(57)【要約】【課題】光学部材の表面に付着した固体及び水分の異物を除去し、それを確実に捕集できるようにする。【解決手段】櫛型電極４０５に予め定められた周波数の交流電圧が印加されると、光学ローパスフィルタ４０１の表面近傍の各部位が楕円運動し、これにより表面弾性波４１０が励振される。光学ローパスフィルタ４０１の表面に固体の異物４１１ａが存在する場合、表面弾性波４１０の楕円運動で発生する摩擦力によって異物４１１ａは表面弾性波４１０の進行方向（図中矢印Ｘ）と逆方向に搬送され、吸着部材４０８で捕集される。一方、光学ローパスフィルタ４０１の表面に水分の異物４１１ｂが存在する場合、表面弾性波４１０の放射圧によって異物４１１ｂは表面弾性波４１０の進行方向（図中矢印Ｘ）に搬送され、吸水部材４０９で捕集される。【選択図】図８
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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、
前記撮像素子よりも被写体側に配置された光学部材と、
前記光学部材に進行波を発生させる振動手段と、
前記光学部材の表面にその撮影領域を挟んで対向するように配置された吸水部材及び吸着部材とを備え、
前記吸水部材は前記振動手段により発生する進行波の進行方向側に配置され、前記吸着部材は前記振動手段により発生する進行波の進行方向と逆側に配置されることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記振動手段は櫛型電極であり、前記光学部材に弾性波を発生させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記櫛型電極を覆う絶縁性保護膜が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記櫛型電極と前記吸着部材とが隣り合って配置されるとともに、前記吸着部材は前記櫛型電極よりも前記光学部材の端部側に配置されることを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記振動手段は圧電素子であり、前記光学部材に屈曲波を発生させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記光学部材の表面での結露の発生を検出する結露検出手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記光学部材の表面には、その撮影領域外であって、前記振動手段により発生する進行波の進行方向側に、該進行波の反射波の発生を抑制する抑制部材が配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記光学部材の前記撮像素子側に前記光学部材を保持する保持部材が配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光軸上に配設された光学部材の表面に付着した異物を除去する機能を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像信号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ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣ-ＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子で受光する。そして、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。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線カットフィルタが配置される。この場合、撮像素子のカバーガラスやこれらの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。
【０００３】
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のカバーガラス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。
【０００４】
さらに、上述した塵埃等の固体の異物のほかに、使用環境の急激な変化等により結露が発生し、その結露により発生する水分が撮像素子のカバーガラスやフィルタの表面に付着することもある。
【０００５】
特許文献１には、光学系と撮像素子の間に配設された防塵光学部材を加振手段により振動させることによって、防塵光学部材に屈曲進行波を発生させて、この防塵部材の表面に付着する塵埃等を除去する電子撮像装置が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、撮像素子の被写体側に撮影光束を透過させる防塵幕を設け、さらにその周縁部に塵埃受け部を設けることが開示されている。防塵幕を圧電素子で振動させることにより、防塵幕の表面に付着した塵埃等の異物を振り落とし、塵埃受け部で捕集する。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−０３２１９１号公報
【特許文献２】特開２００３−３３８９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１にあるように進行波を発生させる場合、固体と水分では進行波による搬送方向が異なる。進行波の楕円運動の軌跡は、進行波の進行方向とは逆方向を描いている。固体は、進行波との接触点に発生する摩擦力によって、進行波の進行方向とは逆方向に搬送される。一方、水分は、接触点で摩擦力は発生せず、進行波の放射圧によって進行方向に搬送される。
【０００９】
特許文献１に記載されている技術では、屈曲進行波による異物の搬送方向に捕集材を備えていないため、異物が散乱し、確実に捕集することができない。
【００１０】
また、特許文献２では、防塵幕の表面に付着した異物は重力方向に振り落とされるため、塵埃等の固体も水分も同一の塵埃受け部に落ち込むことになる。この場合に、粘着剤を設けた塵埃受け部では、水分を確実に捕集することができない。また、水分が落ち込むことによって、粘着剤の粘着力が低下するおそれがある。その結果、捕集されなかった異物が防塵幕の表面に再度付着して撮影画像に写り込む可能性が考えられる。さらに、デジタル一眼レフカメラ本体内のシャッタや回路基板等の内部構成部に付着し、動作に不具合を生じさせる原因になることが考えられる。
【００１１】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、光学部材の表面に付着した固体及び水分の異物を除去し、それを確実に捕集できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の撮像装置は、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子よりも被写体側に配置された光学部材と、前記光学部材に進行波を発生させる振動手段と、前記光学部材の表面にその撮影領域を挟んで対向するように配置された吸水部材及び吸着部材とを備え、前記吸水部材は前記振動手段により発生する進行波の進行方向側に配置され、前記吸着部材は前記振動手段により発生する進行波の進行方向と逆側に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光学部材の表面に付着した固体及び水分の異物を除去し、それを確実に捕集することができる。したがって、光学部材の表面から除去した異物が光学部材に再度付着したり、その他の内部構成部に付着したりするのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
（第１の実施形態）
図１及び図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る。図１は、カメラを被写体側より見た正面側斜視図であって、撮影レンズユニットを外した状態を示す。図２は、カメラを撮影者側より見た背面側斜視図である。
【００１５】
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。
【００１６】
カメラ本体１のマウント部２には、撮影レンズユニット（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ともに、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。
【００１７】
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、撮影光束をペンタプリズム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３３ｃ（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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
カメラ上部の右よりには、撮影モード設定ダイヤル１４が配置されている。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、自動露出装置によって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って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。
【００２４】
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が操作されると、使用者が光学ローパスフィルタ４０１を直接クリーニングするクリーニングモードを開始する。
【００２５】
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。
【００２６】
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、スイッチセンス回路１０５、測光回路１０６が接続されている。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、櫛型電極駆動回路１１１、結露センサ１１３が接続されている。これらの回路は、ＭＰＵ１００の制御によって動作するものである。
【００２７】
ＭＰＵ１００は、撮影レンズユニット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が接続されるとＭＰＵ１００に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。
【００２８】
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の制御によって撮影レンズ２００内のフォーカスレンズ位置を変化させ、撮像素子３３ｃ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の制御によって絞り２０４を変化させ、光学的な絞り値を得る。
【００２９】
メインミラー６は、図３に示す撮影光軸５０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プリズム２２へ導くとともに、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
ペンタプリズム２２は、メインミラー６によって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。ペンタプリズム２２は、撮影光束の一部を測光センサ４６へも導く。測光回路１０６は、測光センサ４６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。
【００３３】
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、撮像待機時、つまり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、撮影光束を遮る状態にある。そして、撮像時には、レリーズ信号に応じて、不図示の先羽根群と後羽根群の走行する時間差により所望の露光時間を得るように構成されている。シャッタユニット３２は、ＭＰＵ１００の指示を受けたシャッタ駆動回路１０３によって制御される。
【００３４】
撮像ユニット３５０は、光学ローパスフィルタ４０１、光学フィルタ４０２、撮像素子３３ｃ、櫛型電極４０５等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。その詳細な構成については後述する。
【００３５】
光学ローパスフィルタ４０１は、透過性を有する圧電部材により構成され、光学フィルタ４０２と共働して、高い空間周波数成分の通過を制限するフィルタ特性を有する。光学フィルタ４０２は、撮像素子３３ｃへ必要以上に高い空間周波数成分が入射しないように、この周波数成分の通過を制限するフィルタ特性を有する、この光学フィルタ４０２は、例えば水晶等の複屈折板及び赤外線カットフィルタが積層されたものである。
【００３６】
撮像素子３３ｃは、被写体の光学像を電気信号に変換する。本実施形態ではＣＭＯＳ型撮像デバイスが用いられるが、その他にもＣＣＤ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。
【００３７】
櫛型電極４０５は、詳しくは後述するが、光学ローパスフィルタ４０１の表面に設けられており、ＭＰＵ１００の指示を受けた櫛型電極駆動回路１１１によって駆動され、光学ローパスフィルタ４０１に進行波である表面弾性波を励振（励起）させる。本実施形態では、この櫛型電極４０５が本発明でいう振動手段に相当する。
【００３８】
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３３ｃのアナログ出力信号をデジタル信号に変換する。
【００３９】
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。
【００４０】
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が相当するものである。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。
【００４１】
スイッチセンス回路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。
【００４２】
クリーニング指示操作部材４４は、使用者からの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。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、本発明はこれに限られるものではない。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。
【００４３】
クリーニング指示操作部材４４にはクリーニング回数検出回路４５が接続されており、クリーニングモードが開始されるとクリーニング回数として検出する。クリーニング回数検出回路４５は、検出されたクリーニング回数情報をＭＰＵ１００に送信する。
【００４４】
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。
【００４５】
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。電源部４２は、カメラの各要素に対して電源を供給する。
【００４６】
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。
【００４７】
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の各部へ必要に応じて供給を行う。また、これに並行して電源部４２の電池残量を検出して、その結果をＭＰＵ１００に送信する。ＭＰＵ１００は、クリーニングモード開始の信号を受け取ると、ミラー駆動回路１０１を介して、ミラー６を撮影光束から待避する位置へ駆動し、同時にサブミラー３０を撮影光束から待避する位置へ駆動する。さらに、ＭＰＵ１００は、シャッタ駆動回路１０３を介してシャッタユニット３２のフォーカルプレーンシャッタを撮影光束から退避する位置へ駆動する。このクリーニングモードにおいて使用者は、綿棒、シルボン紙、ゴム等を用いて光学ローパスフィルタ４０１上の異物を直接クリーニングすることが可能となる。
【００４８】
櫛型電極駆動回路１１１は、ＭＰＵ１００の指示に従って、櫛型電極４０５に所定の周波数の交流電圧を印加し、光学ローパスフィルタ４０１に表面弾性波を励振させる。
【００４９】
結露センサ１１３は、例えば櫛型電極により構成され、結露が発生した場合に櫛歯電極間が導通状態になり、光学ローパスフィルタ４０１の表面で結露の発生を検出する。結露センサ１１３は、ＭＰＵ１００からの信号に従って結露発生チェックを行い、その検出出力をＭＰＵ１００に送信する。なお、本実施形態では結露センサ１１３を設けたが、本発明でいう結露検出手段としてはこれに限られるものではなく、カメラ本体１内に温度センサ及び湿度センサを設けて結露状態を判定するものであっても良い。
【００５０】
次に、図４〜図７を参照して、撮像ユニット３５０の詳細な構成について説明する。図４は、撮像ユニット３５０の周辺構造について説明するためのカメラ内部の概略構成を示す分解斜視図である。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、撮影者側には、撮像ユニット３５０が配設される。撮像ユニット３５０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２の取付け面に撮像素子３３ｃの撮像面が所定の距離かつ平行になるように調整されて固定される。
【００５１】
図５は、撮像ユニット３５０の構成を示す分解斜視図である。撮像ユニット３５０は、振動ユニット４００及び撮像素子ユニット５００により構成される。
【００５２】
撮像素子ユニット５００は、撮像部３３及び撮像部保持部材５１０、撮像部３３の背面側に配置される回路基板５２０、撮像部３３の被写体側に配置される光学フィルタ４０２及び光学フィルタ保持部材４０４、振動ユニット保持部材４０３を含んで構成されている。
【００５３】
撮像部３３は、撮像素子３３ｃがパッケージ部材３３ｂに収容され、カバーガラス３３ａにより保護される（図６を参照）。撮像部保持部材５１０は、例えば金属により形成され、ビス穴５１０ａが設けられている。回路基板５２０は、撮像系の電気回路が実装され、ビス用の逃げ穴５２０ａが設けられており、その逃げ穴５２０ａを用いて撮像部保持部材５１０にビスで係止される。光学フィルタ保持部材４０４は、接着剤により撮像部３３のカバーガラス３３ａに固着され、光学フィルタ４０２は、光学フィルタ保持部材４０４上の両面テープにより固定保持される。振動ユニット保持部材４０３は、枠状をなし、光学フィルタ４０２の縁部で位置決めされ、光学フィルタ保持部材４０４上の両面テープにより固定保持される。
【００５４】
振動ユニット４００は、本発明でいう光学部材に相当する光学ローパスフィルタ４０１、櫛型電極４０５を含んで構成され、光学ローパスフィルタ４０１の裏面（撮像素子３３ｃ側の面）が振動ユニット保持部材４０３上の両面テープにより固定保持される。
【００５５】
図６は、撮像ユニット３５０の一部で、図４のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。光学フィルタ保持部材４０４の被写体側の面は光学フィルタ４０２と当接し、撮影者側の面は撮像部３３のカバーガラス３３ａと当接する。光学フィルタ保持部材４０４の被写体側及び撮影者側には両面テープが固着されており、光学フィルタ４０２は光学フィルタ保持部材４０４の両面テープにより撮像部３３のカバーガラス３３ａに固定保持される。これにより、光学フィルタ４０２と撮像部３３のカバーガラス３３ａとの間は光学フィルタ保持部材４０４によって封止され、異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成される。
【００５６】
また、振動ユニット保持部材４０３の被写体側の面は光学ローパスフィルタ４０１と当接し、撮影者側の面は光学フィルタ４０２と当接する。振動ユニット保持部材４０３の被写体側には両面テープが固着されており、光学ローパスフィルタ４０１は光学フィルタ保持部材４０４の両面テープにより撮像部３３のカバーガラス３３ａに固定保持される。これにより、光学ローパスフィルタ４０１と光学フィルタ４０２との間は振動ユニット保持部材４０３によって封止され、同様に異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成される。
【００５７】
光学ローパスフィルタ４０１は、被写体側が保持されていないので、その表面（被写体側の面）に励振される表面弾性波が減衰しにくくなっている。
【００５８】
図７は、振動ユニット４００の詳細な構成を示す平面図である。振動ユニット４００は、矩形状の光学ローパスフィルタ４０１、櫛型電極４０５、絶縁性保護膜４０６、振動吸収部材４０７、吸着部材４０８、吸水部材４０９を含んで構成される。
【００５９】
光学ローパスフィルタ４０１の表面には、撮影領域Ｅの一方の短辺（側辺）の側方に櫛型電極４０５が設けられる。櫛型電極４０５は、２組の電極４０５ａ及び電極４０５ｂからなり、撮影領域Ｅの側辺と平行に、極性が異なる電極部分が交互に一定の間隔で並べられる。櫛型電極４０５は、ＭＰＵ１００の指示を受けた櫛型電極駆動回路１１１から予め定められた周波数の交流電圧が印加されて、光学ローパスフィルタ４０１に図中矢印Ｘ方向に進行する表面弾性波を励振させる。櫛型電極４０５の全面を覆うように絶縁性保護膜４０６が形成される。絶縁性保護膜４０６は、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ４、ＴｉＮ、ＳｉＣ等のいずれか１種以上から蒸着法やスパッタ法により形成され、導電性異物や水分に対して櫛型電極４０５を保護している。
【００６０】
また、光学ローパスフィルタ４０１の表面には、撮影領域Ｅの他方の短辺の側方に、換言すれば撮影領域Ｅを挟んで櫛型電極４０５と対向するように振動吸収部材４０７が設けられる。すなわち、振動吸収部材４０７は、櫛型電極４０５により発生する表面弾性波の進行方向（図中矢印Ｘ）側に配置されている。振動吸収部材４０７は、表面弾性波を吸収して熱へと変換し、表面弾性波の反射波の発生を抑制して、進行する表面弾性波が反射波によって定常波になることを防止する。本実施形態では、この振動吸収部材４０７が本発明でいう抑制部材に相当するが、それに限られるものではない。例えば振動吸収部材４０７の代わりに櫛型電極を形成し、この櫛型電極により表面弾性波を励振させることや、減衰材料となる接着剤を用いて吸水部材４０９を光学ローパスフィルタ４０１に固定することにより、上述した反射波の発生を抑制することも可能である。
【００６１】
さらに、光学ローパスフィルタ４０１の表面には、櫛型電極４０５に隣り合って、櫛型電極４０５よりも外側（光学ローパスフィルタ４０１の端部側）に吸着部材４０８が設けられる。すなわち、吸着部材４０８は、櫛型電極４０５により発生する表面弾性波の進行方向（図中矢印Ｘ）と逆側に配置されている。吸着部材４０８は、表面弾性波の撮影領域Ｅへの挿入損失を少なくするために絶縁性保護膜４０６上に配置される。吸着部材４０８は、ゴム系・シリコーン系・ウレタン系等の粘着テープにより構成され、光学ローパスフィルタ４０１に励振された表面弾性波により搬送されてくる塵埃等の固体の異物を捕集する。
【００６２】
さらにまた、光学ローパスフィルタ４０１の表面には、振動吸収部材４０７に隣り合って、振動吸収部材４０７よりも内側（撮影領域Ｅ側）に吸水部材４０９が設けられる。すなわち、吸水部材４０９は、櫛型電極４０５により発生する表面弾性波の進行方向（図中矢印Ｘ）側に配置されている。吸水部材４０９は、ポリスチレンやウレタン等の発泡材や吸水シート、不織布等により構成され、光学ローパスフィルタ４０１に励振された表面弾性波により搬送されてくる水分の異物を捕集する。
【００６３】
次に、図８を参照して、振動ユニット４００による異物除去動作について説明する。図８は、櫛型電極４０５に交流電圧を印加したときの異物除去動作を説明するための模式図である。櫛型電極４０５に予め定められた周波数の交流電圧が印加されると、光学ローパスフィルタ４０１の表面近傍の各部位が楕円運動し、これにより表面弾性波４１０が励振される。この表面弾性波４１０は、矢印Ｘに示すように櫛型電極４０５から振動吸収部材４０７へ向けて進行する。
【００６４】
光学ローパスフィルタ４０１の表面に固体の異物４１１ａが存在する場合、表面弾性波４１０の楕円運動で発生する摩擦力によって、異物４１１ａは表面弾性波４１０の進行方向（図中矢印Ｘ）と逆方向に搬送される。その結果、表面弾性波４１０により搬送される固体の異物４１１ａは、絶縁性保護膜４０６上を通過し、吸着部材４０８で捕集される。
【００６５】
一方、光学ローパスフィルタ４０１の表面に水分の異物４１１ｂが存在する場合、表面弾性波４１０の放射圧によって、異物４１１ｂは表面弾性波４１０の進行方向（図中矢印Ｘ）に搬送される。その結果、表面弾性波４１０により搬送される水分の異物４１１ｂは、吸水部材４０９で捕集される。
【００６６】
図９は、ＭＰＵ１００によって実行される異物除去動作処理の手順を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１０１で、カメラ本体１に備えられたメインスイッチ４３が押下されると、ＭＰＵ１００は、カメラ本体１の電源をONにし、カメラ本体１を起動する。次に、ステップＳ１０２で、ＭＰＵ１００は、カメラの起動時の初期手続きを行う。この初期手続きとは、電源電圧レベルやカメラ本体１に備えられたＳＷ系の異常の確認、記録メディアの有無の確認、レンズの装着の確認、及び撮影のための初期設定等である。
【００６７】
次に、ステップ１０３で、ＭＰＵ１００は、後述する異物除去処理を実行して、撮像ユニット３５０の光学ローパスフィルタ４０１の表面に付着した異物を除去する。この場合は、主として、撮影レンズユニットの着脱等でカメラ本体１内に浮遊し、光学ローパスフィルタ４０１の表面に付着した塵埃等の固体の異物が除去される。
【００６８】
次に、ステップＳ１０４で、ＭＰＵ１００は、時刻計測回路１０９により結露センサ１１３の測定インターバルであるタイマーを開始する。ステップＳ１０５では、時刻計測回路１０９により開始したタイマーが所定時間経過したかどうかを判断する。所定時間経過していればステップＳ１０６に進み、所定時間経過していなければステップＳ１０８に進む。ここでの所定時間は、ある環境での撮影動作から別の環境での撮影動作に移動する時間を想定して、例えば１〜１５分の間で設定するのが望ましい。
【００６９】
ステップＳ１０６では、ＭＰＵ１００は、結露センサ１１３を制御して、結露が発生しているかどうかを判断する。この判断の結果、結露が発生していれば、ステップＳ１０７に進み、後述する異物除去処理を実行して、撮像ユニット３５０の光学ローパスフィルタ４０１の表面に付着した異物を除去し、ステップＳ１０４に戻る。この場合は、主として、光学ローパスフィルタ４０１の表面に付着した水分が除去される。結露が発生していなければ、ステップＳ１０４に戻る。
【００７０】
一方、ステップＳ１０８で、ＭＰＵ１００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。
【００７１】
次に、ステップＳ１０９で、ＭＰＵ１００は、カメラ本体１が待機状態においてメインスイッチ４３にて電源がＯＦＦされたか否かを判断する。電源がＯＦＦされていればステップＳ１１０に進み、ＯＦＦされていなければステップＳ１０５に戻る。ステップＳ１１０では、ＭＰＵ１００は、各回路を終了す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。
【００７２】
次に、本実施形態における異物除去処理について説明する。異物除去処理（ステップＳ１０３、Ｓ１０７）に進むと、ＭＰＵ１００から交流電圧の印加開始を指示する制御信号が櫛型電極駆動回路１１１に出力される。櫛型電極駆動回路１１１は、上記制御信号に基づいて、光学ローパスフィルタ４０１上の櫛型電極４０５に予め定められた周波数の交流電圧の印加を開始する。これにより、光学ローパスフィルタ４０１には表面弾性波が励振される。交流電圧の印加は、例えば予め定められた時間に亘り、周期的に繰り返し行われる。この表面弾性波により、光学ローパスフィルタ４０１の表面に付着した異物を搬送して、吸着部材４０８及び吸水部材４０９で捕集する。すなわち、光学ローパスフィルタ４０１の表面に付着している異物は、撮像領域Ｅから取り除かれることになる。
【００７３】
次いで、予め定められた時間経過後、ＭＰＵ１００から交流電圧の印加の停止を指示する制御信号が櫛型電極駆動回路１１１に出力される。櫛型電極駆動回路１１１は、上記制御信号に基づいて、櫛型電極４０５への交流電圧の印加を停止する。これにより、異物除去処理は終了する。
【００７４】
以上述べたように、光学ローパスフィルタ４０１に表面弾性波４１０を励振させるとともに、光学ローパスフィルタ４０１の表面にその撮影領域Ｅを挟んで対向するように吸水部材４０９及び吸着部材４０８を配置することにより、光学ローパスフィルタ４０１の表面に付着した固体及び水分の異物を除去し、それを確実に捕集することができる。したがって、撮影レンズユニットの交換等の際に侵入する塵埃やシャッタユニット３２の駆動時等に発生する摩耗粉等が光学ローパスフィルタ４０１の表面に付着したとしても、その塵埃を搬送し、吸着部材４０８で確実に捕集することが可能である。また、使用環境の急激な変化等により結露が生じ、その結露により発生する水分が光学ローパスフィルタ４０１の表面に付着したとしても、その水分を搬送し、吸水部材４０９で確実に捕集することが可能である。その結果、常に異物の影の写り込みがない良好な画質の画像を得ることができる。
【００７５】
なお、本実施形態では、カメラ本体１の起動時及び結露検出時に異物除去処理を実行するようにしたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、撮像装置は、使用者の操作時や液体を用いて直接クリーニングを行うクリーニングモード時に異物除去処理を実行するように構成されていても良い。
【００７６】
（第２の実施形態）
次に、図１０〜図１３を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。以下では、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００７７】
図１０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、第１の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。４２１は高い空間周波数を取り除く矩形状の赤外線カットフィルタである。４２２は圧電素子であり、詳しくは後述するが、赤外線カットフィルタ４２１に設けられており、ＭＰＵ１００の指示を受けた圧電素子駆動回路１１４によって駆動され、光学ローパスフィルタ４０１に進行波である屈曲波を励振させる。本実施形態では、この圧電素子４２２が本発明でいう振動手段に相当する。１１４は圧電素子駆動回路であり、ＭＰＵ１００の指示に従って、圧電素子４２２に所定の周波数の交流電圧を印加し、赤外線カットフィルタ４２１に屈曲波を励振させる。
【００７８】
図１１は、撮像ユニット３５０の構成を示す分解斜視図である。撮像ユニット３５０は、振動ユニット４２０と撮像素子ユニット５００´により構成される。
【００７９】
撮像素子ユニット５００´は、撮像部３３及び撮像部保持部材５１０、撮像部３３の背面側に配置される回路基板５２０、撮像部３３の被写体側に配置される光学フィルタ４０２及び光学フィルタ保持部材４０４、弾性部材４３０を含んで構成されている。
【００８０】
撮像部保持部材５１０は、上記第１の実施形態で説明したように例えば金属により形成され、ビス穴５１０ａに加えてさらに左右のビス穴５１０ｂが設けられている。弾性部材４３０は、ゴム等の軟質材で枠状に形成され、赤外線カットフィルタ４２１の振動吸収部としての役割を有するとともに、赤外線カットフィルタ４２１と光学フィルタ４０２の密閉空間を形成する。なお、弾性部材４３０は、赤外線カットフィルタ４２１の振動吸収性を高めるために、厚い部材又は硬度が低い部材で構成することが望ましい。
【００８１】
振動ユニット４２０は、本発明でいう光学部材に相当する赤外線カットフィルタ４２１、圧電素子４２２、保持部材４２３を含んで構成される。保持部材４２３は、金属等の弾性を有する材料によって単一部品として形成され、ビス用の逃げ穴４２３ａが設けられている。また、保持部材４２３の保持面４２３ｂは、赤外線カットフィルタ４２１の四隅付近に接着等により固着される。圧電素子４２２は、赤外線カットフィルタ４２１の撮像素子３３側の面の上端部に接着等により固着される。振動ユニット４２０は、ビス用の逃げ穴４２３ａと撮像部保持部材５１０のビス穴５１０ｂを用い、弾性部材４３０を挟み込んで撮像素子ユニット５００´にビスで係止される。
【００８２】
図１２は、振動ユニット４２０の詳細な構成を示す背面図である。赤外線カットフィルタ４２１の上端部に沿って配置された圧電素子４２２は、水平方向にａ相とｂ相に分割され、さらに垂直方向に分割される。それぞれの区域は、光軸方向に交互に分極され（＋と−で表示）、交流電圧が加えられると、その分極区域ごとに光軸の直交方向に伸縮する。ここで、ａ相とｂ相は、＋と−の分極区域を１波長とすると、波長／４だけ分極区域がずらされている。そして、ＭＰＵ１００の指示を受けた圧電素子駆動回路１１４から圧電素子４２２のａ相とｂ相に位相を９０°ずらした交流電圧がそれぞれに印加されると、赤外線カットフィルタ４２１には屈曲波が励振される。
【００８３】
また、赤外線カットフィルタ４２１の表面には、第１の実施形態の光学ローパスフィルタ４０１と同様に、撮影領域を挟んで対向するように吸水部材４０９及び吸着部材４０８が配置されている。さらに、圧電素子４２２により発生する屈曲波の進行方向側に振動吸収部材４０７が配置されている。
【００８４】
次に、図１３を参照して、振動ユニット４２０による異物除去動作について説明する。図１３は、圧電素子４２２に交流電圧を印加したときの異物除去動作を説明するための模式図である。圧電素子４２２のａ相とｂ相に交流電圧が印加されると、屈曲波４１２が励振される。この屈曲波４１２は、矢印Ｘのように振動吸収部材４０７へ向けて進行する。
【００８５】
赤外線カットフィルタ４２１の表面に固体の異物４１１ａが存在する場合、屈曲波４１２の楕円運動で発生する摩擦力によって、異物４１１ａは屈曲波４１２の進行方向（図中矢印Ｘ）と逆方向に搬送される。その結果、屈曲波４１２により搬送される固体の異物４１１ａは、吸着部材４０８で捕集される。
【００８６】
一方、赤外線カットフィルタ４２１の表面に水分の異物４１１ｂが存在する場合、屈曲波４１２の放射圧によって、異物４１１ｂは屈曲波４１２の進行方向（図中矢印Ｘ）に搬送される。その結果、屈曲波４１２により搬送される水分の異物４１１ｂは、吸水部材４０９で捕集される。
【００８７】
以上述べたように、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、赤外線カットフィルタ４２１に屈曲波４１２を励振させるとともに、赤外線カットフィルタ４２１にその撮影領域を挟んで対向するように吸水部材４０９及び吸着部材４０８を配置することにより、赤外線カットフィルタ４２１の表面に付着した固体及び水分の異物を除去し、そえを確実に捕集することができる。
【００８８】
なお、上記施形態では、赤外線カットフィルタ４２１に屈曲波を励振する構成としたが、複屈折板、位相板及び赤外線カット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複屈折板もしくは位相板単体に屈曲波を励振させる構成にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの正面側斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの背面側斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態における撮像ユニットの周辺構造について説明するためのカメラ内部の概略構成を示す分解斜視図である。
【図５】第１の実施形態における撮像ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図６】図４のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【図７】第１の実施形態における振動ユニットの詳細な構成を示す平面図である。
【図８】第１の実施形態における振動ユニットによる異物除去動作について説明するための模式図である。
【図９】第１の実施形態におけるＭＰＵによって実行される異物除去動作処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図１１】第２の実施形態における撮像ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図１２】第２の実施形態における振動ユニットの詳細な構成を示す背面図である。
【図１３】第２の実施形態における振動ユニットによる異物除去動作について説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００９０】
１        カメラ本体
２        マウント
５        ミラーボックス
１９      カラー液晶モニタ
３２      シャッタユニット
３３ｃ    撮像素子
１００    マイクロコンピュータ
１１１    櫛型電極駆動回路
１１３    結露センサ
１１４    圧電素子駆動回路
３００    本体シャーシ
３５０    撮像ユニット
４００    振動ユニット
４０１    光学ローパスフィルタ
４０２    光学フィルタ
４０５    櫛型電極
４０６    絶縁性保護膜
４０７    振動吸収部材
４０８    吸着部材
４０９    吸水部材
４２０    振動ユニット
４２２    圧電素子
５００    撮像素子ユニット
５００´  撮像素子ユニット
５１０    撮像部保持部材
【図１】
2009267536.tif 000003
【図２】
2009267536.tif 000004
【図３】
2009267536.tif 000005
【図４】
2009267536.tif 000006
【図５】
2009267536.tif 000007
【図６】
2009267536.tif 000008
【図７】
2009267536.tif 000009
【図８】
2009267536.tif 000010
【図９】
2009267536.tif 000011
【図１０】
2009267536.tif 000012
【図１１】
2009267536.tif 000013
【図１２】
2009267536.tif 000014
【図１３】
2009267536.tif 000015