(57)【要約】【課題】異物の除去効果の高いカメラ、及び、異物除去方法を提供する。【解決手段】本発明のカメラは、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子（７１）と、撮像素子（７１）の表面、又は、撮像素子（７１）よりも光路の被写体側に設けられ、被写体光が通過する透光部材（７３）と、透光部材（７３）に付着した異物を除去する異物除去機構（７４）と、透光部材（７３）に隣接して設けられ、少なくとも１枚のシャッタ幕を有するフォーカルプレーン方式のシャッタ機構（６）と、異物除去機構（７４）を動作させるとともに、異物除去機構（７４）の動作と連動してシャッタ機構（６）を動作させる制御部（８）とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子の表面、又は、前記撮像素子よりも光路の被写体側に設けられ、被写体光が通過する透光部材と、
前記透光部材に付着した異物を除去する異物除去機構と、
前記透光部材に隣接して設けられ、少なくとも１枚のシャッタ幕を有するフォーカルプレーン方式のシャッタ機構と、
前記異物除去機構を動作させるとともに、前記異物除去機構の動作と連動して前記シャッタ機構を動作させる制御部と、
を備えるカメラ。
【請求項２】
請求項１に記載のカメラにおいて、
前記制御部は、前記異物除去機構の動作中に前記シャッタ機構を動作させること、
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、
前記制御部は、前記異物除去機構の動作完了直後に前記シャッタ機構を動作させること、
を特徴とするカメラ。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のカメラにおいて、
前記異物除去機構は、前記透光部材を振動させることにより異物を除去する機構であること、
を特徴とするカメラ。
【請求項５】
被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子の表面、又は、前記撮像素子よりも光路の被写体側に設けられ、被写体光が通過する透光部材と、
前記透光部材に付着した異物を除去する異物除去機構と、
前記透光部材に隣接して設けられ、少なくとも１枚のシャッタ幕を有するフォーカルプレーン方式のシャッタ機構と、
を備えたカメラの前記透光部材に付着した異物を除去する異物除去方法であって、
前記異物除去機構の動作と連動して前記シャッタ機構を動作させる異物除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子や光学ローパスフィルタ等、撮影光束が通過する部分に付着した異物を除去することが可能なカメラ、及び、異物除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子を用いたデジタルカメラでは、レンズ交換時に進入する塵埃や、部品の摩耗により発生する塵埃等の異物が、撮像素子の表面や、光学ローパスフィルタ及び赤外カットフィルタ等の光学部材の表面等に付着し、撮影画像中に写り込んでしまうという問題があった。
従来、撮像光学系と光電変換素子との間に配置された光学素子を振動させることにより上述の異物を除去するカメラが、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２０４３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来技術のカメラでは、振動により浮き上がった異物が再び光学素子上に付着し、異物の除去ができない場合があった。
【０００４】
本発明の課題は、異物の除去効果の高いカメラ、及び、異物除去方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。
なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応付けて説明するが、本発明は、これに限定されるものでなく、後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
【０００６】
請求項１の発明は、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子（７１）と、前記撮像素子の表面、又は、前記撮像素子よりも光路の被写体側に設けられ、被写体光が通過する透光部材（７３）と、前記透光部材に付着した異物を除去する異物除去機構（７４）と、前記透光部材に隣接して設けられ、少なくとも１枚のシャッタ幕（６３，６４）を有するフォーカルプレーン方式のシャッタ機構（６）と、前記異物除去機構を動作させるとともに、前記異物除去機構の動作と連動して前記シャッタ機構を動作させる制御部（８）と、を備えるカメラ（１）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載のカメラにおいて、前記制御部（８）は、前記異物除去機構（７４）の動作中に前記シャッタ機構（６）を動作させること、を特徴とするカメラ（１）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、前記制御部（８）は、前記異物除去機構（７４）の動作完了直後に前記シャッタ機構（６）を動作させること、を特徴とするカメラ（１）である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のカメラにおいて、前記異物除去機構（７４）は、前記透光部材（７３）を振動させることにより異物を除去する機構であること、を特徴とするカメラ（１）である。
【０００７】
請求項５の発明は、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子（７１）と、前記撮像素子の表面、又は、前記撮像素子よりも光路の被写体側に設けられ、被写体光が通過する透光部材（７３）と、前記透光部材に付着した異物を除去する異物除去機構（７４）と、前記透光部材に隣接して設けられ、少なくとも１枚のシャッタ幕を有するフォーカルプレーン方式のシャッタ機構（６）と、を備えたカメラの前記透光部材に付着した異物を除去する異物除去方法であって、前記異物除去機構の動作と連動して前記シャッタ機構を動作させる異物除去方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、異物の除去効果の高いカメラ、及び、異物除去方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、実施形態のカメラを模式的に示した断面図である。なお、図１は、シャッタが閉鎖した状態であって、シャッタユニットがチャージされている状態を示している。
本実施形態のカメラ１は、カメラ本体３と、このカメラ本体３に設けられた不図示の開口部のまわりに配置されたマウント部に対して着脱可能な形態で取り付けられた交換レンズ２とを有する一眼レフカメラである。
【００１０】
交換レンズ２は、撮影光学系Ｌを有し、カメラ本体３の不図示のマウント部と係合する不図示のレンズ側マウント部有し、このレンズ側マウント部を介してカメラ本体３に対して着脱可能な交換レンズである。
カメラ本体３は、ミラー部４と、ファインダ部５と、シャッタ部６と、撮像部７と、制御部８とを備え、不図示の開口部のまわりに配置されたマウント部を有した一眼レフカメラのカメラ本体である。
【００１１】
ミラー部４は、撮影光学系Ｌを通過した撮影光束を反射してファインダ部５方向へ光路を曲げる部材である。ミラー部４は、撮影前の構図確認中は、図１に示すように撮影用の光路中にあって、撮影光束をファインダ部５へ導き、撮影時には、図１中に一点鎖線で示すカメラ上方（図１中の上方）等に回転して退避し、撮影光束が撮像部７方向へ進むようにする。
ファインダ部５は、不図示のスクリーン、ペンタミラー又はペンタプリズム、接眼光学系等を備え、被写体像を観察可能とするファインダを形成する光学系である。
【００１２】
シャッタ部６は、シャッタ基板６１，６２と、第１シャッタ幕６３と、第２シャッタ幕６４と、シャッタ駆動部６５とを備え、ミラー部４と後述の撮像部７との間に配置されている。シャッタ部６は、撮影光学系Lを通過した撮影光束が撮像部７に到達するのを遮る閉状態と、撮影光束が撮像部７に到達可能とする開状態とを露光時間に応じて切り替える。
シャッタ基板６１，６２は、シャッタ部のベースとなる部分である。シャッタ基板６１がシャッタ基板６２よりもミラー部４側に配置され、シャッタ基板６１とシャッタ基板６２とにより、第１シャッタ幕６３及び第２シャッタ幕６４を挟んで配置されている。
第１シャッタ幕６３は、複数枚の略長方形のシャッタ幕の集合であり、本実施形態では、４枚のシャッタ幕の集合となっている。第１シャッタ幕６３は、フォーカルプレーンシャッタの先幕であり、シャッタ閉鎖時であってシャッタ動作開始前のいわゆるシャッタチャージ状態では、後述の図２（ａ）に示すように閉鎖状態となっており、撮影時にシャッタが動作するときには、後述の第２シャッタ幕６４よりも先に移動を開始して光路中から退避する。
【００１３】
第２シャッタ幕６４は、第１シャッタ幕６３と同様に複数枚の略長方形のシャッタ幕の集合であり、第１シャッタ幕６３よりもミラー部４側に設けられている。第２シャッタ幕６４は、本実施形態では、４枚のシャッタ幕の集合となっている。第２シャッタ幕６４は、フォーカルプレーンシャッタの後幕であり、シャッタ閉鎖時であってシャッタ動作開始前のいわゆるシャッタチャージ状態では、後述の図２（ａ）に示すように光路中から退避した状態となっており、撮影時にシャッタが動作するときには、第１シャッタ幕６３の後に移動を開始して光路中に進入して撮影光束を遮る。
シャッタ駆動部６５は、後述する制御部８の指示により第１シャッタ幕６３及び第２シャッタ幕６４を駆動する部分であり、電磁ソレノイド、ばね等を有している。
【００１４】
撮像部７は、ミラー部４が光路から退避し、かつ、シャッタ部６が開状態にされたときに撮影光束が到達する位置に配置されており、撮像素子７１と、素子基板７２と、透光板７３と、加振部７４と、異物保持部７５とを有している。
撮像素子７１は、後述する透光板７３を通過した撮影光束が撮像面に結像され、その像の情報を電気信号に置き換える光電変換素子であり、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等が用いられる。撮像素子７１は、その撮像面が撮影光学系Ｌの光軸と直交するように素子基板７２に固定されている。撮像素子７１により得られた画像データには、不図示の処理部によりデジタルデータ化や、必要な画像処理等が行なわれ、不図示の記憶部に記憶される。
素子基板７２は、撮像素子７１を固定する電気基板であり、不図示の部分においてカメラ本体３内に固定されている。
【００１５】
透光板７３は、撮影光束が通過する光路中にあって、撮像素子７１よりも光路の被写体側に設けられ、撮影光束が通過する透光部材である。透光板７３は、光学ローパスフィルタと赤外カットフィルタとを積層して形成されている。透光板７３の光学ローパスフィルタを撮影光束が通過することにより、撮像素子７１に設けられたカラーフィルタに起因する色モアレを防止している。また、透光板７３の赤外カットフィルタを撮影光束が通過することにより、不要な赤外領域の光を低減する。さらに、透光板７３の表面には、異物が付着しにくいように帯電防止処理が施されている。
透光板７３は、加振部７４を介して素子基板７２上に取り付けられており、撮像素子７１の撮像面と略平行となるように配置されている。また、透光板７３は、撮像素子７１のシャッタ側の面全てを覆うとともに、外周が加振部７４に対して密着している。よって、撮像素子７１は、透光板７３と、加振部７４と、素子基板７２とにより密封されて、外部からの異物の侵入が防止されている。
【００１６】
加振部７４は、素子基板７２上に実装された圧電素子等により形成されている。加振部７４のシャッタ部６側には、透光板７３が取り付けられている。加振部７４は、制御部８からの指示により交番電圧が印加されることにより振動を発生し、その振動により透光板７３が振動する。この透光板７３の振動は、透光板７３の表面に付着した異物を除去する異物除去動作として行なわれる。
【００１７】
異物保持部７５は、透光板７３の外周付近に配置されるように素子基板７２上に固定され、透光板７３上から除去されて落下した異物等が他の部分に移動しないように保持する部分である。本実施形態の異物保持部７５は、粘着材により形成されており、その粘着力によって、異物を保持する。
【００１８】
制御部８は、カメラ本体３の動作を統括的に制御する部分であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリ等とを有し、メモリに記憶された制御プログラムにより各種演算及び制御動作を行なう。制御部８は、シャッタ駆動部６５及び素子基板７２に電気的に接続されており、異物除去動作の制御を行なうことができる。
【００１９】
次に、本実施形態のカメラの異物除去動作について説明する。
図２は、異物除去動作時のシャッタ部及び撮像部の状態を示す図である。
図３は、異物除去動作時のタイミングチャートである。
図２（ａ）は、シャッタを開く動作を直ちに行える状態（シャッタチャージがされた状態）であって、異物除去動作を開始する前の状態を示している。この状態は、例えば、カメラ本体３の不図示の電源がＯＦＦの状態や、電源ＯＮの状態であって、不図示のレリーズボタンの操作により撮影を直ちに行える状態等である。この図２（ａ）の状態では、第１シャッタ幕６３は閉状態であり、第２シャッタ幕６４は開状態となっており、図３では、ｔ１よりも前の状態である。また、図２（ａ）は、透光板７３の表面に異物Ｐが付着している状態を示している。なお、図３では、各シャッタ幕の移動方向を合わせるようにして示しているので、第１シャッタ幕６３については、図中の上方が開となり、第２シャッタ幕６４については、図中の上方が閉となっている。
【００２０】
本実施形態では、不図示の操作部により使用者から指示を受けることにより制御部８が異物除去動作開始する。なお、異物除去動作の開始は、上述のような使用者からの指示に応じて行なう形態に限らず、例えば、カメラ本体３の電源をＯＮした直後や、所定回数の撮影毎や、レンズ交換を行なう度等に行なうようにしてもよい。さらに、異物除去動作を行なうタイミングを、その他の時点に変更又は追加設定してもよい。
【００２１】
図２（ａ）の状態から、異物除去動作を開始すると、制御部８は、加振部７４の駆動を開始して（図３のｔ１）、透光板７３を振動させる（図２（ｂ））。異物Ｐは、加振部７４により透光板７３が振動を行なうことにより、異物Ｐが透光板７３上から離れやすい状態となり、その一部は自重により落下するが、落下しない異物Ｐは再び透光板７３上に付着したり、透光板７３上から離れずに付着したままとなったりしている。
【００２２】
次に、制御部８は、加振部７４を駆動した状態を継続したまま、第１シャッタ幕６３を開方向へ走行を開始させる（図３のｔ２）。
続いて、制御部８は、第２シャッタ幕６４を閉方向へ走行を開始させる（図３のｔ３）。このｔ３は、ｔ２からごく僅かな時間をおいた後にであって、第１シャッタ幕６３が開位置に到達（ｔ４）するよりも前の時点である。よって、第１シャッタ幕６３と第２シャッタ幕６４とは、僅かに間隔を開けた状態で図２中の上方から下方へと走行する（図２（ｃ））。本実施形態では、カメラ本体３が撮影時に得られる最高速のシャッタ速度である１／８０００秒でシャッタを切るときと同じ間隔及び速度で第１シャッタ幕６３と第２シャッタ幕６４とを移動させる。これにより、第１シャッタ幕６３と第２シャッタ幕６４とが高速で透光板７３の表面付近を移動することにより、空気が移動して風が発生する。このとき、加振部７４が駆動を継続しており、透光板７３が振動しているので、透光板７３上に付着した異物Ｐは、透光板７３の表面から浮き上がったり離れやすい状態となったりしており、そのときに風を受けることによって、一気に透光板７３上から移動させられる。
【００２３】
その後、第１シャッタ幕６３が完全に開位置（図３のｔ４）となり、さらに、第２シャッタ幕６４が完全に閉位置（図３のｔ５）となる。
第１シャッタ幕６３が完全に開位置となり、さらに、第２シャッタ幕６４が完全に閉位置となった後、制御部８は、加振部７４の動作を停止する（図２（ｄ）及び図３のｔ６）。以上のようにして透光板７３上から除去された異物Ｐの多くは、異物保持部７５の粘着性により保持される。
最後に、制御部８は、第１シャッタ幕６３を閉方向へ走行を開始させるとともに第２シャッタ幕６４を開方向へ走行を開始させ（図３のｔ７）、第１シャッタ幕６３が完全に閉位置となり、さらに、第２シャッタ幕６４が完全に開位置となってシャッタチャージ状態（図３のｔ８）として異物除去動作を終了する。
【００２４】
本実施形態によれば、制御部８は、加振部７４の動作と連動してシャッタ部６を動作させるので、加振部７４の動作による透光板７３の振動のみでは除去しきれない異物Ｐを除去できる。
また、制御部８は、加振部７４の動作中にシャッタ部６を動作させるので、異物Ｐを除去できる可能性が高くなる。
【００２５】
（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態において、先幕である第１シャッタ幕６３が後幕である第２シャッタ幕６４よりも撮像素子７１側に設けられている例を示したが、これに限らず、後幕が先幕よりも撮像素子側に設けられていてもよい。
【００２６】
（２）本実施形態において、光学ローパスフィルタと赤外カットフィルタとの機能を有する透光板７３を振動させる例を示したが、これに限らず、例えば、異物混入を防止するために専用の透光部材を設け、これを振動させたり移動させたりしてもよいし、撮像素子も含めた撮像部全体を振動させたり移動させたりしてもよい。
【００２７】
（３）本実施形態において、制御部８は、加振部７４の動作中にシャッタ部６を動作させる例を示したが、これに限らず、例えば、加振部７４の動作完了直後にシャッタ部を動作させてもよいし、加振部７４動作中にシャッタ部６が動作を開始して、シャッタ部６の動作中に加振部７４の動作を停止してもよい。
【００２８】
（４）本実施形態において、制御部８は、加振部７４の動作中にシャッタ部６を動作させる例を示したが、これに限らず、例えば、加振部７４の動作を一旦停止してからシャッタ部６を動作させ、シャッタ部６の動作が終了した後に再度加振部７４を動作させてもよい。このような動作は、シャッタ部６と透光板７３との距離が近いことにより加振部７４とシャッタ部６とを同時に動作させるとシャッタ幕と透光板７３とが接触するおそれがある場合に有効である。
【００２９】
（５）本実施形態において、制御部８は、加振部７４の動作を終了させた後にシャッタ部６をチャージ（復帰）させる例を示したが、これに限らず、例えば、シャッタ部６をチャージするときにも加振部７４を動作させて異物除去動作を行なってもよい。
【００３０】
（６）本実施形態において、制御部８は、加振部７４を動作させた状態で、カメラ本体３が撮影時に得られる最高速のシャッタ速度である１／８０００秒でシャッタを切る例を示したが、これに限らず、第１シャッタ幕６３と第２シャッタ幕６４との間隔は、適宜変更してもよいし、第１シャッタ幕６３が完全に開位置へ移動した後に、第２シャッタ幕６４が閉方向へ移動を開始してもよいし、第１シャッタ幕６３と第２シャッタ幕６４とが同時に移動を開始してもよい。また、第１シャッタ幕６３と第２シャッタ幕６４とのいずれか一方のみを動作させてもよい。
【００３１】
（７）本実施形態において、先幕である第１シャッタ幕６３と、後幕である第２シャッタ幕６４との二組のシャッタ幕を備えたフォーカルプレーンシャッタの例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、一組のシャッタ幕を閉位置から開位置へと移動した後に開位置から閉位置へと移動するタイプのフォーカルプレーンシャッタとしたり、これに加えてさらに、撮像素子の蓄積時間を制御するいわゆる電子シャッタを併用したフォーカルプレーンシャッタとしたりしてもよい。
【００３２】
（８）本実施形態において、透光板７３を振動させて異物を除去する動作に連動させてシャッタ部６を動作させる例を示したが、これに限らず、例えば、透光板の表面にイオン照射や放電等を行ない異物を除去する動作に連動させてシャッタ部を動作させる等、他の種類の異物除去機構に連動させてシャッタ部を動作させてもよい。
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施形態のカメラを模式的に示した断面図である。
【図２】異物除去動作時のシャッタ部及び撮像部の状態を示す図である。
【図３】異物除去動作時のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１：カメラ、２：交換レンズ、３：カメラ本体、４：ミラー部、５：ファインダ部、６：シャッタ部、６１，６２：シャッタ基板、６３：第１シャッタ幕、６４：第２シャッタ幕、６５：シャッタ駆動部、７：撮像部、７１：撮像素子、７２：素子基板、７３：透光板、７４：加振部、７５：異物保持部、８：制御部、Ｌ：撮影光学系
【図１】
2009010688.tif 000003
【図２】
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【図３】
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