JP2004032191A - 電子撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被写体像を形成する光学系12aと、光学系によって形成された被写体像を電気信号に変換する撮像素子27と、光学系と撮像素子の間に配設された防塵光学部材21と、防塵光学部材を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る加振手段22a・22bとを具備して構成する。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、自己の光電変換面上に照射された光に対応した画像信号を得る撮像素子を有する撮像素子ユニットを備えた電子撮像装置に関し、例えばレンズ交換可能な一眼レフレックス式デジタルカメラ等の電子撮像装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、撮影光学系を透過した被写体からの光束(以下、被写体光束という)に基づいて形成される被写体像を所定の位置に配置した固体撮像素子等、例えば電荷結合素子(CCD;Charge Coupled Device。以下、単に撮像素子という)等の光電変換面上に結像させ、当該撮像素子等の光電変換作用を利用して所望の被写体像を表わす電気的な画像信号等を生成し、この画像信号等に基づく信号を、例えば液晶表示装置(LCD;Liquid Crystal Display)等の所定の表示装置等へと出力して画像等を表示させたり、撮像素子等によって生成した画像信号等を所定の形態の画像データとして所定の記録媒体の所定の記録領域に記録し、さらにこの記録媒体に記録された画像データを読み出して、その画像データに対して表示装置を用いて表示するのに最適な画像信号となるように変換処理した後、処理済の画像信号に基づいて、これに対応する画像を表示させ得るように構成した、いわゆるデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の電子撮像装置等が、一般的に実用化され広く普及している。
【0003】
また、一般的な電子撮像装置においては、撮影動作に先立って撮影対象となる所望の被写体を観察し、当該被写体を含む撮影範囲を設定する等の目的で、光学的ファインダー装置を備えているのが一般である。
【0004】
この光学ファインダー装置としては、撮影光学系の光軸上に配設した反射部材等を用いて撮影光学系を透過した被写体光束の進行方向を折り曲げて観察用の被写体像を所定の位置に結像させる一方、撮影動作時には、撮影光学系の光軸上から反射部材を退避させることにより、被写体光束を撮像素子の受光面、即ち光電変換面へと導き、当該光電変換面上に撮影用の被写体像を形成させるように構成したいわゆる一眼レフレックス方式のファインダー装置等が一般的に利用されている。
【0005】
そして、近年においては、一眼レフレックス方式のファインダー装置を具備すると共に、装置本体に対して撮影光学系を着脱自在となるように構成し、使用者が所望するときに所望の撮影光学系を任意に着脱し交換することで、単一の装置本体において複数種類の撮影光学系を選択的に使用し得るように構成したいわゆるレンズ交換可能な形態の電子撮像装置が一般に実用化されつつある。
【0006】
このようなレンズ交換可能な形態の電子撮像装置においては、当該撮影光学系を装置本体から取り外した際に、装置本体の内部に空気中に浮遊する塵埃等が侵入する可能性がある。また、装置本体内部には、例えばシャッター・絞り機構等、機械的に動作する各種の機構が配設されていることから、これら各種の機構等からは、その動作中に塵埃等が発生する場合もある。
【0007】
そして、これらの塵埃等は、例えば撮影光学系の後方に配置される撮像素子の受光面(光電変換面とも言う)に付着してしまうことが考えられる。そして、このように撮像素子の受光面に付着した塵埃等は、様様な弊害をもたらすことになることから、電子撮像装置の内部における塵埃等は、極力排除することが望ましい。
【0008】
そこで、従来の一眼レフレックス方式のデジタルカメラ等の電子撮像装置においては、撮像素子の受光面上に塵埃等が付着するのを抑制するための技術が、例えば特開2000−29132号公報等によって種種提案されている。
【0009】
上記特開2000−29132号公報に開示されている手段は、レンズ交換可能な形態の一眼レフレックス方式のデジタルカメラ等の電子撮像装置において、カメラ内部に設けられる撮像素子の受光面を覆うカバー部材の表面に透明電極を設け、この電極に対して直流電圧若しくは数kHz〜20kHz程度の周波数の交流電圧を印加することによって、帯電作用によって撮像素子の受光面上に塵埃等が付着するのを抑制するようにしたものである。
【0010】
当該公報に開示されている手段によれば、撮像素子に生起する電荷を中和することによって静電気等に起因して撮像素子の受光面に塵埃等が付着するのを抑制することができるというものである。
【0011】
一方、本出願人は、先に特願2000−401291号において、撮像素子の光電変換面の側を封止乃至保護する防塵部材を備えることで、当該撮像素子の光電変換面に塵埃等が付着するのを抑制すると共に、防塵部材の表面に付着する塵埃等に対しては、所定の加振手段によって防塵部材に所定の振幅の振動を与えることによって、これを除去する手段を提案している。
【0012】
この手段によれば、小型でかつ簡単な機構によって撮像素子の光電変換面に塵埃等が付着するのを抑制すると共に、防塵部材の表面に付着する塵埃等を容易に除去し得るレンズ交換可能な形態の電子撮像装置を構成することができるというものである。
【0013】
また、特開2001−359287号公報に開示されている弾性表面波光学素子は、光学的な基板に付着する異物を表面弾性波によって運び除去するというものである。この公報に開示されている手段を用いて上述の特願2000−401291号における防塵部材を構成することも考えられる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の特開2001−359287号公報に開示されている手段においては、弾性表面波自体は、大きな振幅の弾性波を発生させることが困難である。したがって、この手段によっては、塵埃等を除去する効果が極めて小さく電子撮像装置等に適用するには実用的ではないものと考えられる。
【0015】
また、当該手段によってより大きな振幅を得るためには、複数単位の圧電膜を光学素子に設置することが必要となる。したがって、このことから装置自体が大型化してしまうという問題点がある。
【0016】
さらに、当該手段を用いて構成した場合にも、微小な塵埃等を取り除く効果を得られるのみであり、電子撮像装置における塵埃等除去手段としては適当な手段ではないと考えられる。
【0017】
一般に、防塵部材等の表面に付着する塵埃等の大きさや重量は様様のものがあることから、防塵部材に対して一様な振動を加えるだけでは、その表面に付着した塵埃等を容易に除去することは困難である。
【0018】
そこで、防塵部材に対して振動を与える際の振動周波数や振幅・振幅波の種類等について、様様な工夫を施せば、より一層効率的な塵埃等除去効果を得ることがでいるものと思われる。
【0019】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、撮影光学系を着脱自在となるよう構成した電子撮像装置において、撮像素子の光電変換面上に塵埃等が付着するのを阻止する防塵部材を含む構造を備えると共に、その防塵部材の表面に付着する塵埃等を効果的に除去することのできる塵埃等除去機構を備えた電子撮像装置を提供することである。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第1の発明による電子撮像装置は、被写体像を形成する光学系と、上記光学系によって形成された被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、上記光学系と上記撮像素子の間に配設された防塵光学部材と、上記防塵光学部材を振動させることによって、上記防塵光学部材に屈曲進行波を発生させる加振手段とを具備することを特徴とする。
【0021】
また、第2の発明は、上記第1の発明による電子撮像装置において、上記加振手段によって発生させられる屈曲進行波は、上記光学系の光軸に対して任意の時間で見た時に略対称形状であることを特徴とする。
【0022】
そして、第3の発明は、上記第1の発明による電子撮像装置において、上記加振手段は、上記防塵光学部材の被写体光束が通過する有効画面領域の周辺部に配設される第1の加振部材と、上記第1の加振部材に対して屈曲進行波の波長の略四分の一の距離だけ屈曲進行波の進行方向にずれた位置に配設される第2の加振部材と、上記第1の加振部材に第1の周期電圧信号を印加し、上記第2の加振部材に上記第1の周期電圧信号に対して略90度だけ位相のずれた第2の周期電圧信号を印加する駆動手段と、を具備することを特徴とする。
【0023】
第4の発明は、上記第3の発明による電子撮像装置において、上記第1の加振部材は、上記防塵光学部材の一方の面に配置され、上記第2の加振部材は、上記防塵光学 部材の他方の面に配置されていることを特徴とする。
【0024】
第5の発明は、上記第3の発明による電子撮像装置において、上記第1の加振部材及び上記第2の加振部材は、上記防塵光学部材の一方の面のがわに配置され、上記第2の加振部材は上記第1の加振部材に積層されて配置されていることを特徴とする。
【0025】
第6の発明は、上記第3の発明による電子撮像装置において、上記第1の加振部材は、上記防塵光学部材の一方の面の外周縁部に配置され、上記第2の加振部材は、上記第1の加振部材の配置面と同一面上であって当該第1の加振部材よりも内側に配置されていることを特徴とする。
【0026】
第7の発明は、上記第3の発明による電子撮像装置において、上記第1の加振部材及び上記第2の加振部材は、上記防塵光学部材の一方の面に配置され、上記防塵光学部材に同心円状の屈曲振動を発生させることを特徴とする。
【0027】
第8の発明による電子撮像装置は、被写体の像を形成する光学系と、上記被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、上記光学系と上記撮像素子の間に配設された防塵光学部材と、上記防塵光学部材の周縁部に配設された第1の加振部材及び第2の加振部材と、上記防塵光学部材に屈曲進行波を発生させるように上記第1の加振部材及び上記第2の加振部材のそれぞれに位相の異なる周期電圧信号を印加する駆動手段とを具備することを特徴とする。
【0028】
第9の発明は、上記第8の発明による電子撮像装置において、上記駆動手段は、上記第1の加振部材と上記第2の加振部材とのいずれか一方にのみ周期電圧信号を印加することで、もしくは、上記第1の加振部材と上記第2の加振部材との両方に同位相の周期電圧信号を印加することで、上記防塵光学部材に定在波を発生させることを特徴とする。
【0029】
第10の発明は、上記第9の発明による電子撮像装置において、上記駆動手段は、上記防塵光学部材に上記屈曲進行波と上記定在波とを順次発生させることを特徴とする。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。
まず、本発明の一実施形態のカメラについて、その概略的な構成を以下に説明する。
【0031】
図1・図2は、本発明の一実施形態のカメラの概略的な構成を示す図であって、図1は、本カメラの一部を切断して、その内部構成を概略的に示す斜視図であり、図2は、本カメラの主に電気的な構成を概略的に示すブロック構成図である。
【0032】
本実施形態の電子撮像装置1は、それぞれが別体に構成されるカメラ本体部11(装置本体)とレンズ鏡筒12とからなり、両者(11・12)は、互いに着脱自在に構成されてなるものである。
【0033】
レンズ鏡筒12は、複数のレンズ等からなる撮影光学系12a及びその駆動機構等を内部に保持して構成されている。この撮影光学系12aは、被写体からの光束を透過させることで当該被写光束により形成される被写体の像を所定の位置(後述する撮像素子27の光電変換面(受光面)上)に結像せしめるように例えば複数の光学レンズ等によって構成されるものである。そして、このレンズ鏡筒12は、カメラ本体部11の前面に向けて突出するように配設されている。
【0034】
なお、このレンズ鏡筒12については、従来のカメラ等において一般的に利用されているものと同様のものが適用される。
【0035】
カメラ本体部11は、内部に各種の構成部材等を備えて構成され、かつ撮影光学系12aを保持するレンズ鏡筒12を着脱自在となるように配設するための連結部材であるレンズ鏡筒装着部11aをその前面に備えて構成されてなるいわゆる一眼レフレックス方式のカメラである。
【0036】
つまり、カメラ本体部11の前面側の略中央部には、被写体光束を当該カメラ本体部11の内部へと導き得る所定の口径を有する露光用開口が形成されており、この露光用開口の周縁部にレンズ鏡筒装着部11aが形成されている。
【0037】
カメラ本体部11の外面側には、その前面に上述のレンズ鏡筒装着部11aが配設されているほか、上面部や背面部等の所定の位置にカメラ本体部11を動作させるための各種の操作部材、例えば撮影動作を開始せしめるための指示信号等を発生させるためのレリーズボタン17等等が配設されている。これらの操作部材については、本発明とは直接関連しない部分であり、図面の煩雑化を避けるためにも、当該レリーズボタン17以外の操作部材の図示及び説明を省略している。
【0038】
カメラ本体部11の内部には、図1に示すように、各種の構成部材、例えば、撮影光学系12aによって形成される所望の被写体像を撮像素子27の光電変換面上とは異なる所定の位置に形成させるべく設けられ、いわゆる観察光学系を構成するファインダー装置13と、撮像素子27の光電変換面への被写体光束の照射時間等を制御するシャッタ機構等を備えたシャッター部14と、このシャッター部14を含み撮影光学系12aを透過した被写体光束に基づいて形成される被写体像に対応した画像信号を得る撮像手段であり光電変換素子である撮像素子27及びこの撮像素子27の光電変換面の前面側の所定の位置に配設され当該光電変換面への塵埃等の付着を予防する光学素子であり防塵光学部材であり防塵部材であってフイルター手段であり防塵ガラスである防塵フイルター21(詳細については後述する)等からなるアッセンブリである撮像ユニット15と、撮像素子27により取得した画像信号に対して各種の信号処理を施す画像信号処理回路16a(図2参照)等の電気回路を構成する各種の電気部材が実装される主回路基板16を始めとした複数の回路基板(図1では主回路基板16のみを図示している)等が、それぞれ所定の位置に配設されている。
【0039】
ファインダー装置13は、撮影光学系12aを透過した被写体光束の光軸を折り曲げて観察光学系の側へと導き得るように構成される反射鏡13bと、この反射鏡13bから出射する光束を受けて正立正像を形成するペンタプリズム13aと、このペンタプリズム13aにより形成される像を拡大して観察するのに最適な形態の像を結像させる接眼レンズ13c等によって構成されている。
【0040】
反射鏡13bは、撮影光学系12aの光軸から退避する位置と当該光軸上の所定の位置との間で移動自在に構成され、通常状態においては、撮影光学系12aの光軸上において当該光軸に対して所定の角度、例えば角度45度を有して配置されている。これにより、撮影光学系12aを透過した被写体光束は、当該電子撮像装置1が通常状態にあるときには、反射鏡13bによってその光軸が折り曲げられて、当該反射鏡13bの上方に配置されるペンタプリズム13aの側へと反射するようになっている。
【0041】
また、反射鏡13bの撮像素子27と対向する側の面には、当該反射鏡13bに対して角度90度を有して副鏡13dが反射鏡13bに対して回動自在に配設されている。これに伴って、反射鏡13bの略中央部近傍は、一部の光束が透過し得るように形成されている。
【0042】
したがって、これにより、当該電子撮像装置1が通常状態にあるときには、反射鏡13bの一部を透過した光束が副鏡13dによってその光軸を折り曲げられて、当該副鏡13dの下方に設けられるAFセンサ65の側へと反射するようになっている。
【0043】
一方、本電子撮像装置1が撮影動作の実行中において、その実際の露光動作中には、当該反射鏡13bは、撮影光学系12aの光軸から退避する所定の位置に移動するようになっている。これによって、被写体光束は、撮像素子27の側へと導かれ、その光電変換面を照射するようになっている。
【0044】
この場合において、撮影光学系12aの光軸から退避する所定の位置と、撮影光学系12aの光軸上の所定の位置との間で反射鏡13bを移動させる制御は、ミラー駆動機構63(後述する。図2参照)によって行なわれる。
【0045】
シャッター部14は、例えばフォーカルプレーン方式のシャッター機構や、このシャッター機構の動作を制御する駆動回路等、従来のカメラ等において一般的に利用されているものと同様のものが適用される。したがって、その詳細な構成についての説明は省略する。
【0046】
本実施形態の電子撮像装置1は、上述したように撮影光学系12a等を内部に備えたレンズ鏡筒12と、装置本体であるカメラ本体部11等によって単一のシステムを構成している。この場合において、レンズ鏡筒12は、カメラ本体部11の前面側においてレンズ鏡筒装着部11aを介してカメラ本体部11に着脱自在に配設されている。
【0047】
そして、図2に示すようにカメラ本体11とレンズ鏡筒12とには、それぞれにボディ制御用マイクロコンピュータ41及びレンズ制御用マイクロコンピュータ71が配設されており、両者は、カメラ本体11とレンズ鏡筒12とが連結されている状態において電気的に接続され、互いに通信し得るようになっている。
【0048】
そのために、カメラ本体11とレンズ鏡筒12とには、図2に示すように通信コネクタ80a・80bがそれぞれに設けられており、カメラ本体11に対してレンズ鏡筒12が装着され両者が連結した状態になると、ボディ制御用マイクロコンピュータ41とレンズ制御用マイクロコンピュータ71とは、通信コネクタ80a・80bを介して電気的に接続し、互いに通信し得る状態になる。そして、このとき、レンズ制御用マイクロコンピュータ71は、ボディ制御用マイクロコンピュータ41の制御下において、従属的に協働しながら稼動するようになっている。つまり、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、システムとしての電子撮像装置1全体を統括的に制御する制御手段の役目をしている。
【0049】
レンズ鏡筒12は、図2に示すように当該レンズ鏡筒12の各構成部材の制御を行なうレンズ制御用マイクロコンピュータ71と、複数のレンズ等からなる撮影光学系12aと、この撮影光学系12aを所定の方向へ任意のときに所定量だけ移動させるための駆動機構であって例えばDCモータ(図示せず)等を含むレンズ駆動機構74と、撮影光学系12aに入射する光束の光量を調節する絞り部72と、この絞り部72を駆動するステッピングモータ(図示せず)等を含む絞り駆動機構73等を備えて構成されている。
【0050】
そして、レンズ制御用マイクロコンピュータ71は、通信コネクタ80a・80bを介して接続されるボディ制御用マイクロコンピュータ41からの指令に基づいてレンズ駆動機構74・絞り駆動機構73等を駆動制御するようになっている。
【0051】
一方、カメラ本体11の内部には、上述したように複数の回路基板が配設され、各種の電気回路を構成している。当該カメラ本体11の電気的な構成は、図2に示すように、例えば当該カメラ本体11の各構成部材の制御を行なって本電子撮像装置1全体を統括的に制御するボディ制御用マイクロコンピュータ41と、反射鏡13b・ペンタプリズム13a・接眼レンズ13c及び副鏡13d等からなるファインダー装置13と、フォーカルプレーン方式のシャッター部14と、副鏡13dの反射光束を受けて測距動作を行なうためのAFセンサユニット65と、このAFセンサユニット65を駆動制御するAFセンサ駆動回路64と、反射鏡13bを駆動制御するミラー駆動機構63と、シャッター部14を駆動する機構等からなるシャッターチャージ機構62と、シャッター部14の動作をシャッターチャージ機構62を介して駆動制御するシャッタ制御回路61と、ペンタプリズム13aに入射する光束の一部を受けて所定の測光動作を行なう測光回路66と、被写体光束を受けて光電変換する光電変換素子である撮像素子27・この撮像素子27の前面側に設けられる光学素子である防塵フイルター21・この防塵フイルター21を所定の周波数で振動させるための加振手段である圧電素子22a・22b等からなる撮像ユニット15と、撮像素子27を駆動制御し当該撮像素子27により取得される画像信号の信号処理を取り扱うCCDインターフェイス回路29と、このCCDインターフェイス回路29からの出力(即ち撮像素子27によって取得した画像信号)に基づいて各種の信号処理を施す画像信号処理回路16aと、この画像信号処理回路16aによって処理済みの画像信号や画像データ及びこれに付随する各種の情報等を一時的に記録する一時的保管用メモリの役目をするSDRAM等のワークメモリ16b及びフラッシュロム(FlashROM)70と、この画像信号処理回路16aによって生成された所定の形態の記録用の画像データを所定の領域に記録する記録媒体43と、画像を表示するための表示部である液晶表示装置(LCD)46と、本電子撮像装置1の制御に必要となる所定の制御パラメータ等を予め記録されているEEPROM等からなる不揮発性メモリ69と、当該電子撮像装置1の動作状態を表示するための動作表示用表示部(LCD)67と、本電子的撮像装置1の各種の操作部材に連動し、各各所定の指示信号を発生させるためのスイッチ群であるカメラ操作スイッチ(SW)68と、例えば乾電池等からなる電池45と、この電池45又は所定の接続ケイブル等(図示せず)により供給される外部電源(AC)からの電力を受けて、本電子撮像装置1を動作させるのに適する電圧に変換制御して各電気回路へと配電する電源回路44と、撮像ユニット15に含まれる防塵フイルター21を振動させるためにボディ制御用マイクロコンピュータ41から出力される制御信号にしたがって圧電素子22a・22bを駆動制御する電気回路(駆動回路)であって発振器等からなる駆動手段である防塵フイルター駆動回路48と、撮像素子27の周辺温度を測定する温度測定回路49等を備えて構成されている。
【0052】
なお、撮像素子27は、少なくともその中央部近傍が透明な防塵フイルター21によって保護されている。この防塵フイルター21の周縁部には、その両面共に防塵フイルター21に対して振動を加えるための圧電素子22a・22bが配置されている。
【0053】
この場合において、当該圧電素子22a・22bは、防塵フイルター21の側縁部の両面にそれぞれ貼着されており、当該圧電素子22a・22bは、防塵フイルター駆動回路48による制御によって防塵フイルター21に振動を加え得るように構成されている。こうして防塵フイルター21を振動させることで、当該防塵フイルター21の表面に付着した塵埃等を除去することができるようになっている。即ち、本電子撮像装置1においては、塵埃等除去機構を備えて構成されている。
【0054】
また、カメラ操作スイッチ68は、例えば測光及び測距動作の開始を指示する第1(1st)レリーズスイッチや撮影動作の開始を指示する第2(2nd)レリーズスイッチ・電子撮像装置1の動作モードの変更を行なうモード変更スイッチ・主電源の開閉(オン・オフ)を指示する電源スイッチ・防塵フイルター21を作動させて塵埃等除去動作を実行するためのスイッチ等等、当該電子撮像装置1の所定の動作を行なうために操作する必要な操作ボタンにそれぞれ連動するスイッチ群によって構成されている。
【0055】
そして、AFセンサ65からの出力は、AFセンサ駆動回路64を介してボディ制御用マイクロコンピュータ41へ送信されるようになっており、当該ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、周知の測距処理を実行する。
【0056】
また、画像信号処理回路16aは、ボディ制御用マイクロコンピュータ41からの指令にしたがってCCDインターフェイス回路29を制御して、撮像素子27からの出力信号(画像信号)を取り込み、これをSDRAM等のワークメモリ16b等に一時的に記録するようになっている。
【0057】
そして、ワークメモリ(SDRAM)16bに一時記録された画像信号は、画像信号処理回路16aにおいて所定の信号処理が施されることによって、画像を表示するのに最適な形態の表示用画像信号となるように変換された後、液晶表示装置46へと出力され、その表示部(図示せず)を用いて対応する画像が表示されるようになっている。
【0058】
さらに、ワークメモリ(SDRAM)16bに一時記録された画像信号は、画像信号処理回路16aにおいて所定の信号処理が施されることによって、記録するのに最適な形態の記録用画像データ、例えばJPEG方式等の圧縮データ等に変換された後、記録媒体43へと出力され、これに記録されるようになっている。
【0059】
次に、本実施形態の電子撮像装置1における撮像ユニット15の詳細について、以下に説明する。
図3・図4・図5は、本実施形態の電子撮像装置1における撮像ユニットの一部を取り出して示す図であって、図3は、当該撮像ユニットを分解して示す要部分解斜視図である。図4は、組み立てた状態の当該撮像ユニットの一部を切断して示す斜視図である。図5は、図4の切断面に沿う断面図である。また、図6は、本電子撮像装置における撮像ユニットのうち防塵フイルターと圧電素子を取り出して示す斜視図である。
【0060】
なお、本実施形態の電子撮像装置1の撮像ユニット15は、上述したようにシャッター部14を含む複数の部材によって構成されるユニットであるが、図3から図5においては、その主要部を図示するに留め、シャッター部14の図示は省略している。また、各構成部材の位置関係を示すために、図3〜図5においては、当該撮像ユニット15の近傍に設けられ、撮像素子27が実装されると共に、画像信号処理回路16a及びワークメモリ16b等からなる撮像系の電気回路が実装される主回路基板16を合わせて図示している。なお、この主回路基板16、それ自体の詳細については、従来のカメラ等において一般的に利用されているものが適用されるものとして、その説明は省略する。
【0061】
撮像ユニット15は、CCD等からなり撮影光学系12aを透過し自己の光電変換面上に照射された光に対応した画像信号を得る撮像素子27と、この撮像素子27を固定支持する薄板状の部材からなる撮像素子固定板28と、撮像素子27の光電変換面の側に配設され、撮影光学系12aを透過して照射される被写体光束から高周波成分を取り除くべく形成される光学的ローパスフイルター(LowPass Filter;以下、光学LPFという)25と、この光学LPF25と撮像素子27との間の周縁部に配置され、略枠形状の弾性部材等によって形成されるローパスフイルター受け部材26と、撮像素子27を収納し固定保持すると共に光学LPF25をその周縁部位乃至その近傍部位に密着して支持しかつ所定の部位を後述する防塵フイルター受け部材23に密に接触するように配設される撮像素子収納ケース部材24(以下、CCDケース24という)と、このCCDケース24の前面側に配置され防塵フイルター21(防塵部材)をその周縁部位乃至その近傍部位に密着して支持する防塵フイルター受け部材23と、この防塵フイルター受け部材23によって支持されて撮像素子27の光電変換面の側であって光学LPF25の前面側において当該光学LPF25との間に所定の間隔を持つ所定の位置に対向配置される防塵部材である防塵フイルター21と、この防塵フイルター21の周縁部に配設され当該防塵フイルター21に対して所定の振動を与えるための加振手段であり例えば電気機械変換素子等からなる圧電素子22a・22bと、この圧電素子22a・22bを駆動する駆動回路である防塵フイルター駆動回路48(図3〜図5には図示せず。図2参照)と、防塵フイルター21を防塵フイルター受け部材23に対して気密的に接合させ固定保持する弾性体からなる押圧部材20等によって構成されている。
【0062】
撮像手段である撮像素子27は、撮影光学系12aを透過した被写体光束を自己の光電変換面に受けて光電変換処理を行なうことによって、当該光電変換面に形成される被写体像に対応した画像信号を取得するものであって、例えば電荷結合素子(CCD;Charge Coupled Device)が適用されている。
【0063】
この撮像素子27は、撮像素子固定板28を介して主回路基板16上の所定の位置に実装されている。この主回路基板16には、上述したように画像信号処理回路16a及びワークメモリ16b等が共に実装されており、撮像素子27から出力された信号は、これらの回路で処理されるようになっている。
【0064】
撮像素子27の前面側には、ローパスフイルター受け部材26を挟んで光学LPF25が配設されている。そして、これを覆うようにCCDケース24が配設されている。
【0065】
つまり、CCDケース24には、略中央部分に矩形状からなる開口24cが設けられており、この開口24cには、その後方側から光学LPF25及び撮像素子27が配設されるようになっている。この開口24cの後方側の内周縁部には、図4・図5に示すように断面が略L字形状からなる段部24aが形成されている。
【0066】
上述したように、光学LPF25と撮像素子27との間には、弾性部材等からなるローパスフイルター受け部材26が配設されている。このローパスフイルター受け部材26は、撮像素子27の前面側の周縁部においてその光電変換面の有効範囲を避ける位置に配設され、かつ光学LPF25の背面側の周縁部近傍に当接するようになっている。そして、光学LPF25と撮像素子27との間を略気密性が保持されるようにしている。これにより、光学LPF25には、ローパスフイルター受け部材26による光軸方向への弾性力が働くことになる。
【0067】
そこで、光学LPF25の前面側の周縁部を、CCDケース24の段部24aに対して略気密的に接触させるように配置することで、当該光学LPF25をその光軸方向に変位させようとするローパスフイルター受け部材26による弾性力に抗して当該光学LPF25の光軸方向における位置を規制するようにしている。
【0068】
換言すれば、CCDケース24の開口24cの内部に背面側より挿入された光学LPF25は、段部24aによって光軸方向における位置規制がなされている。これにより、当該光学LPF25は、CCDケース24の内部から前面側へ向けて外部に抜け出ないようになっている。
【0069】
このようにして、CCDケース24の開口24cの内部に背面側から光学LPF25が挿入された後、光学LPF25の背面側には、撮像素子27が配設されるようになっている。この場合において、光学LPF25と撮像素子27との間には、周縁部においてローパスフイルター受け部材26が挟持されるようになっている。
【0070】
また、撮像素子27は、上述したように撮像素子固定板28を挟んで主回路基板16に実装されている。そして、撮像素子固定板28は、CCDケース24の背面側からネジ孔24eに対してネジ28bによってスペーサ28aを介して固定されている。また、撮像素子固定板28には、主回路基板16がスペーサ16cを介してネジ16dによって固定されている。
【0071】
CCDケース24の前面側には、防塵フイルター受け部材23がCCDケース24のネジ孔24bに対してネジ23bによって固定されている。この場合において、CCDケース24の周縁側であって前面側の所定の位置には、図4・図5において詳細に示すように、周溝24dが略環状に形成されている。その一方で、防塵フイルター受け部材23の周縁側であって背面側の所定の位置には、CCDケース24の周溝24dに対応させた環状凸部23d(図3には図示出来ず)が全周にわたって略環状に形成されている。したがって、環状凸部23dと周溝24dとが嵌合することによりCCDケース24と防塵フイルター受け部材23とは、環状の領域、即ち周溝24dと環状凸部23dとが形成される領域において相互に略気密的に嵌合するようになっている。
【0072】
防塵フイルター21は、全体として円形乃至多角形の板状をなし、少なくとも自己の中心から放射方向に所定の広がりを持つ領域が透明部をなしており、この透明部が光学LPF25の前面側に所定の間隔を持って対向配置されているものである。
【0073】
また、防塵フイルター21の周縁部の両面には、図6にも示すように当該防塵フイルター21に対して振動を与えるための所定の加振用部材であり電気機械変換素子等によって円環形状に形成される圧電素子22a・22bが防塵フイルター21と一体となるように、例えば接着剤による貼着等の手段により配設されている。
【0074】
この圧電素子22a・22bは、防塵フイルター駆動回路48によって所定の周期を有する駆動電圧を印加することで防塵フイルター21に所定の振動、即ち進行波振動を発生させることができるように構成されている。
【0075】
つまり、防塵フイルター駆動回路48によって防塵フイルター21の共振周波数に近い周波数信号を加えると、防塵フイルター21に所定の振動を発生させることができるようになっており、この振動によって防塵フイルター21の表面に付着した塵埃等を、当該防塵フイルター21の有効領域(被写体像を形成するのに寄与する光束が通過する領域)外へと移動させ除去することができるようになっている。
【0076】
そして、防塵フイルター21は、防塵フイルター受け部材23に対して気密的に接合するように板ばね等の弾性体からなる押圧部材20によって固定保持されている。
【0077】
防塵フイルター受け部材23の略中央部近傍には、円形状又は多角形状からなる開口23fが設けられている。この開口23fは、撮影光学系12aを透過した被写体光束を通過させて、当該光束が後方に配置される撮像素子27の光電変換面を照射するのに充分な大きさとなるように設定されている。
【0078】
この開口23fの周縁部には、前面側に突出する壁部23e(図4・図5参照)が略環状に形成されており、この壁部23eの先端側には、さらに前面側に向けて突出するように受け部23cが形成されている。この受け部23cにおいて、圧電素子22bとの接触面部にはゴムやフェルト等の振動吸収材が設けられており、進行波振動を妨げないように構成されている。
【0079】
一方、防塵フイルター受け部材23の前面側の外周縁部近傍には、所定の位置に複数(本実施形態では三箇所)の突状部23aが前面側に向けて突出するように形成されている。この突状部23aは、防塵フイルター21を固定保持する押圧部材20を固設するために形成される部位であって、当該押圧部材20は、突状部23aの先端部に対してねじ20a等の締結手段により固設されている。
【0080】
押圧部材20は、上述したように板ばね等の弾性体によって形成される部材であって、その基端部が突状部23aに固定され、自由端部が防塵フイルター21の外周縁部若しくは圧電素子22aの一部に当接することで、当該防塵フイルター21を防塵フイルター受け部材23の側、即ち光軸方向に向けて押圧するようになっている。
【0081】
この場合において、防塵フイルター21の背面側の外周縁部に配設される圧電素子22bの所定の部位が受け部23cに当接することで、防塵フイルター21の光軸方向における位置が規制されるようになっている。したがってこれにより、防塵フイルター21は、圧電素子22bを介して防塵フイルター受け部材23に対して気密的に接合するように固定保持されている。
【0082】
換言すれば、防塵フイルター受け部材23は、押圧部材20による附勢力によって防塵フイルター21と圧電素子22a・22bを介して気密的に接合するように構成されている。
【0083】
ところで、上述したように防塵フイルター受け部材23とCCDケース24とは、周溝24dと環状凸部23d(図4・図5参照)とが相互に略気密的に嵌合するようになっているのと同時に、防塵フイルター受け部材23と防塵フイルター21とは、押圧部材20の附勢力により圧電素子22bを介して気密的に接合するようになっている。また、CCDケース24に配設される光学LPF25は、光学LPF25の前面側の周縁部とCCDケース24の段部24aとの間で略気密的となるように配設されている。さらに、光学LPF25の背面側には、撮像素子27がローパスフイルター受け部材26を介して配設されており、光学LPF25と撮像素子27との間においても、略気密性が保持されるようになっている。
【0084】
したがってこれにより、光学LPF25と防塵フイルター21とが対向する間の空間には、所定の空隙部51aが形成されている。また、光学LPF25の周縁側、即ちCCDケース24と防塵フイルター受け部材23と防塵フイルター21とによって、空間部51bが形成されている。この空間部51bは、光学LPF25の外側に張り出すようにして形成されている封止された空間である(図4・図5参照)。また、この空間部51bは、空隙部51aよりも広い空間となるように設定されている。そして、空隙部51aと空間部51bとからなる空間は、上述した如くCCDケース24と防塵フイルター受け部材23と防塵フイルター21と光学LPF25とによって略気密的に封止される封止空間51となっている。
【0085】
このように、本実施形態のカメラにおける撮像ユニット15では、光学LPF25及び防塵フイルター21の周縁に形成され空隙部51aを含む略密閉された封止空間51を形成する封止構造部が構成されている。そして、この封止構造部は、光学LPF25の周縁乃至その近傍から外側の位置に設けられるようになっている。
【0086】
さらに、本実施形態においては、防塵フイルター21をその周縁部位乃至その近傍部位に密着して支持する防塵フイルター受け部材23と、光学LPF25をその周縁部位乃至その近傍部位に密着して支持すると共に、自己の所定部位で防塵フイルター受け部材23と密に接触するように配設されるCCDケース24等によって、封止構造部が構成されている。
【0087】
上述のように構成された本実施形態のカメラにおいては、撮像素子27の前面側の所定の位置に防塵フイルター21を対向配置し、撮像素子27の光電変換面と防塵フイルター21との周縁に形成される封止空間51を封止するように構成したことによって、撮像素子27の光電変換面に塵埃等が付着するのを予防している。
【0088】
そして、この場合においては、防塵フイルター21の前面側の露出面に付着する塵埃等については、当該防塵フイルター21の周縁部に一体となるように配設される圧電素子22a・22bに周期電圧を印加して防塵フイルター21に対して所定の振動を与えることで、除去することができるようになっている。
【0089】
また、図7は、本電子撮像装置における撮像ユニットのうち防塵フイルターに振動を与える加振手段の構成を概念的に示す図である。
【0090】
図7に示すように、圧電素子22a・22bは分極されている。この場合において、円環形状の圧電素子22a・22bは、円周方向に8分割した領域において、圧電素子22a・22bは板厚方向に分極されており、分極方向はプラス(+)とマイナス(−)で表示され、分極方向が逆の領域が交互に配置されるように構成されている。そして、第1の加振手段である一方の圧電素子22bは、第2の加振手段である他方の圧電素子22aに対して振動の波長(ここで一波長はプラス(+)・マイナス(−)の分極領域の長さに相当する)の四分の一波長(1/4λ)分だけずらした位置となるように配置されている。
【0091】
このように構成される圧電素子22a・22bに対しては、防塵フイルター駆動回路48によって、それぞれの板厚方向に所定の周波数の電圧が印加されることになる。
【0092】
この場合において、防塵フイルター駆動回路48の発振器34から出力される周波数信号(第1の周期電圧信号)は、そのまま圧電素子22bに印加される一方、圧電素子22aに対しては、防塵フイルター駆動回路48の90°位相器35によって位相が90°ずれた信号(第2の周期電圧信号)が印加されるようになっている。
【0093】
このような信号を各圧電素子22a・22bに印加することによって、防塵フイルター21は、図8(防塵フイルター21のみ表示されている)に示すように防塵フイルター21の中心部を軸として回転方向Xへ向けて進行する屈曲進行波振動(山Yと谷Tとが交互に等間隔等振幅で生じる振動)が生じることになる。
【0094】
なお、圧電素子22a・22bによって発生させられる屈曲進行波を任意の時間で見た時には、防塵フイルター21の中心部(光軸)に対して略対称形状となっている。
【0095】
また、通常の場合において、温度は防塵フイルター21と加振部材22a・22bの弾性係数に影響し、その固有振動数を変化させる要因の一つとなっている。したがって、防塵フイルター21を振動させて運用するのに際しては、その温度を計測して、そのときの環境下における固有振動数の変化を考慮する必要がある。特に、電子撮像装置1における撮像素子27は、その稼働中において温度上昇が激しい傾向があり、この撮像素子27の近傍に設けられる防塵フイルター21の温度変化を測定することで、そのときの固有振動数を予想することができる。
【0096】
したがって、本電子撮像装置1においては、撮像素子27の周辺温度を測定するためのセンサ(図示せず)を含む温度測定回路49を備えて構成されている。そして、この場合におけるセンサの配置位置、即ち温度測定点は、例えば防塵フイルター21の振動面の近傍に設定される。
【0097】
次に、本電子撮像装置1における防塵フイルター駆動回路について、以下に説明する。
【0098】
図9は、本電子撮像装置1における防塵フイルター駆動回路の構成を概略的に示す回路図である。図10は、図9の防塵フイルター駆動回路における各構成部材から出力される各信号形態を示すタイムチャートである。
【0099】
ボディ制御用マイクロコンピュータ41の内部に含まれるクロックジェネレータ(図9参照)は、圧電素子22a・22bに印加すべき信号周波数よりも充分に早い周波数でパルス信号(基本クロック)を出力する(図10に示すSig1参照)。この基本クロック信号は、防塵フイルター駆動回路48のN進カウンタに入力される。
【0100】
N進カウンタは、パルス信号をカウントし、所定値=Nに達する毎にカウント終了パルス信号を出力する。即ち、基本クロック信号を1/Nで分周することになる(図10に示すSig2参照)。
【0101】
分周されたパルス信号は、HighとLowのデューティー比が1:1ではないので、第1の1/2分周回路を介してデューティー比を1:1に変換する。このときに周波数は半分になる(図10に示すSig3参照)。
【0102】
第1の1/2分周回路の出力信号は、第2の1/2分周回路とイクスクルーシブオア(ExOR)回路へと出力される。
【0103】
第2の1/2分周回路に入力されたパルス信号は、さらに周波数が半分になって出力される(図10に示すSig4参照)。
【0104】
ここで、パルス信号Sig4のハイ(High)状態において、MosトランジスタQ01がオン(ON)状態となる。
【0105】
一方、MosトランジスタQ02へは、第1インバータを介して当該パルス信号が印加される。したがって、このパルス信号のロー(Low)状態においてMosトランジスタQ02がオン(ON)状態となる。
【0106】
トランスAの1次側に接続されたQ01及びQ02が交互にオン状態になると、当該トランスAの2次側には、図10に示すSig5の信号が発生する。この場合において、トランスAの巻線比は、電源ユニット44の出力電圧と一方の圧電素子22aを駆動させるのに必要な電圧によって決定される。
【0107】
なお、抵抗R00は、トランスAに過大な電流が流れることを制限するために配設されているものである。
【0108】
圧電素子22aを駆動させるのに際しては、Q00がオン(ON)状態にあり、かつ電源ユニット44からトランスAのセンタータップに電圧が印加されている必要がある。そして、この場合において、Q00のオン又はオフの制御は、ボディ制御用マイクロコンピュータ41のP_PwContAから行なわれるようになっている。
【0109】
また、N進カウンタの設定値=Nは、ボディ制御用マイクロコンピュータ41のポート=D_NCntから設定される。つまり、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、設定値=Nを制御することによって、圧電素子22a・22bの駆動周波数を任意に変更することができるようになっている。
【0110】
周波数の算出は、次に示す式(1)による。即ち、
fdrv=fpls/4N …… (1)
N:カウンタへの設定値
fpls:クロックジェネレータの出力パルスの周波数
fdrv:圧電素子へ印加される信号の周波数
このようにして、圧電素子22aに所定の電圧の駆動信号(Sig5)が印加される。
【0111】
一方、第1の1/2分周回路の出力信号Sig3は、イクスクルーシブオア(ExOR)回路を経由して、第3の1/2分周回路へと出力される。この場合において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41のポートP_θContがハイ(High)状態のときには、パルス信号Sig3は反転する。そして、第3の1/2分周回路へと出力される。
【0112】
また、ポートP_θContがロー(Low)状態のときには、パルス信号Sig3は、そのままの状態で第3の1/2分周回路へと出力される(図10に示すSig6参照)。
【0113】
このパルス信号Sig6は、さらに第3の1/2分周回路によって半分の周波数にされた後、出力される(図10に示すSig7参照)。これにによって、第2インバータ・Q11・Q12・トランスBが駆動されて、圧電素子22bに所定の電圧の駆動信号(Sig8)が印加される
なお、第2インバータ・Q11・Q12・トランスB・抵抗R10のそれぞれの機能は、上述した第1インバータ・Q01・Q02・トランスA・抵抗R00のそれぞれと略同様となっている。
【0114】
また、第1〜第3のいずれの1/2分周回路においても入力されるパルス信号の立ち上がりエッジに反応して分周動作を行なうようになっている。
【0115】
そして、パルス信号の周波数が同じであっても、信号が反転しているときには、第2の1/2分周回路と第3の1/2分周回路とがそれぞれ出力するパルス信号には位相の相違が発生する。この場合における位相の差は90°となる。
【0116】
したがって、圧電素子22aに印加される信号Sig5と、圧電素子22bに印加される信号Sig8との間には、90°の位相差が発生することになる。そして、この位相の差は、ボディ制御用マイクロコンピュータ41のポートP_θContによって制御できる。例えば、ポートP_θContがハイ(High)状態であれば、90°の位相差が発生し、ロー(Low)状態であれば、位相差は発生しないことになる。つまり、ポートP_θContを制御することによって、異なる形態の振動を防塵フイルター21に対して加えることができる。
【0117】
このように構成された本電子撮像装置1において行なわれる塵埃等除去動作について、以下に説明する。
【0118】
図11は、本実施形態の電子撮像装置におけるボディ制御用マイクロコンピュータ41の作用を示すフローチャートである。
【0119】
まず、電子撮像装置1の電源スイッチ(図示せず)からの指示信号が発生すると、これを受けてボディ制御用マイクロコンピュータ41は稼動を開始する。
【0120】
ステップS1において、本電子撮像装置1のシステムを起動するための処理が実行される。この処理は、例えば電源回路44を制御して、当該電子撮像装置1の各回路ユニットへの電力供給を行なうと共に、各回路の初期設定を行なう等の処理である。その後、ステップS2の処理に進む。
【0121】
ステップS2において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、所定のサブルーチンである第1の加振動作処理を実行する。この第1の加振動作処理においては、防塵フイルター21に屈曲進行波を発生させることで塵埃等除去動作を行なう(詳細は図12参照)。その後、ステップS3の処理に進む。
【0122】
ステップS3において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、所定のサブルーチンである第2の加振動作処理を実行する。この第2の加振動作処理においては、防塵フイルター21に定在波を発生させることで塵埃等除去動作を行なう(詳細は図13参照)。その後、ステップS4の処理に進む。
【0123】
ステップS4において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41はレンズ制御用マイクロコンピュータ71との通信を行なって、レンズ鏡筒12の着脱状態を検出する撮影レンズの着脱検出動作処理を行なう。この処理は、周期的に実行される処理ステップである。
【0124】
ステップS5において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、レンズ鏡筒12がカメラ本体11に装着されているか否かの確認を行なう。ここで、レンズ鏡筒12がカメラ本体11に装着されていることが検出されると、ステップS8の処理に進む。また、それ以外の場合には、次のステップS6の処理に進む。
【0125】
ステップS6において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、レンズ鏡筒12がカメラ本体11から外されたか否かの確認を行なう。ここで、レンズ鏡筒12がカメラ本体11から外されたことが検出されると、ステップS7の処理に進む。また、それ以外の場合には、次のステップS11の処理に進む。
【0126】
上述したようにレンズ鏡筒12がカメラ本体11から外されたことが検出されてステップS7の処理に進むと、このステップS7において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、制御フラグF_Lensを初期化(リセット;←0)する。その後、ステップS11の処理に進む。
【0127】
一方、上述したようにレンズ鏡筒12がカメラ本体11に装着されたことが検出されてステップS8の処理に進むと、このステップS8において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、制御フラグF_Lensを設定(セット;←1)する。その後、ステップS9の処理に進む。
【0128】
なお、制御フラグF_Lensは、レンズ鏡筒12がカメラ本体11のレンズ鏡筒装着部11aに装着されているときには「1」を示し、レンズ鏡筒12がカメラ本体11のレンズ鏡筒装着部11aから外されているときには「0」を示すものとする。
【0129】
ステップS9において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、第1の加振動作処理を実行する。その後、ステップS10の処理に進む。
【0130】
ステップS10において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、第2の加振動作処理を実行する。その後、ステップS11の処理に進む。
【0131】
ステップS11において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、カメラ操作スイッチ68の状態を検出する処理を実行する。
【0132】
ステップS12において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、カメラ操作スイッチ68のうちクリーンアップスイッチ(CleanUpSW;図示せず)からの指示信号が発生したか否かの確認を行なう。ここで、クリーンアップスイッチからの指示信号の発生を確認した場合には、ステップS13の処理に進む。
【0133】
ステップS13において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、第1の加振動作処理を実行する。その後、ステップS14の処理に進む。
【0134】
ステップS14において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、第2の加振動作処理を実行する。その後、ステップS15の処理に進む。
【0135】
ステップS15において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、撮像素子(CCD)27の画素欠陥情報を取り込む動作処理を実行する。ここで取り込まれた画素欠陥情報は、フラッシュロム70に記録される。この情報は、撮像素子27によって取得される画像データに対して補正処理を行なう際に用いられる情報である。したがって、例えば撮像素子27によって取得される画像データが、塵埃等の影響を受けていると正確な画素欠陥情報を得ることができないことになる。そこで、本実施形態の電子撮像装置1においては、画素欠陥情報を取得する直前に一連の塵埃等除去動作を行なうようにしている。これにより、正確な画素欠陥情報を取得することができるようになっている。その後、ステップS4の処理に戻り、以降の処理を繰り返す。
【0136】
一方、上述のステップS12においてクリーンアップスイッチからの指示信号の発生が確認されなかった場合には、ステップS16の処理に進む。このステップS16以降の処理においては、通常の撮影動作に係わる処理が実行される。
【0137】
即ち、ステップS16において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、カメラ操作スイッチ68のうちの第1レリーズスイッチ(SW)が操作されたか否かの確認を行なう。ここで、第1レリーズスイッチ(SW)からの指示信号が確認されなかった場合には、上述のステップS4の処理に戻り、以降の処理を繰り返す。また、第1レリーズスイッチ(SW)からの指示信号が確認された場合には、次のステップS17の処理に進む。
【0138】
ステップS17において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、測光回路66を制御して被写体輝度の測定を行ない、その測定結果に基づいて、そのときの被写体の輝度に応じた最適となるシャッター速度値(Tv値)と絞り値(Av値)を算出する処理を行なう。その後、ステップS18の処理に進む。
【0139】
ステップS18において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、AFセンサ駆動回路64を介してAFセンサ65を制御して、そのときの被写体の焦点ずれ量を検出する処理を行なう。その後、ステップS19の処理に進む。
【0140】
ステップS19において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、制御フラグF_Lensの状態を確認する。ここで、制御フラグF_Lens≠1である場合には、レンズ鏡筒12が外されている状態である。つまり、この状態では正規の撮影動作を行ない得る状態ではない。したがって、この場合には、上述のステップS4の処理に戻り、以降の処理を繰り返す。
【0141】
上述のステップS19において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、制御フラグF_Lens=1であることを確認すると、次のステップS20の処理に進む。
【0142】
ステップS20において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、通信コネクタ80a・80bを介してレンズ制御用マイクロコンピュータ71との通信を行なって、レンズ鏡筒12の駆動制御を行なうべき旨の指示を出す。これを受けて、レンズ制御用マイクロコンピュータ71は、レンズ駆動機構74を制御してレンズ鏡筒12の撮影光学系12aを所定の位置に移動させる。撮影光学系12aの移動させるべき位置は、上述のステップS18における検出結果に基づいて設定される。その後、ステップS21の処理に進む。
【0143】
ステップS21において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、カメラ操作スイッチ68のうちの第2レリーズスイッチ(SW)が操作されたか否かの確認を行なう。ここで、第2レリーズスイッチ(SW)からの指示信号が確認されなかった場合には、上述のステップS4の処理に戻り、以降の処理を繰り返す。また、第2レリーズスイッチ(SW)からの指示信号が確認された場合には、次のステップS22の処理に進む。
【0144】
ステップS22において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、通信コネクタ80a・80bを介してレンズ制御用マイクロコンピュータ71との通信を行なって、絞り部72の絞り制御を行なうべき旨の指示を出す。これを受けて、レンズ制御用マイクロコンピュータ71は、絞り駆動機構73を制御してレンズ鏡筒12の絞り部72を所定の絞り値となるように設定する。絞り部72の設定は、上述のステップS17における演算結果(算出されたAv値)に基づいて設定される。その後、ステップS23の処理に進む。
【0145】
ステップS23において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、ミラー駆動機構を制御して反射鏡13bを所定の退避位置へと移動させる処理、即ちミラーアップ(UP)制御処理を実行する。その後、ステップS24の処理に進む。
【0146】
ステップS24において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、シャッター制御回路61を制御して、シャッター部14の先幕を走行させるオープン(OPEN)制御を行なう。その後、ステップS25の処理に進む。
【0147】
ステップS25において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、CCDインターフェイス回路29を介して撮像素子27の駆動制御を行なって、所定の撮像動作、即ち画像データを取得するための一連の駆動処理を実行する。このときの撮影に係る露出時間は、上述のステップS17における演算結果(算出されたTv値)に基づいて設定される。その後、ステップS26の処理に進む。
【0148】
ステップS26において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、シャッター制御回路61を制御して、シャッター部14を後幕を走行させるクローズ(CLOSE)制御を行なう。その後、ステップS27の処理に進む。
【0149】
ステップS27において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、ミラー駆動機構を制御して反射鏡13bを光軸上の所定の位置へと移動させる処理、即ちミラーダウン(DOWN)制御処理を実行する。これと同時に、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、シャッターチャージ機構62を介してシャッター部14におけるシャッターチャージ制御も行なう。その後、ステップS28の処理に進む。
【0150】
ステップS28において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、通信コネクタ80a・80bを介してレンズ制御用マイクロコンピュータ71との通信を行なって、絞り部72の絞り制御を行なうべき旨の指示を出す。これを受けて、レンズ制御用マイクロコンピュータ71は、絞り駆動機構73を制御してレンズ鏡筒12の絞り部72を初期状態、即ち解放位置に復帰させる。その後、ステップS29の処理に進む。
【0151】
ステップS29において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、画像信号処理回路16a等を制御して、撮像素子27によって取得した画像信号を記録するのに最適な形態の画像データに変換し、これを記録媒体43に記録するデータ記録動作処理を実行する。その後、上述のステップS4の処理に戻り、以降の処理を繰り返す。
【0152】
図12は、本電子撮像装置1におけるボディ制御用マイクロコンピュータ41のサブルーチンである第1の加振動作処理の詳細を示すフローチャートである。この第1の加振動作処理は、上述したように防塵フイルター21に屈曲進行波を発生させる際の動作フローチャートであって、図11のステップS2・S9・S13の処理に相当する。
【0153】
ステップS31において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、不揮発性メモリ(EEPROM)69に予め記録されている情報のうちの所定のカウント値Noscftと時間値Toscftとを読み出した後、次のステップS32の処理に進む。
【0154】
ステップS32において、上述のステップS31で読み出したカウント値NoscftをN進カウンタに設定する。その後、ステップS33の処理に進む。
【0155】
ステップS33において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41のP_θContをハイ(High)に設定する。その後、ステップS34の処理に進む。
【0156】
ステップS34において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41のP_PwContAとP_PwContBとをハイ(High)に設定する。その後、ステップS35の処理に進む。
【0157】
ステップS35において、上述のステップS31において読み出した所定の時間Toscftだけ待機する。そして、この所定の時間Toscftが経過したら、次のステップS36の処理に進む。
【0158】
ステップS36において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41のP_PwContAとP_PwContBとをロー(Low)に設定する。その後、この第1の加振動作処理を終了し、図11の所定の処理ステップに復帰する(リターン)。
【0159】
図13は、本電子撮像装置1におけるボディ制御用マイクロコンピュータ41のサブルーチンである第2の加振動作処理の詳細を示すフローチャートである。この第2の加振動作処理は、上述したように防塵フイルター21に定在波を発生させる際の動作フローチャートであって、図11のステップS3・S10・S14の処理に相当する。
【0160】
ステップS41において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41は、不揮発性メモリ(EEPROM)69に予め記録されている情報のうちの所定のカウント値Noscftと時間値Toscftとを読み出した後、次のステップS42の処理に進む。
【0161】
ステップS42において、上述のステップS41で読み出したカウント値NoscftをN進カウンタに設定する。その後、ステップS43の処理に進む。
【0162】
ステップS43において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41のP_θContをロー(Low)に設定する。その後、ステップS44の処理に進む。
【0163】
ステップS44において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41のP_PwContAとP_PwContBとをハイ(High)に設定する。その後、ステップS45の処理に進む。
【0164】
ステップS45において、上述のステップS41において読み出した所定の時間Toscftだけ待機する。そして、この所定の時間Toscftが経過したら、次のステップS46の処理に進む。
【0165】
ステップS46において、ボディ制御用マイクロコンピュータ41のP_PwContAとP_PwContBとをロー(Low)に設定する。その後、この第2の加振動作処理を終了し、図11の所定の処理ステップに復帰する(リターン)。
【0166】
以上説明したように上記一実施形態によれば、防塵フイルター21に振動を加えて塵埃等除去動作を行なう際には、防塵フイルター21を異なる振動形態、即ち屈曲進行波と定在波とで振動させ得るようにすると共に、この振動形態を任意に切り換えることができるようにしたので、防塵フイルター21の表面上に付着した塵埃等をより確実に取り除くことができる。
【0167】
なお、上述の一実施形態においては、屈曲進行波を発生させた後に定在波を発生させているが、定在波を先に発生させるようにしてもよい。また両者を交互に発生させるようにしてもよい。その場合において得られる効果は、いずれの場合も上述の一実施形態と同様である。
【0168】
上述の一実施形態においては、圧電素子22a・22bを防塵フイルター21の外周縁部において、その両面に貼着するように構成したが、この例とは異なる別の形態で構成しても、同様の効果を得ることができる。
【0169】
例えば、図14に示す第1変形例では、圧電素子22a・22bは、防塵フイルター21の外周縁部において、その片面にのみ設けられており、この場合において、当該圧電素子22a・22bは、互いに積層した形態となるように配置されている点が異なるのみである。その他の構成は、上述の一実施形態と同様である。
【0170】
このような構成とした場合にも、上述の一実施形態と全く同様の効果を得ることができる。これと共に、圧電素子22a・22bは、防塵フイルター21の一方の面であって、撮像素子27の受光面に対向する面にのみ設けたことから、内部空間を効率良く利用することができ、よって、装置全体としての大型化を防ぐことができる。
【0171】
また、例えば図15・図16に示す第2変形例では、圧電素子22a・22bは、防塵フイルター21の外周縁部において、その片面にのみ設けられているのは、上述の第1変形例と同様であるが、本例では、防塵フイルター21の外周縁部に圧電素子22aを設け、この圧電素子22aよりも内周側の隣接する位置に圧電素子22bを配置している点が異なる。
【0172】
この場合において、内周側に配置する圧電素子22bは、外周側の圧電素子22aに対して1/4波長(λ)分だけずれるように極性位置をずらせて配置されている。その他の構成は、上述の一実施形態と同様である。
【0173】
このような構成とした場合にも、上述の一実施形態と全く同様の効果を得ることができると共に、上述の第1変形例と同様に、内部空間を効率良く利用して、装置全体としての大型化を防ぐことができる。
【0174】
さらに、例えば図17・図18に示す第3変形例では、圧電素子22a・22bは、防塵フイルター21の外周縁部において、その片面にのみ設けられているのは、上述の第1変形例及び第2変形例と同様であって、本例では、防塵フイルター21の外周縁部に圧電素子22aを設け、この圧電素子22aよりも内周側であって1/4波長(λ)分だけずれた位置に圧電素子22bを配置している点が異なる。そして、圧電素子22a・22bは、一方の面が同一の極性となるようにそれぞれ形成されている。その他の構成は、上述の一実施形態と同様である。
【0175】
そしてこの場合には、防塵フイルター21には、同心円状の屈曲振動が発生することになる。
【0176】
このような構成とした場合にも、上述の一実施形態と全く同様の効果を得ることができると共に、上述の第1変形例及び第2変形例と同様に、内部空間を効率良く利用して、装置全体としての大型化を防ぐことができる。
【0177】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、撮影光学系を着脱自在となるよう構成した電子撮像装置において、撮像素子の光電変換面上に塵埃等が付着するのを阻止する防塵部材を含む構造を備えると共に、その防塵部材の表面に付着する塵埃等を効果的に除去することのできる塵埃等除去機構を備えた電子撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の電子撮像装置の一部を切断して、その内部構成を概略的に示す斜視図。
【図2】図1の電子撮像装置の内部構成を概略的に示すブロック構成図。
【図3】図1の電子撮像装置における撮像ユニットの一部を取り出して示す図であって、当該撮像ユニットを分解して示す要部分解斜視図。
【図4】図1の電子撮像装置における撮像ユニットを組み立てた状態において一部を切断して示す斜視図。
【図5】図4の切断面に沿う断面図。
【図6】図1の電子撮像装置における撮像ユニットのうち防塵フイルターと圧電素子を取り出して示す斜視図。
【図7】図1の電子撮像装置における撮像ユニットのうち防塵フイルターに振動を与える加振手段の構成を概念的に示す図。
【図8】図6の防塵フイルターに加振手段によって振動を与えられたときに生じる屈曲進行波振動のようすを示す概念図。
【図9】図1の電子撮像装置における防塵フイルター駆動回路の構成を概略的に示す回路図。
【図10】図9の防塵フイルター駆動回路における各構成部材から出力される各信号形態を示すタイムチャート。
【図11】図1の電子撮像装置におけるボディ制御用マイクロコンピュータの作用を示すフローチャート。
【図12】図1の電子撮像装置におけるボディ制御用マイクロコンピュータの第1の加振動作処理の詳細を示すフローチャート。
【図13】図1の電子撮像装置におけるボディ制御用マイクロコンピュータの第2の加振動作処理の詳細を示すフローチャート。
【図14】本発明の一実施形態の第1の変形例の防塵フイルターと圧電素子の配置を示す図。
【図15】本発明の一実施形態の第2の変形例の防塵フイルターと圧電素子の配置を示す図。
【図16】図15における圧電素子の配置とその分極を示す図。
【図17】本発明の一実施形態の第3の変形例の防塵フイルターと圧電素子の配置を示す図。
【図18】図17における圧電素子の配置とその分極を示す図。
【符号の説明】
1……電子撮像装置
11……カメラ本体部
11a……撮影光学系装着部
12……レンズ鏡筒
12a……撮影光学系(光学系)
13……ファインダー装置
13a……ペンタプリズム
13b……反射鏡
13c……接眼レンズ
14……シャッター部
15……撮像ユニット
16……主回路基板
16a……画像信号処理回路
16b……ワークメモリ(SDRAM)
17……レリーズボタン
20……押圧部材
21……防塵フイルター(防塵部材、防塵光学部材)
22a……圧電素子(加振用部材、加振手段、第2の加振部材)
22b……圧電素子(加振用部材、加振手段、第1の加振部材)
23……防塵フイルター受け部材
24……CCDケース(撮像素子収納ケース部材)
23d……環状凸部
24d……周溝
25……光学的ローパスフイルター(光学LPF;光学素子)
26……ローパスフイルター受け部材
27……撮像素子(CCD)
28……撮像素子固定板
48……防塵フイルター駆動回路(駆動手段)
51……封止空間部
51a……空隙部
51b……空間部
Claims (10)
- 被写体像を形成する光学系と、
上記光学系によって形成された被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、
上記光学系と上記撮像素子の間に配設された防塵光学部材と、
上記防塵光学部材を振動させることによって、上記防塵光学部材に屈曲進行波を発生させる加振手段と、
を具備することを特徴とする電子撮像装置。 - 上記加振手段によって発生させられる屈曲進行波は、上記光学系の光軸に対して任意の時間で見た時に略対称形状であることを特徴とする請求項1に記載の電子撮像装置。
- 上記加振手段は、上記防塵光学部材の被写体光束が通過する有効画面領域の周辺部に配設される第1の加振部材と、上記第1の加振部材に対して屈曲進行波の波長の略四分の一の距離だけ屈曲進行波の進行方向にずれた位置に配設される第2の加振部材と、上記第1の加振部材に第1の周期電圧信号を印加し、上記第2の加振部材に上記第1の周期電圧信号に対して略90度だけ位相のずれた第2の周期電圧信号を印加する駆動手段と、を具備することを特徴とする請求項1に記載の電子撮像装置。
- 上記第1の加振部材は、上記防塵光学部材の一方の面に配置され、上記第2の加振部材は、上記防塵光学部材の他方の面に配置されていることを特徴とする請求項3に記載の電子撮像装置。
- 上記第1の加振部材及び上記第2の加振部材は、上記防塵光学部材の一方の面のがわに配置され、上記第2の加振部材は上記第1の加振部材に積層されて配置されていることを特徴とする請求項3に記載の電子撮像装置。
- 上記第1の加振部材は、上記防塵光学部材の一方の面の外周縁部に配置され、上記第2の加振部材は、上記第1の加振部材の配置面と同一面上であって当該第1の加振部材よりも内側に配置されていることを特徴とする請求項3に記載の電子撮像装置。
- 上記第1の加振部材及び上記第2の加振部材は、上記防塵光学部材の一方の面に配置され、上記防塵光学部材に同心円状の屈曲振動を発生させることを特徴とする請求項3に記載の電子撮像装置。
- 被写体の像を形成する光学系と、
上記被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、
上記光学系と上記撮像素子の間に配設された防塵光学部材と、
上記防塵光学部材の周縁部に配設された第1の加振部材及び第2の加振部材と、
上記防塵光学部材に屈曲進行波を発生させるように上記第1の加振部材及び上記第2の加振部材のそれぞれに位相の異なる周期電圧信号を印加する駆動手段と、
を具備することを特徴とする電子撮像装置。 - 上記駆動手段は、上記第1の加振部材と上記第2の加振部材とのいずれか一方にのみ周期電圧信号を印加することで、もしくは上記第1の加振部材と上記第2の加振部材との両方に同位相の周期電圧信号を印加することで、上記防塵光学部材に定在波を発生させることを特徴とする請求項8に記載の電子撮像装置。
- 上記駆動手段は、上記防塵光学部材に上記屈曲進行波と上記定在波とを順次発生させることを特徴とする請求項9に記載の電子撮像装置。
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