JP2008147936A - 光学部品清掃ユニットおよびカメラ内清掃システム - Google Patents

Abstract

【課題】カメラ内部の光学部品表面に強く付着している塵埃などの汚れを容易に除去することができる光学部品清掃ユニットおよびカメラ内清掃システムを提供すること。
【解決手段】光学部品２０が内蔵されたカメラ本体４のレンズ装着部２８に取り付け可能なマウント部３８と、マウント部３８がレンズ装着部２８に取り付けられた状態で、光学部品２０の表面の所定面積を密封的に覆うことができるカバー部材３４と、形成された洗浄密封空間４３ａに洗浄液を送り込み・回収する手段４０，４２を有する光学部品清掃ユニット６とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学部品清掃ユニットおよびカメラ内清掃システムに関する。

たとえばデジタルカメラにおいては、撮像素子の受光面、撮像素子保護用カバーガラスの表面、光学ローパスフィルタの表面など、撮像面から近距離にある光学部品の表面に付着した塵埃は、その付着部分が黒い点となって撮像画像に写り込み、画像品質を低下させ問題となる。

特に、いわゆる一眼レフデジタルカメラにおいては、レンズ交換時に外部からの塵埃がカメラ内部の光学部品に付着したり、レリーズ動作時のクイックリターンミラーの駆動により発生した塵埃が付着する場合があり、撮影上の大きな問題となることがある。

例えば、特許文献１は、このような塵埃の問題を解消する従来技術を開示している。従来技術として、例えば、カメラの内部にワイパー部材を具備させ、ローパスフィルタなどの光学部品の表面をワイパー部材で拭くように構成したカメラが提案されている。また、特定のフィルタを振動子で加振することにより、塵埃を除去する構造も提案されている。

しかしながら、フィルタなどの光学部品を単に振動させたのみでは、その光学部品の表面に強く付着している塵埃などの汚れを取り除くことは困難である。また、フィルタなどの光学部品の表面を単にワイパー部材により拭くのみでは、ワイパー部材による拭き取り直後に発生する静電気により、清掃後の光学部品の表面が帯電し、塵埃を引き寄せ、塵埃の再付着が生じることがある。
特開２００１−２９８６４０号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その課題は、カメラ内部の光学部品表面に強く付着している塵埃などの汚れを容易に除去することができる光学部品清掃ユニットおよびカメラ内清掃システムを提供することである。本発明のもう一つの課題は、摩擦等により発生した静電気が原因による、除塵後における塵埃の再付着を抑制し得る光学部品清掃ユニットおよびカメラ内清掃システムを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る光学部品清掃ユニットは、
光学部品が内蔵されたカメラ本体のレンズ装着部に取り付け可能なマウント部と、
前記マウント部が前記レンズ装着部に取り付けられた状態で、前記光学部品の表面における所定面積を密封的に覆うことが可能なカバー部材と、
前記カバー部材を、前記光学部品の表面に対して交差する方向に移動させる移動機構と、
前記カバー部材に接続され、前記カバー部材と前記光学部品の表面との間に形成される洗浄密封空間に洗浄液を送り込むことが可能な洗浄液供給手段と、
前記洗浄密封空間に送り込まれた洗浄液を回収する洗浄液回収手段と、
を有する。

本発明に係る光学部品清掃ユニットでは、洗浄液が光学部品の表面に接触し、表面の除塵・洗浄を行う。そのため、振動子による振動のみで塵埃を除去する方式に比較して、強く付着している塵埃などの汚れであっても、容易に除去される。

さらに、拭き取り方式とは異なり、光学部品の表面には摩擦による静電気は発生しないため、その表面が塵埃を引き寄せることが抑えられ、塵埃の再付着を有効に防止することができる。

また本発明に係る光学部品清掃ユニットでは、カメラ本体の内部には、清掃用の振動子や清掃用の塵埃除去部材を設ける必要が無く、洗浄密封空間を形成するためのカバー部材や、洗浄液の供給・回収手段は、カメラのレンズ装着部に着脱自在に装着される光学部品清掃ユニット内に設けられる。そのため、カメラ本体のコンパクト化および軽量化を図ることができる。清掃が必要な場合には、交換レンズの代わりに、本発明に係る光学部品清掃ユニットをカメラ本体に取り付ければよく、その作業も容易である。

好ましくは、前記洗浄密封空間に送り込まれた洗浄液に振動を加える振動子をさらに有する。このような構成にすることで、洗浄液による除塵・洗浄効果を向上させ、より効率的に光学部品の清掃を行うことができる。

好ましくは、前記カバー部材により囲まれた前記洗浄密封空間の内部を乾燥させる乾燥手段をさらに有する。このような構成にすることで、自然乾燥させるよりも短時間で洗浄対象である光学部品を乾燥させることができる。したがって全体として、光学部品の清掃時間を短縮することができる。

好ましくは、前記洗浄液供給手段および前記洗浄液回収手段の少なくともいずれか一方には、前記洗浄液を濾過するためのフィルタが具備してある。このような構成にすることで、洗浄液中の異物や不純物、及び塵埃等を除去することができる。したがって、洗浄密封空間に供給する洗浄液の品質を良好に保ち、均質な除塵・洗浄効果を得ることができる。

好ましくは、前記カバー部材には、前記光学部品の表面との間の密封性を向上させるシール部材が具備してある。このような構成にすることで、除塵・洗浄中に誤って洗浄液が洗浄密封空間外に流れ出すことを、効果的に防止できる。

好ましくは、前記光学部品清掃ユニットが前記カメラ本体のレンズ装着部に取り付けられたことを検出する検出手段と、
前記検出手段で前記光学部品清掃ユニットの取付を検出した場合に、前記光学部品の表面の前方に位置するシャッタ部材を開くための開信号を出力すると共に、前記カバー部材を前記光学部品の表面に向けて前進させるための信号を出力する制御手段とをさらに有する。

このように構成することで、カメラ本体に対する、光学部品清掃ユニットの取付を自動的に検出することが可能になる。しかも、その場合には、光学部品の表面の前方に位置するシャッタ部材を自動的に開き、洗浄密封空間を形成するカバー部材を光学部品の表面に向けて自動的に前進させることができる。したがって、手動で行う動作が少なくなり、誰にでも容易にカメラ内の光学部品の清掃作業を行うことが可能になる。

本発明のカメラ内清掃システムは、上記に記載の光学部品清掃ユニットと、
前記光学部品清掃ユニットが取り付けられるカメラ本体とを有するカメラ内清掃システムであって、
前記カバー部材と前記光学部品の表面との間に形成される洗浄密封空間内に存在する洗浄液に振動を加える振動手段が、前記カメラ本体内に装着してあることを特徴とする。

この発明に係る清掃機能付きカメラでは、カメラ本体内の非可動部分に振動手段を取り付けることができるので、清掃ユニットの可動部分に振動手段を取り付けるのに比べて、振動手段に対する電気配線を簡易化できる。

好ましくは、前記振動手段が、前記カメラ本体の内部に装着してある撮像ユニットにおける光学部品の一つであるガラスカバーを振動させる振動子である。このような構成とすることで、振動子で発生した振動を効率的に洗浄液へと伝えることができる。したがって、より効果的な除塵・洗浄が可能となる。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る光学部品清掃ユニットをカメラボディに取り付けた状態を示す概略断面図、
図２は図１に示す光学部品清掃ユニットの概略断面図、
図３は本発明の他の実施形態に係る光学部品清掃ユニットの概略断面図である。
第１実施形態

図１に示すように、本発明の一実施形態では、カメラ内清掃システム２は、カメラボディ４と、光学部品清掃ユニット６とを有する。光学部品清掃ユニット６は、カメラボディ４のレンズマウント２８に対して着脱自在に係合するボディマウント３８を有する。ボディマウント３８は、レンズマウント２８をシールドするシールド部を兼ねており、光学部品清掃ユニット６がカメラボディ４に装着された状態で、ユニット６のケーシング３５に形成してある開口部３７と、カメラボディ４のケーシング５に形成してある開口部７とはシールされて連通される。

カメラボディ４のケーシング５内部には、クイックリターンミラー１４，接眼レンズ８、ペンタプリズム１０、ファインダスクリーン１２、撮像ユニット２０、シャッタ部材１６とが具備してある。

クイックリターンミラー１４は、カメラボディ４のファインダからの覗きモードと、撮像素子２２へ撮影光を導く撮影モードとを切り替えるための光学部品である。図１では、クイックターンミラー１４は撮影モードの位置にある。また、シャッター１６は開かれており、撮像ユニット２０まで撮影光を導きうる状態にある。

撮像ユニット２０は、撮像素子２２と、その前面に配置された撮像素子カバーガラス２３と、ローパスフィルタ２４と、ガラスカバー２５と、素子２２の背面に配置されたケース部材２６と、回路基板２６とからなる。回路基板２６には、撮像ユニット２０の撮像素子２２にて受光した画像信号を処理する回路などが組み込まれている。

撮像ユニット２０の最前面にはガラスカバー２５が設けられている。ガラスカバー２５は撮像ユニット２０の前面から側面へ回り込んで設けられており、撮像素子２２の背面に配置されたケース部材２１に固定されている。ガラスカバー２５とケース部材２１に囲まれた空間は、外部から塵埃などが侵入しない密閉構造となっている。

図２に示すように、カメラボディ４から取り外された状態では、光学部品清掃ユニット６の内部には、カバー部材３４が引き込まれた状態で収容してある。引き込まれた状態のカバー部材３４は、ユニット６のケーシング３５の開口部３７から外部に飛び出ないようになっている。

カバー部材３４の先端周囲には、シール部材４４が装着してある。シール部材４４はゴムのような弾性材料で構成されており、カバー部材３４とガラスカバー２５の表面との間に形成される洗浄密封空間４３ａの密封性を向上させる。カバー部材３４の開口部４３における開口面積は、撮像素子２２の撮像面積より一回り大きい面積とすることが望ましい。

図２および図１に示すように、カバー部材３４には洗浄液供給チューブ４０と、洗浄液回収チューブ４２とが接続されている。除塵・洗浄時には、洗浄液が、洗浄液供給チューブ４０から洗浄密封空間４３ａに導入され、その後洗浄液回収チューブ４２から洗浄密封空間４３ａの外に排出される。洗浄液供給チューブ４０と、洗浄液回収チューブ４２には、それぞれ濾過フィルタ４５、４６が配設されている。濾過フィルタ４５は、洗浄前の洗浄液中の異物や不純物などを除去する。濾過フィルタ４６は、洗浄中に混入した塵埃等を除去する。濾過フィルタ４５，４６は、塵埃捕集量や洗浄回数などに応じて適宜交換できるように構成するのが好ましい。

カバー部材３４は、開口部４３背面より可動アーム３２により支持され、さらに、可動アーム３２は、アーム固定具３３を介してケーシング３５に支持される。可動アーム３２の後端は、ケーシング３５外に露出している。可動アーム３２は、アーム固定具３３に対してスライドすることにより、ケーシング３５に対して、軸方向へ移動自在に取り付けられている。また可動アーム３２は、アーム固定具３３により、所定の軸方向位置でケージング３５に固定される。

本実施形態では、洗浄液供給チューブ４０と、洗浄液回収チューブ４２の各後端もケーシング３５の外部に露出しており、ケーシング３５の外部にある洗浄液容器と洗浄液回収容器に接続されている。なお、洗浄液容器と洗浄液回収容器の両方もしくはいずれか一方をケーシング３５内に設置してもよく、また、洗浄液容器と洗浄液回収容器を一体として、洗浄液を循環させてもよい。洗浄液としては、純水、アルコール類、界面活性剤を添加した水など、塵埃除去に有効であり、且つ洗浄対象である光学部品や、洗浄液が流通するチューブ等を浸食しない液体を用いることができる。

光学部品の清掃を行うには、まず、図２に示す光学部品洗浄ユニット６をカメラボディ４に、前者のボディマウント３８と後者のカメラマウント２８を組み合わせることにより、取り付ける。その後ケーシング３５の外部に露出している可動アーム３２の後端を、軸方向ユニット６内部に押入することにより、カバー部材３４が撮像ユニット２０に向かって前進接近する。やがて図１に示すように、カバー部材３４の開口部４３がガラスカバー２５により蓋閉され、カバー部材３４およびガラスカバー２５により密封された洗浄密封空間４３ａが形成される。

なお、アーム３２の軸方向の移動は、手動で行うこともできるが、自動で行わせることも可能である。たとえばアーム３２の後端に駆動源を連結しても良い。駆動源は、たとえば圧力シリンダあるいはモータなどで構成される。

カメラボディ４またはユニット６には、ユニット６がカメラボディ４に装着されたことを検出する制御回路５０が内蔵してある。制御回路５０をカメラボディ４に内蔵する場合には、制御回路５０は、たとえば回路基板２６の内部に組み込まれる。以下の説明では、制御回路５０が回路基板２６に組み込まれているとして説明する。

制御回路５０は、ユニット６におけるボディマウント３８がカメラボディ４のレンズマウント２８に対して正規位置に装着された場合に、その取付信号を、制御回路５０に送信するようになっている。制御回路５０は、カメラボディ４内部のシャッタ部材１６、クイックリターンミラー１４に接続してある。

図２に示すように、ユニット６がカメラボディ４に取り付けられる前の状態では、アーム３２はケーシング３５に対して最大限に引き込まれた状態である。その状態では、ユニット６のケーシング３５に形成してある開口部３７のボディマウント３８には、カバーが取り付けられ、内部の防塵性を保持するようにしてあっても良い。

ユニット６をカメラボディ４に取り付けると、図１に示す制御回路５０が、ボディマウント３８とレンズマウント２８との接続を検出する。

その検出信号に基づき、制御回路５０は、シャッタ部材１６とクイックリターンミラー２８に駆動信号を送り、図１に示すように、シャッタ部材１６を開かせると共に、クイックリターンミラー１４を回動駆動させ、ユニット６からのカバー部材等の侵入を許可する。

アーム３２を自動的に移動させるタイプの場合、次に、制御回路５０は、駆動源に制御信号を送り、アーム３２を前進移動させる。アーム３２の前進移動は、カバー部材３４の開口部４３がガラスカバー２５により蓋閉され、洗浄密封空間４３ａが形成される位置で停止するように制御される。

洗浄密封空間４３ａが形成された後、洗浄液が、洗浄液供給チューブ４０から、洗浄密封空間４３ａに導入される。洗浄液は、ガラスカバー２５表面に付着した塵埃を洗い流した後、または洗い流しつつ洗浄液回収チューブ４２から排出される。洗浄動作は、洗浄液をガラスカバー２５表面で流動させることによって行っても良い。また、洗浄液を洗浄密封空間４３ａ内に導入した後、導入を停止して放置することによって、ガラスカバー２５の表面を洗浄しても良い。

洗浄密封空間４３ａへの洗浄液の導入を中止した後、洗浄密封空間４３ａ中のすべての洗浄液を、洗浄液回収チューブ４２から洗浄密封空間４３ａの外に排出することにより、除塵・洗浄動作は終了する。

なお除塵・洗浄動作の後に、洗浄液供給チューブ４０または洗浄液回収チューブから、空気等の乾燥用気体を導入し、洗浄密封空間４３ａ内の乾燥を行ってもよい。また、乾燥用気体を洗浄密封空間４３ａに導入するために、専用の導入経路をカバー部材３４に設けてもよい。

洗浄密封空間４３ａ内への洗浄液の導入、排出動作及び洗浄密封空間４３ａ内の乾燥動作において、これら一連の動作の一部又は全部を繰り返すことにより、洗浄効果を高めてもよい。

除塵・洗浄または乾燥動作が終了した後、可動アーム３２を、軸方向に沿ってユニット６外部に引出することにより、カバー部材３４がユニット６のケーシング内に後退収納される。その後、ボディマウント３８とカメラマウント２８の組み合わせを解除し、光学部品洗浄ユニット６をカメラボディ４から取り外すことで、光学部品の清掃は完了する。

本実施形態に係るカメラ内清掃システム２では、洗浄液がガラスカバー２５の表面に接触し、表面の除塵・洗浄を行う。そのため、振動子による振動のみで塵埃を除去する方式に比較して、強く付着している塵埃などの汚れであっても、容易に除去される。さらに、拭き取り方式とは異なり、ガラスカバー２５の表面には摩擦による静電気は発生しないため、その表面が塵埃を引き寄せることが抑えられ、塵埃の再付着を有効に防止することができる。

また本実施形態に係るカメラ内清掃システム２では、カメラボディ４の内部には、清掃用の振動子や清掃用の塵埃除去部材を設ける必要が無く、洗浄密封空間４３ａを形成するためのカバー部材３４や、洗浄液の供給・回収手段４０，４２は、カメラボディ４のレンズマウント２８に着脱自在に装着される光学部品清掃ユニット６内に設けられる。そのため、カメラボディ４のコンパクト化および軽量化を図ることができる。清掃が必要な場合には、交換レンズの代わりに、本実施形態に係る光学部品清掃ユニット２をカメラボディ４に取り付ければよく、その作業も容易である。
第２実施形態

図３に示す実施形態の光学部品清掃ユニット６ａは、カバー部材３４の内壁部に振動子６０が設けられている。振動子６０は、洗浄液による除塵・洗浄効果を向上させるために洗浄液に振動を付与するためのものであり、たとえば圧電式の振動素子が用いられる。

このような振動子６０は、カメラボディ４の内部、例えばガラスカバー２５に設けてもよい。さらにこの場合、振動子６０をガラスカバー２５の側面部２５ａ等の洗浄密封空間４３ａの外に設けることにより、ガラスカバー２５を介して、振動を洗浄液に伝導付与してもよい。

本実施形態に係る光学部品清掃ユニット６ａは、洗浄液に振動を付与することにより、洗浄効果が向上する。従って、より短時間で確実な除塵・洗浄を行うことができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

たとえば、本発明において、清掃の対象となる光学部品としては、ガラスカバー２５に限らず、その他の透明板や、もしくはローパスフィルタ等のフィルタ類であっても良い。また、清掃の対象となる撮像ユニットは、ガラスカバー２５でローパスフィルタ２４を防塵しているものに限らず、ローパスフィルタが撮像ユニットの最前面に露出しているものであっても良い。

また、本発明において、洗浄液に振動を加える振動手段としては、圧電素子等の振動子に限らず、撮像素子を揺動するタイプの防振システム用モーター等、カメラに内蔵された他の動力源であっても良い。すなわち、カメラに内蔵された動力源が、本来の機能以外に、洗浄のための振動発生源として用いられても良い。

また、本発明に係る光学部品清掃ユニットは、一眼レフカメラなどのカメラボディに限らず、レンズ鏡筒が着脱自在に装着されるその他のカメラボディに取り付けても良い。また、本発明に係るカメラ内清掃システムは、一眼レフカメラなどのカメラに限らず、コンパクトカメラ、ビデオカメラなどのその他のカメラにも適用することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る光学部品清掃ユニットをカメラボディに取り付けた状態を示す概略断面図である。 図２は図１に示す光学部品清掃ユニットの概略断面図である。 図３は本発明の他の実施形態に係る光学部品清掃ユニットの概略断面図である。

符号の説明

２… カメラ内清掃システム
４… カメラボディ
６，６ａ… 光学部品清掃ユニット
１６… シャッタ部材
２０… 撮像ユニット
２１… ケース部材
２２… 撮像素子
２５,２５ａ… ガラスカバー
２６… 回路基板
２８… レンズマウント
３２… 可動アーム
３３… アーム固定具
３４… カバー部材
３８… ボディマウント
４０… 洗浄液供給チューブ
４２… 洗浄液回収チューブ
４３… カバー部材開口部
４３ａ… 洗浄密封空間
４４… シール部材
４５,４６… 濾過フィルタ
５０… 制御回路
６０… 振動子

Claims (8)

1. 光学部品が内蔵されたカメラ本体のレンズ装着部に取り付け可能なマウント部と、
   前記マウント部が前記レンズ装着部に取り付けられた状態で、前記光学部品の表面における所定面積を密封的に覆うことが可能なカバー部材と、
   前記カバー部材を、前記光学部品の表面に対して交差する方向に移動させる移動機構と、
   前記カバー部材に接続され、前記カバー部材と前記光学部品の表面との間に形成される洗浄密封空間に洗浄液を送り込むことが可能な洗浄液供給手段と、
   前記洗浄密封空間に送り込まれた洗浄液を回収する洗浄液回収手段と、
   を有する光学部品清掃ユニット。
2. 前記洗浄密封空間に送り込まれた洗浄液に振動を加える振動子をさらに有する請求項１に記載の光学部品清掃ユニット。
3. 前記カバー部材により囲まれた前記洗浄密封空間の内部を乾燥させる乾燥手段をさらに有する請求項１または２に記載の光学部品清掃ユニット。
4. 前記洗浄液供給手段および前記洗浄液回収手段の少なくともいずれか一方には、前記洗浄液を濾過するためのフィルタが具備してある請求項１〜３のいずれかに記載の光学部品清掃ユニット。
5. 前記カバー部材には、前記光学部品の表面との間の密封性を向上させるシール部材が具備してある請求項１〜４のいずれかに記載の光学部品清掃ユニット。
6. 前記光学部品清掃ユニットが前記カメラ本体のレンズ装着部に取り付けられたことを検出する検出手段と、
   前記検出手段で前記光学部品清掃ユニットの取付を検出した場合に、前記光学部品の表面の前方に位置するシャッタ部材を開くための開信号を出力すると共に、前記カバー部材を前記光学部品の表面に向けて前進させるための信号を出力する制御手段とをさらに有する請求項１〜５のいずれかに記載の光学部品清掃ユニット。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の光学部品清掃ユニットと、
   前記光学部品清掃ユニットが取り付けられるカメラ本体とを有するカメラ内清掃システムであって、
   前記カバー部材と前記光学部品の表面との間に形成される洗浄密封空間内に存在する洗浄液に振動を加える振動手段が、前記カメラ本体内に装着してあることを特徴とするカメラ内清掃システム。
8. 前記振動手段が、前記カメラ本体の内部に装着してある撮像ユニットにおける光学部品の一つであるガラスカバーを振動させる振動子である請求項７に記載のカメラ内清掃システム。

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