材等は、デジタルカメラ２をＸ方向に振ることによって清掃ユニット２１をスライドさせる撮像素子清掃機構１５にも適用することができる。
【００５４】
また、上記実施形態では、通電制御回路４７により駆動部材４１に通電を行なって発熱させているが、例えば撮像素子の発熱を利用して駆動部材を伸縮させてもよい。以下、撮像素子の熱を利用する例について説明するが、上記各実施形態と同じ部品については、同符号を用いて詳しい説明を省略する。
【００５５】
図１０に示す撮像素子清掃機構９０は、ガイド軸９１を金属棒で形成し、その長さを軸受け１７ａ，１７ｂの間隔よりも長くして両端を突出させている。ガイド軸９１の両端９１ａ，９１ｂには、熱伝導板９２の当接片９２ａ，９２ｂが当接されている。熱伝導板９２は、熱伝導率のよい材質で形成された金属板を断面が略Ｕ字状になるように屈曲させ、ガイド軸９１の側方に配されるように保持基板９３に取り付けたもので、一片には前述の当接片９２ａ，９２ｂが形成され、他辺には、撮像素子９４にハンダ９５によって接続される接続片９２ｃが形成されている。撮像素子９４は、熱伝導板９２との熱伝導効率を高めるために、パッケージ９４ａのサイズを大きくして熱伝導板９２の近傍に配置されている。
【００５６】
デジタルカメラ２の電源がオンされて撮像素子９４が動作を開始すると、撮像素子９４は発熱する。この撮像素子９４の熱は、熱伝導板９２の接続片９２ｃと当接片９２ａ，９２ｂとを経てガイド軸９１に伝達される。このガイド軸９１の熱は、外周に配された駆動部材９７に伝達される。形状記憶合金で形成された駆動部材９７は、伝達された撮像素子９４の熱によって変態温度まで加熱され、伸縮される。これにより、清掃ユニット９８は付勢バネ９９の付勢に抗して第１の退避位置から第２の退避位置に移動され、その途中でカバーガラス１００の表面を清掃する。このように、撮像素子９４の熱を利用すれば、駆動部材９７の動作に電力が必要なくなるので、省電力化を図ることができる。なお、駆動部材９７の両端を伸ばして熱伝導板９２に接続し、直接加熱させてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態では、撮像素子９４の熱だけで駆動部材９７を加熱したが、前述の通電制御回路と併用してもよい。例えば、デジタルカメラ２の電源がオンされたときには、通電制御回路によって駆動部材９７を発熱させて収縮させ、駆動部材９７の収縮後には、撮像素子９４から伝達される熱だけで駆動部材９７の温度を変態温度以上に維持させる。これによれば、デジタルカメラ２の電源がオンされてから清掃ユニット９８が移動されるまでの時間の短縮と、省電力化とを図ることができる。
【００５８】
なお、上記実施形態では、パッケージタイプの撮像素子を例に説明したが、チップサイズパッケージ等、他の異なる形態の撮像素子の清掃にも適用することができる。また、上記各実施形態では、バネによって清掃ユニットを引っ張ることにより退避位置に付勢したが、バネで押圧して退避位置に付勢してもよい。この場合には、変態温度まで加熱されたときに伸長され、バネの付勢に抗して清掃ユニットを移動させる駆動部材を使用するとよい。さらに、上記各実施形態では、清掃ユニットを水平方向で移動させたが、上下方向で移動させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の撮像素子清掃機構と、これを組み込んだデジタルカメラとを示す外観斜視図である。
【図２】撮像素子清掃機構の動作状態を示す外観斜視図である。
【図３】撮像素子清掃機構の動作状態を示す断面図である。
【図４】形状記憶合金を用いた撮像素子清掃機構の動作状態を示す外観斜視図である。
【図５】形状記憶合金を用いた撮像素子清掃機構の動作状態を示す断面図である。
【図６】塵埃収容部、塵埃除去部等を備えた撮像素子清掃機構の外観斜視図である。
【図７】塵埃収容部、塵埃除去部等を備えた撮像素子清掃機構の動作状態を示す断面図である。
【図８】保持部材の別の形態を示す斜視図である。
【図９】塵埃収容部内に粘着部を設けた撮像素子清掃機構の断面図である。
【図１０】撮像素子の熱によって駆動部材を伸縮させるようにした撮像素子清掃機構の外観斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
２  デジタルカメラ
５，９４  撮像素子
８，９３  保持基板
１４，１００  カバーガラス
１５，４０，６０，９０  撮像素子清掃機構
１９，２０，９１  ガイド軸
２１，４４，７２，８０，９８  清掃ユニット
２２，２３，９９  引っ張りバネ
２６  清掃部材
２６ａ  清掃突起
２９，７３，８１  保持部材
３０  錘
４１，９７  駆動部材
４７  通電制御回路
４８  電源
５０  電源スイッチ
６２〜６５  塵埃収容部
６８，６９  塵埃除去部
６８ａ，６９ａ  斜面
９２  熱伝導板
【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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【図９】
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【図１０】
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