JP5153193B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、ミラーユニットおよび撮像素子を有する撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus having a mirror unit and an imaging element.
カメラの撮影レンズの焦点面近傍に塵埃等の異物が存在すると、その異物の影が撮像素子に写り込んでしまうという問題がある。このような異物は、レンズ交換時に塵埃が外部から侵入したり、カメラ内部でのシャッターやミラーの動作に伴い、その構造部材である樹脂等の微細な摩耗紛が発生したりすることが原因と考えられている。撮像素子の保護用のカバーガラスとカバーガラスの前面に配設されている赤外カットフィルタや光学ローパスフィルタ(以下、LPFと略す)等の光学フィルタとの間に異物が入り込んだ場合には、その異物を除去するためにカメラを分解しなければならない。従って、撮像素子のカバーガラスと光学フィルタとの間に異物が入り込まないような密閉構造を設けることが有効である。 If there is a foreign object such as dust near the focal plane of the camera's taking lens, there is a problem that the shadow of the foreign object is reflected on the image sensor. Such foreign matter is caused by dust entering from the outside when the lens is replaced, or by fine abrasion powder such as resin that is a structural member due to the operation of the shutter or mirror inside the camera. It is considered. When foreign matter enters between the cover glass for protecting the image sensor and an optical filter such as an infrared cut filter or an optical low-pass filter (hereinafter abbreviated as LPF) disposed in front of the cover glass, The camera must be disassembled to remove the foreign material. Therefore, it is effective to provide a sealed structure that prevents foreign matter from entering between the cover glass of the image sensor and the optical filter.
しかし、光学フィルタの撮像素子と対向していない面に異物が付着した場合、該付着位置が焦点面の近傍であると、付着した異物が影となって撮像素子に写り込んでしまうという問題が依然として残っている。 However, when a foreign object adheres to the surface of the optical filter that does not face the image sensor, if the adhesion position is in the vicinity of the focal plane, the adhered foreign object is reflected in the image sensor as a shadow. Still remains.
そこで、このような問題を解決するために、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、この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などの異物を除去する技術が提案されている(特許文献1参照)。
上記特許文献1では、防塵幕の異物付着面が重力が作用する方向と逆の方向の面を向いている場合、異物を除去することができないという問題がある。 In Patent Document 1, if the foreign matter adhesion surface of the dustproof curtain gravity is directed to the surface in a direction opposite to that act, it is not possible to remove foreign matter.
そこで、本発明は、光学部材に付着した異物を撮像装置の姿勢に関係なく除去することができる撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has an object to provide a can be that imaging device be removed regardless of the posture of the imaging device foreign matter adhering to the optical member.
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体像を光電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、前記光学部材を振動させる加振手段と、前記光学部材よりも被写体側に配置されたシャッターと、前記シャッターよりも被写体側に配置され、前記光束を反射する第1の状態と、前記光束を反射させることなく、前記撮像素子に導く第2の状態とに切り換え動作が可能なミラーユニットと、前記加振手段、前記シャッターおよび前記ミラーユニットを制御する制御手段とを備える撮像装置であって、前記撮像装置には、前記シャッターと前記光学部材との間の空間と前記ミラーユニットの反射面側の空間とをつなぐ流路が形成されるとともに、前記撮像装置は、前記流路を開閉する開閉手段を備え、前記制御手段は、前記ミラーユニットが前記第1の状態にあるときに、前記シャッターおよび前記開閉手段を開放し、前記シャッターおよび前記開閉手段の開放が完了した後、前記ミラーユニットを前記第1の状態から前記第2の状態に切り換える動作を開始し、前記ミラーユニットを前記第1の状態から前記第2の状態に切り換える動作を開始してから、前記第2の状態への切り換え動作が完了するまでの間に、前記加振手段を駆動し、前記ミラーユニットが前記第2の状態にあるときに、前記シャッターおよび前記開閉手段を閉鎖し、前記シャッターおよび前記開閉手段の閉鎖が完了した後、前記ミラーユニットを前記第2の状態から前記第1の状態に切り換える動作を開始するように、前記加振手段、前記シャッターおよび前記ミラーユニットを制御することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image pickup apparatus of the present invention includes an image pickup device that photoelectrically converts a subject image, an optical member that is disposed closer to the subject than the image pickup device, and an excitation unit that vibrates the optical member. A shutter disposed closer to the subject than the optical member, a first state disposed closer to the subject than the shutter to reflect the light flux, and a first state for guiding the light flux to the imaging element without reflecting the light flux. An image pickup apparatus comprising: a mirror unit capable of switching to a state of 2; and a control means for controlling the excitation unit, the shutter, and the mirror unit, wherein the image pickup apparatus includes the shutter and the optical unit. Rutotomoni flow passage connecting the space and the space of the reflecting surface of the mirror unit between the member is formed, the imaging device comprises a closing means for opening and closing the flow path Wherein, when the mirror unit is in said first state, said opening the shutter and the closing means, after the opening of the shutter and the switching means is completed, the mirror unit and the first starts the operation for switching to the second state from the state, the switching operation is completed from the start of the switching Ru operation to said second state from said mirror unit the first state, to the second state Until the vibration unit is driven , and the shutter and the opening / closing unit are closed when the mirror unit is in the second state, and the shutter and the opening / closing unit are closed. , the mirror unit so as to start the operation of switching to the first state from said second state, said vibrating means, said shutter and said mirror And controlling the unit.
本発明によれば、光学部材に付着した異物を撮像装置の姿勢に関係なく除去することができる。 According to the present invention, the foreign matter attached to the optical member can be removed regardless of the posture of the imaging apparatus .
以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態の一例であるカメラ100を説明するための概略断面図である。カメラ100は、光のエネルギーを電気信号に変換する撮像部101を備える。カメラ100の前面側には、交換レンズl02が着脱自在に装着されるマウント部104が設けられている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a
交換レンズ102は、被写体からの反射光を捉え、撮像部101に結像させるための複数のレンズ102a,102bと、撮像部101に入射する光量を調節する絞り機構103とからなる。
The
交換レンズ102と撮像部101の光軸上において、ミラーボックス107(図1に破線で示す領域)とよばれる空間内には、主ミラー105(ミラーユニット)が配置されている。主ミラー105は、被写体像を使用者が確認するために入射した光束の一部を図1の上方に反射させてファインダ106に導く。
On the optical axis of the
ファインダ106は、主ミラー105により図1の上方に反射した光束が結像するフォーカシングスクリーン108と、フォーカシングスクリーン108に結像した像を正立実像にするために内部で像を反射させるプリズム109とを備える。また、ファインダ106は、プリズム109から射出された像を適正な倍率で使用者が確認できるように変倍する接眼レンズ110を備える。主ミラーの一部の領域は、入射光を所定の割合で透過するようになっており、透過した光束はサブミラー111によってAFユニット112に導かれる。
The
主ミラー105の後方には、複数のシャッター羽根を備えるフォーカルプレーンシャッター113(シャッター部材)が配置される。フォーカルプレーンシャッター113は、入射した被写体像の光束の光量を調整するためのもので、入射した光束を所望する時間だけ撮像部101に照射させる。撮像部101とフォーカルプレーンシャッター113とに挟まれた空間Sと、ミラーボックス107内の主ミラー105の反射面側の空間との間には、図のように空気が通過するための流路が設けられており、この流路には開口部が開閉する開閉機構114が設けられている。
A focal plane shutter 113 (shutter member) having a plurality of shutter blades is disposed behind the
開閉機構114は、前記空間Sとミラーボックス107との間を駆動機構210により開口部を開閉することで連通したり遮断したりする機構である。116,117,118は異物を捕獲するための粘着部材(異物捕獲部材)である。
The opening /
そして、ミラーボックス107の交換レンズ102側からフォーカルプレーンシャッター113を経て撮像部101の交換レンズ102側までの空間はほぼ密閉構造となっている。これにより、交換レンズ102が装着されている間は、領域Aからの空気の流出、領域A内への空気の流入がほとんどできない構造になっている。
The space from the
なお、115は撮像モードとクリーニングモードとを、ユーザーが切り替え設定するための切替スイッチ(設定手段)である。
図2は、撮像部101とミラーボックス107とフォーカルプレーンシャッター113とその周辺部の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
図2に示すように、撮像部101には、被写体像を光電変換する撮像素子119およびLPF122(光学部材)が配置されている。撮像素子119は、パッケージ部材120に収められて保護部材121により保護されている。LPF122は、後述するクリーニングモード時に積層圧電素子を備えた加振部材124(加振手段)により加振され、これにより、LPF122に付着した異物が除去されるようになっている。また、パッケージ部材120とLPF122との間と、領域Aを形成する壁部131とLPF122との間とは、弾性部材123により密閉され、領域Aおよびパッケージ部材120には、LPF122の振動が伝わらないようになっている。
As shown in FIG. 2, the
フォーカルプレーンシャッター113は、4枚のシャッター羽根125a〜125dからなる先幕125と、4枚のシャッター羽根からなる後幕126とを有する。先幕125と後幕126とは、それぞれのシャッター羽根が展開あるいは重畳するように走行する。そして、先幕125と後幕126との間に形成されるスリット幅により撮像部101に入射する光量を調節する。また、先幕125は押え板128によって押さえられ、押え板128の略中央部には撮像のための開口が設けられている。後幕126は押え板129によって押さえられ、押え板129の略中央部には撮像のための開口が設けられている。先幕125の駆動スペースと後幕126の駆動スペースとは、中間板127によって区画されている。
The
次に、図3を参照して、カメラ100の制御系について説明する。
Next, the control system of the
図3に示すように、カメラ100には、カメラシステム制御部201(制御手段)、ミラー制御部205、開閉機構制御部206、シャッター制御部207、および加振制御部208が設けられている。
As shown in FIG. 3, the
カメラシステム制御部201は、CPU202、ROM203、RAM204、タイマー212などから構成され、カメラ全体の制御を行うと共に、各種の個別制御を行う。ミラー制御部205は、カメラシステム制御部201からの制御信号に基づいて、主ミラー105を駆動機構209によって駆動する。
The camera
開閉機構制御部206は、カメラシステム制御部201からの制御信号に基づいて、開閉機構114を駆動機構210によって駆動する。シャッター制御部207は、カメラシステム制御部201からの制御信号に基づいて、フォーカルプレーンシャッター113を駆動機構211によって駆動する。加振制御部208は、カメラシステム制御部201からの制御信号に基づいて、加振部材124を駆動する。
The opening / closing
次に、図4〜図6を参照して、カメラ100のクリーニング動作の一例について説明する。図4は、カメラ100のクリーニング動作のシーケンスを説明するためのフローチャート図である。図5および図6は、図4のシーケンスに対応したクリーニング動作中の撮像部101とミラーボックス107とフォーカルプレーンシャッター113とその周辺部の概略断面図である。ここで、図4での各処理は、カメラシステム制御部201のROM203等に記憶された制御プログラムがRAM204にロードされて、CPU202により実行される。
Next, an example of the cleaning operation of the
まず、ステップS1では、ユーザーがモード切替スイッチ115を操作してクリーニングモードが選択されるまで、図5(a)に示すように待機状態となる。このとき、LPF122には、異物130が付着しているものとする。ユーザーにより、クリーニングモードが選択されると、ステップS2へと移行する。
First, in step S1, the user enters a standby state as shown in FIG. 5A until the user operates the
ステップS2では、図5(b)に示すように、展開状態にあった先幕125のシャッター羽根125a〜125dは、重畳状態となるように、図5の下方向へと走行し、ステップS3へと移行する。
In step S2, as shown in FIG. 5B, the
ステップS3では、開閉機構114が、撮像部101とフォーカルプレーンシャッター113との間の空間Sと、ミラーボックス107とを連通状態にし、ステップS4へと移行する。
In step S3, the opening /
ステップS4では、ステップS2の動作とステップS3の動作が完了したことを不図示のスイッチで確認し、ステップS5へと移行する。 In step S4, it is confirmed by a switch (not shown) that the operation in step S2 and the operation in step S3 are completed, and the process proceeds to step S5.
ステップS5では、主ミラー105とサブミラー111とがミラーアップ動作(第1の状態から第2の状態への切り換え動作)を開始する。ミラーアップ動作が開始されると、ステップS6へと移行する。
In step S5, the
ステップS6では、図6(a)に示すように、加振部材124が駆動して異物除去動作を開始する。加振部材124が駆動することにより、異物130はLPF122から浮き上がるか、付着力が低下した状態になる。そして、図6(b)に示すように、ステップS5で開始していたミラーアップ動作により、主ミラー105の図5の上方の空間の空気が、図6(b)の矢印Xで示すように、LPF122の前面へと流れ込む。LPF122の前面に流れ込んできた空気は、フォーカルプレーンシャッター113の開口部を抜け、ミラーボックス107内へと導かれる。
In step S6, as shown in FIG. 6A, the
ここで、矢印Xのように空気が流れる理由について説明する。ミラーアップ動作中、主ミラー105の上方の空間にある空気は、主ミラー105が徐々にミラーボックス107上部との距離を縮めることで圧迫される。このとき、主ミラー105の上方に設けられた開閉機構114が開通し、主ミラー105の上方にある空気の逃げ道を作ることで、主ミラー105の上方にある空気は開閉機構114により連通された空間へと誘導される。
Here, the reason why air flows as indicated by an arrow X will be described. During the mirror up operation, the air in the space above the
一方、主ミラー105の下方の空間は負圧となるため、フォーカルプレーンシャッター113の開口部の空間や撮像部101の前面の空間に存在していた空気はミラーボックス107側へと誘導される。以上のようにして、図6(b)の矢印Xのような空気の流れが生じる。
On the other hand, since the space below the
この空気の流れに乗り、LPF122から浮き上がるか付着力が低下した異物130の多くはミラーボックス107側へと導かれ、空気が衝突する部位に設けられた粘着部材118に捕獲される。また、図5中、LPF122の下側に付着していた異物130は図6(b)中、下側に流れる弱い空気の流れYにより、図6(b)中、下側へと向かい、粘着部材117に捕獲される。従って、LPF122からミラーボックス107側へと導かれた異物130が、LPF122に再付着するのを防止できる。
Most of the
なお、ミラーボックス107内に異物が残っていても、空気の流れXがミラーボックス107からLPF122前面への空気の流路中に配置された粘着部材116に衝突することにより、ミラーボックス107内から移動してきた異物は粘着部材116に捕獲される。従って、ミラーボックス107に存在する異物はLPF122の前面には移動しないので、LPF122には再付着することはない。
Even if foreign matter remains in the
次に、ステップS7では、ミラーアップ動作の完了が不図示のスイッチにより確認されると、ステップS8へと移行する。 Next, in step S7, when the completion of the mirror up operation is confirmed by a switch (not shown), the process proceeds to step S8.
ステップS8では、ミラーアップ動作の完了後、数秒経過したことがタイマー212により確認されると、ステップS9へと移行する。
In step S8, when the
ステップS9では、開閉機構114が駆動され、撮像部101とフォーカルプレーンシャッター113とに挟まれた空間Sと、ミラーボックス107との間を遮蔽する遮断状態にし、ステップS10へと移行する。
In step S9, the opening /
ステップS10では、重畳状態にあった先幕125のシャッター羽根125a〜125dが、展開状態となるように図5の上方向へと走行し、ステップS11へと移行する。
In step S10, the
ステップS11では、先幕125が展開状態となったことが不図示のスイッチにより確認されると、ステップS12へと移行する。
In step S11, when it is confirmed by a switch (not shown) that the
ステップS12では、主ミラー105とサブミラー111を駆動して、ミラーダウン動作を完了させる。そして、図5(a)に示すように待機状態となる。
In step S12, the
以上で、カメラ100のクリーニング動作の一連のシーケンスを終了する。
Thus, a series of cleaning operations of the
次に、開閉機構114の存在意義について説明する。
Next, the significance of the existence of the opening /
撮影中は、交換レンズ102からフォーカルプレーンシャッター113の開口部を通過した光束のみを撮像部101に入射させなければならない。
During imaging, only the light beam that has passed through the opening of the
しかし、開閉機構114がなく、常にミラーボックス107と、撮像部101とフォーカルプレーンシャッター113とに挟まれた空間Sとを連通状態とすると、所望する光束以外の光が連通部分から撮像部101に入射する虞れがある。
However, if there is no opening /
このため、撮影中は常にミラーボックス107と、撮像部101とフォーカルプレーンシャッター113とに挟まれた空間Sとを遮断状態とし、クリーニングモード中においてのみミラーボックス107と前記空間Sとを開通状態とすることが好ましい。このような理由から、本実施形態では、開閉機構114を設けている。
Therefore, the
図7は、LPF122の異物付着面が重力が作用する方向(図7の矢印Gで示す)と逆の方向を向くカメラ姿勢において、図6(b)と同じタイミングでの撮像部101とミラーボックス107とフォーカルプレーンシャッター113とその周辺部の断面図である。
FIG. 7 shows the
図7に示すようなカメラ100の姿勢においても、ミラーアップ動作により主ミラー105の図7の右方の空間にあった空気は矢印Xで示すように流れる。そして、図6に示したカメラ100の姿勢の場合と同様に、矢印Xで示す空気の流れに乗った異物130は粘着部材118に捕獲される。また、LPF122の図7の左側に付着していた異物130は、弱い空気の流れYにより、粘着部材117に捕獲される。従って、LPF122からミラーボックス107側へと導かれた異物130がLPF122に再付着するのを防止できる。
Even in the posture of the
また、ミラーボックス107内に異物が残っていても、空気の流れXがミラーボックス107からLPF122前面への空気の流路中に配置された粘着部材116に衝突することにより、ミラーボックス107内から移動してきた異物は粘着部材116に捕獲される。従って、ミラーボックス107に存在する異物はLPF122の前面には移動しないので、LPF122には再付着することはない。
Even if foreign matter remains in the
以上説明したように、この実施の形態では、LPF122に付着した異物をカメラ100の姿勢に関係なく確実に除去することができるとともに、LPF122に再付着することを防止することができる。また、LPF122から除去した異物を粘着部材116,117,118などの異物捕獲部材のある方向に誘導して効果的に捕獲することができる。これにより、LPF122から除去された異物130が他の構造物に付着し、カメラの振動などによって、その異物130がLPFに再付着することを防止することができる。
As described above, in this embodiment, the foreign matter attached to the
なお、本発明は上記実施の形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。 In addition, this invention is not limited to what was illustrated to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
例えば、上記実施の形態では、異物捕獲部材として粘着部材116,117,118を例示したが、粘着部材に代えて、例えば、エレクトレット部材等の帯電部材による静電気力によって異物を捕獲しても構わない。
For example, in the above-described embodiment, the
100 カメラ
101 撮像部
105 主ミラー
107 ミラーボックス
113 フォーカルプレーンシャッター
114 開閉機構
115 モード切替スイッチ
116,117,118 粘着部材
119 撮像素子
122 LPF
124 加振部材
130 異物
201 カメラシステム制御部
X 流路
DESCRIPTION OF
124
Claims (1)
前記撮像素子よりも被写体側に配置された光学部材と、
前記光学部材を振動させる加振手段と、
前記光学部材よりも被写体側に配置されたシャッターと、
前記シャッターよりも被写体側に配置され、前記光束を反射する第1の状態と、前記光束を反射させることなく、前記撮像素子に導く第2の状態とに切り換え動作が可能なミラーユニットと、
前記加振手段、前記シャッターおよび前記ミラーユニットを制御する制御手段とを備える撮像装置であって、
前記撮像装置には、前記シャッターと前記光学部材との間の空間と前記ミラーユニットの反射面側の空間とをつなぐ流路が形成されるとともに、前記撮像装置は、前記流路を開閉する開閉手段を備え、
前記制御手段は、前記ミラーユニットが前記第1の状態にあるときに、前記シャッターおよび前記開閉手段を開放し、前記シャッターおよび前記開閉手段の開放が完了した後、前記ミラーユニットを前記第1の状態から前記第2の状態に切り換える動作を開始し、前記ミラーユニットを前記第1の状態から前記第2の状態に切り換える動作を開始してから、前記第2の状態への切り換え動作が完了するまでの間に、前記加振手段を駆動し、前記ミラーユニットが前記第2の状態にあるときに、前記シャッターおよび前記開閉手段を閉鎖し、前記シャッターおよび前記開閉手段の閉鎖が完了した後、前記ミラーユニットを前記第2の状態から前記第1の状態に切り換える動作を開始するように、前記加振手段、前記シャッターおよび前記ミラーユニットを制御することを特徴とする撮像装置。 An image sensor that photoelectrically converts a subject image;
An optical member disposed closer to the subject than the image sensor;
Vibration means for vibrating the optical member;
A shutter disposed closer to the subject than the optical member;
A mirror unit that is disposed closer to the subject than the shutter and is capable of switching between a first state that reflects the light beam and a second state that leads to the imaging element without reflecting the light beam;
An imaging apparatus comprising: the excitation means, the shutter, and a control means for controlling the mirror unit,
The said imaging device, said shutter and said the flow path forming connecting the space and the space of the reflecting surface of the mirror unit between the optical member Rutotomoni, the imaging device, to open and close the flow channel opening and closing With means,
The control means opens the shutter and the opening / closing means when the mirror unit is in the first state, and after the opening of the shutter and the opening / closing means is completed , moves the mirror unit to the first starts the operation for switching to the second state from the state, the switching operation is completed from the start of the switching Ru operation to said second state from said mirror unit the first state, to the second state Until the vibration unit is driven , and the shutter and the opening / closing unit are closed when the mirror unit is in the second state, and the shutter and the opening / closing unit are closed. , the mirror unit so as to start the operation of switching to the first state from said second state, said vibrating means, said shutter and said mirror Imaging device and controls the knit.
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