JP5995624B2 - 撮像装置および交換レンズ - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置本体や交換レンズ内に実装されたコイルから発生する磁界ノイズが、撮像素子に重畳することを抑制する技術に関する。

デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置に搭載される撮像素子は、近年ＩＳＯ感度が上がっており、夜景のような光量の少ない場面でも、より鮮明な画像での撮像が可能になっている。しかし、高感度化に伴い、従来問題とならなかった微弱なノイズの影響を、撮像素子が受けてしまい、画像に乱れが発生する問題が顕在化してきている。

例えば、デジタル一眼レフカメラにおいて、交換レンズの内部には、レンズ駆動用のコイルを有するモータが設けられており、このコイルから発生する磁束が撮像素子に影響を与え、生成される画像に乱れが発生する場合がある。

従来、撮像素子の周囲に非磁性材からなり開口部を有する板状もしくはフィルム状の導電部材を設ける提案がなされている（特許文献１参照）。外部からの高周波の電磁波や磁場の変動等による磁界ノイズが入射すると、導電部材に渦電流が流れる。この特許文献１では、渦電流が作る反磁場によって、外部からの磁界ノイズをキャンセルし、撮像素子に入射する磁界ノイズを低減している。

特開２０１１−５４６４３号公報

一般に表皮効果による表皮深さｄは、周波数をｆ、透磁率をμ、導電率をσとした場合に、表皮深さｄ＝√（１／π・ｆ・σ・μ）で表される。非磁性材で形成した導電部材の厚さを表皮深さｄ未満とすると、厚さが薄くはなるが、導電部材を流れる渦電流が不十分であり、磁界ノイズのキャンセル効果が低く、磁界ノイズが導電部材を突き抜けて撮像素子に入射し、撮像画像にノイズの影響が生じる。したがって、渦電流が導電部材に十分に流れ、渦電流が作る反磁場による磁界ノイズのキャンセル効果が得られるようにするには、導電部材の厚さを表皮深さｄ以上とする必要がある。

このように、上記特許文献１に記載の導電部材では、厚さを表皮深さ以上とする必要があると共に、非磁性材の比透磁率が１程度であるので、導電部材の厚さを厚くせざるを得ない。したがって、他の部材との干渉を回避しつつ、導電部材による磁界ノイズのキャンセル効果を得るためには、撮像装置や交換レンズの大型化が避けられなかった。

そこで、本発明は、従来よりも厚さの薄い強磁性部材によりコイルにて発生する磁束が撮像素子へ到達する到達量を低減させることを目的とする。

本発明の撮像装置は、撮像光学系に対向するよう配置され、前記撮像光学系により結像された光像を光電変換する撮像素子と、交流電流が供給されることで磁束を発生するコイルと、強磁性材からなり板状もしくはフィルム状に形成され、厚さ方向に垂直な平面の一部が前記コイルに対向するように前記コイルと前記撮像素子との間に配置された強磁性部材と、を備え、前記強磁性部材の厚さが、前記コイルの駆動周波数、前記強磁性材の透磁率及び前記強磁性材の導電率で決まる表皮深さ未満であることを特徴とする。

本発明によれば、強磁性部材を、比透磁率が非磁性材よりも大きい強磁性材で形成したので、表皮効果による表皮深さが従来よりも薄くなり、更に強磁性部材の厚さが、表皮深さ未満であるので、従来よりも強磁性部材の厚さを薄くすることができる。そして、強磁性部材を強磁性材で形成し、強磁性部材の厚さを表皮深さ未満とすることで、反磁場を作る渦電流の発生を小さくして強磁性部材に効果的に磁束を吸い込ませることができる。強磁性部材に吸い込まれた磁束は、非磁性材のように突き抜けることなく、強磁性部材の内部を通過して強磁性部材の遠端から湧き出し、コイルに戻る。したがって、強磁性部材が、撮像素子に対する磁束の迂回路となり、コイルにて発生した磁束が撮像素子へ到達する到達量を低減させることができ、撮像画像に乱れが発生するのを抑制することができる。

第１実施形態に係る撮像装置としてのカメラの概略構成を示す説明図である。 比較例として図１のカメラから強磁性材からなる強磁性部材を省略した場合のカメラを示す説明図である。 図１に示すカメラの形状を簡略化したシミュレーションモデルを示す説明図である。 比透磁率を変更した場合の撮像素子の受光面に到達した総磁束を示すグラフである。 強磁性材からなる強磁性部材の配置方向による磁界分布の模式図である。 第２実施形態に係る撮像装置としてのカメラの概略構成を示す正面図である。 強磁性材からなる強磁性部材の形状を示す説明図である。 図７で示した各強磁性部材を配置した場合の撮像素子に到達した磁束密度の測定結果を示すグラフである。 第３実施形態に係る撮像装置としてのカメラの一部の構成部品を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置としてのカメラの概略構成を示す説明図である。図１（ａ）はカメラの正面図、図１（ｂ）はカメラを上面から見た断面図である。

撮像装置としてのデジタルスチルカメラ（カメラ）１００は、デジタル一眼レフカメラであり、撮像装置本体であるカメラ本体２００と、カメラ本体２００に着脱可能な交換レンズ（レンズ鏡筒）３００とを備えている。

カメラ本体２００は、交換レンズ３００が装着される装着部２０１ａを有する筺体であるカメラ外装ケース２０１と、カメラ外装ケース２０１に収容され、画像信号を制御する回路部品が実装されたプリント基板２０２と、を備えている。また、カメラ本体２００は、カメラ外装ケース２０１に収容された、受光面２０３ａを有する撮像素子２０３を有している。プリント基板２０２及び撮像素子２０３は、カメラ外装ケース２０１に固定された金属フレーム２０４に固定されている。

交換レンズ３００は、筺体であるレンズ筐体３０１と、レンズ筐体３０１に支持され、交換レンズ３００（レンズ筐体３０１）がカメラ外装ケース２０１に装着されたときに撮像素子２０３の受光面２０３ａに光像を結像させる撮像光学系３０２と、を有している。また、交換レンズ３００は、レンズ筐体３０１に収容され、撮像光学系３０２の焦点の調節を行う駆動モータのコイル１０１を有している。

撮像光学系３０２は、レンズ筐体３０１の光入射側に配置されたレンズ３１２と、光出射側に配置されたレンズ３１１とを有している。レンズ３１１は、レンズ筐体３０１に固定され、図１（ａ）に示すように、正面視円形の環状、即ちリング状に形成されたレンズマウント３０４に固定されている。このレンズマウント３０４は、例えば導電性の非磁性材で形成されている。

撮像素子２０３は、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等であり、外形が正面視（撮像素子２０３の受光面２０３ａに垂直な方向から見て）四角形状に形成されている。

撮像素子２０３は、交換レンズ３００がカメラ外装ケース２０１に装着されたときに受光面２０３ａが撮像光学系３０２（レンズ３１１）に対向するようカメラ外装ケース２０１の内部に配置されている。

撮像素子２０３は、交換レンズ３００がカメラ外装ケース２０１に装着されたときに撮像光学系３０２によって受光面２０３ａに結像された光像を光電変換し、画像信号をプリント基板２０２に出力する。

コイル１０１は、撮像光学系３０２から撮像素子２０３の受光面２０３ａに至る光路を遮蔽しない位置、即ち図１（ａ）に示すように、撮像素子２０３の受光面２０３ａに垂直な方向から見たときに撮像素子２０３の外周に位置するように配置されている。また、コイル１０１は、図１（ｂ）に示すように、レンズマウント３０４に対するカメラ本体２００の側とは反対の側に配置されている。

コイル１０１は、交流電流、本第１実施形態では、１［ｋＨｚ］以上かつ１［ＭＨｚ］未満（ｋＨｚ帯域）の駆動周波数の駆動電流が供給されることで動作するものである。このコイル１０１は、通電により磁束が発生するものであり、撮像素子２０３に対する磁界ノイズ源となる。

そこで、本第１実施形態では、強磁性材からなる板状もしくはフィルム状の強磁性部材１０２を、コイル１０１と撮像素子２０３との間に配置している。この強磁性部材１０２は、レンズ筐体３０１に収容されている。具体的に説明すると、この強磁性部材１０２は、図１（ｂ）に示すように、厚さ方向に垂直な平面１０２ａの一部がコイル１０１に対向するように、コイル１０１とレンズマウント３０４との間に配置されている。換言すると、強磁性部材１０２は、平面１０２ａの一部がコイル１０１に対向する位置であって、交換レンズ３００がカメラ本体２００に装着されたときにコイル１０１と撮像素子２０３との間に配置されている。この強磁性部材１０２を構成する強磁性材は、導電部材でもある。

強磁性部材１０２は、図１（ａ）に示すように、交換レンズ３００がカメラ本体２００に装着された状態で撮像素子２０３の受光面２０３ａに垂直な方向から見たときに撮像素子２０３の外周に沿って延びるように形成されている。このように強磁性部材１０２を撮像素子２０３の外周に沿って延びるように形成したのは、後に詳述するが、撮像素子２０３に流れようとする磁束を効果的に強磁性部材１０２に吸い込ませるためである。この強磁性部材１０２の延びる方向は、撮像素子２０３の受光面２０３ａの接線方向と略平行、特に平行であるのがよい。そして、強磁性部材１０２の平面１０２ａは、撮像素子２０３の受光面２０３ａと略平行、特に平行であるのがよい。

本第１実施形態では、強磁性部材１０２は、撮像光学系３０２から撮像素子２０３を見たときに、コイル１０１の中心点から両側に撮像素子２０３の外周に沿って延びるように形成されている。より具体的には、撮像光学系３０２から撮像素子２０３を見たときに、撮像素子２０３を囲う形状、即ち図１（ａ）に示すように、正面視円形の環状、即ちリング状に形成されている。

なお、枠状の強磁性部材１０２の内径と外径が一定のリング形状が好ましいが、撮像光学系３０２内の光路、及び撮像光学系３０２と撮像素子２０３との間の光路を遮蔽しなければ、内径、外径が一定でなくてもよい。

また、強磁性部材１０２の形状が、図１（ａ）に示すように正面視円形の環状に形成されているが、円形に限定するものではなく、正面視楕円や正面視多角形の環状に形成されていてもよい。

表皮効果による表皮深さｄは、コイル１０１の駆動周波数をｆ、強磁性材の透磁率をμ、強磁性材の導電率をσとした場合に、ｄ＝√（１／π・ｆ・σ・μ）で表される。本第１実施形態では、強磁性部材１０２の厚さは、表皮深さｄ未満としている。

強磁性部材１０２は、比透磁率が非磁性材よりも大きい強磁性材で形成されているので、表皮効果による表皮深さｄは従来よりも薄くなる。更に強磁性部材１０２の厚さが、表皮深さｄ未満であるので、従来よりも強磁性部材１０２の厚さを薄くすることができる。

以下、この強磁性部材１０２の作用について説明する。図２は、比較例として図１のカメラ１００から強磁性材からなる強磁性部材を省略した場合のカメラを示す説明図である。図２（ａ）はカメラの正面図、図２（ｂ）はカメラを上面から見た断面図である。なお、図１及び図２に示す破線矢印は、磁束（磁力線）を示している。

図２に示すように、コイル１０１の駆動に伴って磁束（磁界）が発生すると、レンツの法則に従って、導電性のレンズマウント３０４には渦電流が流れる。この渦電流は、レンズマウント３０４の面に対して垂直に入射した法線方向の磁界を打ち消す作用を有する。

しかし、レンズマウント３０４の面に対して接線方向の磁界は、渦電流によって打ち消されずそのまま伝播していく。レンズ３１１から撮像素子２０３までの光路上には金属部品はなく、光路から進入した接線方向の磁界はそのまま撮像素子２０３の方向へ伝播していき、撮像素子２０３にノイズ成分が到達する。

これに対し、本第１実施形態では、図１に示すように、強磁性材からなる強磁性部材１０２を用い、強磁性部材１０２の厚さを表皮深さｄ未満としている。これにより、反磁場を作る渦電流の発生が小さくなり、強磁性部材１０２の実効的な透磁率が高くなり、外気（空気）よりも強磁性部材１０２の磁気抵抗が低くなる。

したがって、コイル１０１により発生した磁束は、効果的に強磁性部材１０２に吸い込まれ、強磁性材からなる強磁性部材１０２の内部を伝搬する。具体的に説明すると、コイル１０１から発生した磁束（磁界）は、図１（ａ）のように、コイル１０１の直下で、強磁性材からなる強磁性部材１０２の内部に吸い込まれる。

強磁性部材１０２に吸い込まれた磁束は、非磁性材のように突き抜けることなく、図１（ａ）に示す破線矢印で示すように、概ね強磁性部材１０２の内部を、コイル１０１に対向する部分から両側に向かって、強磁性部材１０２の延びる方向に沿って通過する。そして、磁束は、コイル１０１に対向する部分と逆側の遠端１０２ｅから空気中へ湧き出していく。

図１（ｂ）に示すように、コイル１０１に対向する部分に対して逆側の遠端１０２ｅから空気中へ湧き出した磁束（磁界）は、レンズ筐体３０１を通過し、レンズマウント３０４と逆側からコイル１０１に戻る。

なお、磁束の方向は、図１において破線矢印で示しているが、交流電流により発生する交流磁場であるので、破線矢印の方向とその反対方向とに交互に切り替わる。

強磁性材からなる強磁性部材１０２は、磁束が空気中を伝搬しており、強磁性材の内部で閉じた磁気閉回路構造になっていない。しかし、強磁性部材１０２は、撮像素子２０３に対する迂回路として作用し、その結果、コイル１０１にて発生した磁束が撮像素子２０３へ到達する到達量を低減させることができ、撮像画像に乱れが発生するのを抑制することができる。つまり、撮像素子２０３へ到達する磁界ノイズを低減できる。

以下に強磁性材からなる強磁性部材１０２の厚さが、表皮深さ未満であることに関して、詳細に説明する。本第１実施形態では、強磁性部材１０２として、コイル１０１の駆動周波数となる１［ｋＨｚ］から１［ＭＨｚ］の周波数の帯域（ｋＨｚ帯域）において、高い透磁率を有するパーマロイといった強磁性材料を用いている。この材料は高い透磁率を有する導電材料であるため、磁束を吸い込む作用とレンツの法則に従って渦電流が流れることで、入射磁界を打ち消す作用の両方を有する。

駆動周波数が高くなるに連れて、表皮深さｄ＝√（１／π・ｆ・σ・μ）に従って、入射磁界を打ち消す作用が大きくなる。そして、表皮深さｄが強磁性部材１０２の厚さよりも浅くなると、磁界は強磁性材からなる強磁性部材１０２の表面の浅い部分（表皮深さｄの部分）のみに存在し、内部の磁界がゼロになるため、磁束を吸い込む磁路としての機能はなくなる。

そこで、本第１実施形態では、強磁性部材１０２において、磁束を吸い込む作用は、コイル１０１の駆動周波数において高い透磁率を有する材料を使用し、厚さに関しては入射磁界を打ち消す作用を抑えるため、表皮深さｄよりも薄くしている。

強磁性部材１０２の厚さが透磁率μに与える影響について、以下のような測定を実施した。パーマロイＰＣで３０［ｍｍ］×１１０［ｍｍ］×厚さｄ［ｍｍ］の試料を作製した。そして、一般的な単板磁気測定法にて、コイル１０１の駆動周波数を３０［ｋＨｚ］とし、この試料に磁界２００［Ａ／ｍ］を印加し、検出コイルにて出力電圧および電流を測定し、測定結果から透磁率を算出した。この測定で得られる透磁率は、渦電流の影響を含めた実効的な透磁率となる。そのため、渦電流の影響が支配的になると、磁気的な性質がなくなるため空気中の透磁率とほぼ等しくなり、渦電流の影響がないと導電率ゼロの磁性体と等しい特性となる。試料の厚さと透磁率の測定結果および測定結果の透磁率を用いて算出した表皮深さを表１に示す。

上記結果より、試料の厚さが、単板磁気測定にて得られた実効的な透磁率を用いて計算した表皮深さ未満である場合、表皮深さ以上に比較して高い透磁率を得られることが確認できた。パーマロイＰＣを用いるのであれば、表皮深さ未満である０．１［ｍｍ］厚が最適となる。このように、強磁性部材１０２を、パーマロイを主成分とする金属で形成することで、厚さをより薄くすることができ、撮像素子２０３に到達する磁束を効果的に低減することができる。

なお、強磁性部材１０２を、ニッケル、コバルト及び鉄のうちいずれか１つの金属、又はニッケル、コバルト及び鉄のうち少なくとも２つを含む合金を主成分とする金属で形成しても、厚さをより薄くすることができる。この場合においても撮像素子２０３に到達する磁束を効果的に低減することができる。

本第１実施形態における厚さの下限に関しては、現存する強磁性材料の中で、もっとも薄い日立金属製ファインメット（登録商標）の１８［μｍ］とした。日立金属製ファインメット（登録商標）のシートの配合組成は、鉄を主成分にしてシリコン、ボロンおよび微量の銅とニオブからなる。

以下に、強磁性材からなる強磁性部材１０２の透磁率に関する条件について述べる。強磁性部材１０２の比透磁率は１００以上にするのが好ましい。この検証に関して、Ａｎｓｙｓ社製磁界シミュレーターＭａｘｗｅｌｌ３Ｄを用いて以下のようなシミュレーションを実施した。

図３は、図１に示すカメラ１００の形状を簡略化したシミュレーションモデルを示す説明図であり、図３（ａ）はモデルの斜視図、図３（ｂ）はモデルの側面図、図３（ｃ）はノイズ源となるコイル１０１のモデルを示す図である。図３（ｃ）では、図１のコイル１０１に該当するコイル４０１の構成部品であるコア４１１と銅線４１２とを分解して示している。

図３には、図１の強磁性部材１０２に該当する強磁性部材４０２、図１のカメラ外装ケース２０１に該当するカメラ外装ケース４０３、図１の撮像素子２０３の受光面２０３ａに該当する撮像素子の受光面４０４を示している。

この強磁性部材４０２の比透磁率を１〜１０００の間で数値を変更し、透磁率を変えた場合の受光面４０４へ到達する磁束を観測した。以下の表２に図３中のモデルの各寸法を示し、以下の表３に各モデルの材料定数を示す。

なお、撮像素子の受光面４０４に関しては、簡便のためシミュレーション上で、二次元平面として設定した。また銅線については、実物のコイルは巻線がコアに数回巻かれているが、簡便のため、図３（ｃ）のように巻線を一塊の円筒状にし、この銅線４１２に１０［Ａ］を通電した。

図４は、比透磁率を変更した場合の撮像素子の受光面に到達した総磁束を示すグラフである。図４より比透磁率が１００以上になると、到達磁束が大きく減少していることがわかる。この結果より、強磁性材からなる強磁性部材１０２は、比透磁率を１００以上とすることが好ましい。

次に、強磁性材からなる強磁性部材１０２の配置に関する条件について述べる。強磁性部材１０２は、強磁性部材１０２の厚さ方向が、磁界ノイズ源となるコイル１０１の中心点と強磁性部材１０２の中心点との２点を結ぶ直線の方向に対して、垂直以外に配置する必要がある。即ち、強磁性部材１０２の平面１０２ａをコイル１０１に対向させる必要がある。

図５は、強磁性材からなる強磁性部材の配置方向による磁界分布の模式図である。図５中の一点鎖線は、磁界ノイズ源であるコイル１０１の中心点と強磁性部材５０２の中心点を結ぶ直線を示している。図５（ａ）は強磁性部材５０２を一点鎖線と垂直以外に配置した場合、即ちコイル１０１に強磁性部材５０２の平面５０２ａを対向させた場合を示している。図５（ｂ）は強磁性部材５０２を一点鎖線と垂直に配置した場合、即ちコイル１０１に強磁性部材５０２の端面５０２ｂを対向させた場合を示している。

図５（ａ）に示すように、強磁性部材５０２の位置姿勢Ａ及び位置姿勢Ｂにおいて、強磁性部材５０２の一端と他端で磁束が異なる方向を向いている場合、長手方向（強磁性部材が延びる方向）が有効な磁路として作用する。

強磁性部材５０２を、図５（ｂ）に示す位置姿勢Ｃ及び位置姿勢Ｄとすると、位置姿勢Ｃでは磁束の入射方向が強磁性部材５０２の長手方向であり、表皮深さ以上となるため、磁束が吸い込まれない。また、位置姿勢Ｄでは、厚さ方向が磁路として作用し、また強磁性部材５０２は表皮深さ未満としていることから磁束が貫通してしまい、強磁性部材５０２の有無で実質変化がない。

以上のことから、コイル１０１の中心と強磁性部材１０２の中心の２点を結ぶ直線と垂直以外に配置する、即ち強磁性部材１０２の平面１０２ａをコイル１０１に対向させることが、磁界ノイズの低減効果を出すための条件となる。

実際のノイズ低減効果について以下のような実験を行った。図１と同様にデジタル一眼レフカメラのレンズ筐体３０１内に、レンズマウント３０４に隣接して、強磁性部材１０２として、強磁性材料である日立金属製ファインメット（登録商標）シートを配置した。

このシートはレンズ筐体３０１内に配置できるように、外径５４ｍｍ内径３５ｍｍの枠状（リング状）に加工してある。この強磁性部材１０２の有無について、デジタル一眼レフカメラの撮像素子２０３の代わりに、撮像素子２０３の位置に、ターン数６０回、直径が３ｍｍ長さ３ｍｍの空芯ソレノイドコイルを配置し、受光面と垂直方向の磁束密度を測定した。

磁界ノイズ源については、交換レンズ３００内で、図１と同じ位置に実装されたコイル１０１の代わりに、テスト用コイルを接着固定した。テスト用コイルは、東京パーツ製５ＭＤＣ−２２０Ｋを用いた。テスト用コイルにはリード線を接続し、周波数３０ｋＨｚ、２．７２Ａの電流を入力し、テスト用コイルのみ駆動した。

まず、表４にファインメット（登録商標）の単板磁気測定によって得られた透磁率および表皮深さを示し、表５にソレノイドコイルによる測定結果を示す。

上記の結果より、撮像素子２０３に到達する磁界ノイズ（磁束）の量が減少していることがわかる。つまり、強磁性材からなる強磁性部材１０２の配置によって、撮像素子２０３に到達する磁束、即ち磁界ノイズが低減する。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る撮像装置について説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る撮像装置としてのカメラの概略構成を示す正面図である。なお、本第２実施形態において、上記第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

本第２実施形態では、カメラ１００Ａは、上記第１実施形態のカメラ１００と同様、デジタル一眼レフカメラであり、カメラ本体２００に対して交換レンズが着脱可能となっており、交換レンズに強磁性材からなる強磁性部材６０２が設けられている。本第２実施形態では、強磁性材からなる強磁性部材６０２の形状が上記第１実施形態と異なる。本第２実施形態では、レンズマウント３０４にカメラ本体と交換レンズとを接続するフレキケーブルやコネクタといった電気部品や他のメカ部品等の障害物６０３が配置されている場合について説明する。

カメラ１００Ａの交換レンズは、レンズマウント３０４に隣接して障害物６０３があるため、上記第１実施形態とは異なる形状の、強磁性材からなる強磁性部材６０２を備えている。

図６に示すように、強磁性部材６０２は、交換レンズがカメラ本体２００に装着された状態で撮像素子２０３の受光面に垂直な方向から見たときに（即ち正面視で）撮像素子２０３の外周に沿って延びるように形成されている。本第２実施形態では、強磁性部材６０２は、障害物６０３を避けた正面視、Ｃ字形状の枠状に形成されている。このように強磁性部材６０２を撮像素子２０３の外周に沿って延びるように形成したことで、撮像素子２０３に流れようとする磁束を効果的に強磁性部材６０２に吸い込ませることができる。この強磁性部材６０２の延びる方向は、撮像素子２０３の受光面の接線方向と略平行、特に平行であるのがよい。そして、強磁性部材６０２の平面６０２ａは、撮像素子２０３の受光面と略平行、特に平行であるのがよい。

本第２実施形態では、リング形状に対して切り込みを設けたことで、カメラ本体２００と交換レンズとを接続するコネクタ等の障害物６０３との干渉（接触）を防いでいる。

上記第１実施形態と同様、コイル１０１にて発生した磁束は、コイル１０１直下で強磁性材からなる強磁性部材６０２の内部に吸い込まれ、コイル１０１に対向する部分から両側に向かって、強磁性部材６０２の延びる方向に沿って通過する。そして、磁束は、コイル１０１に対向する部分と逆側の遠端６０２ｅ_１，６０２ｅ_２から空気中へ湧き出していく。

そして、コイル１０１に対向する部分に対して逆側の遠端６０２ｅ_１，６０２ｅ_２から空気中へ湧き出した磁束（磁界）は、交換レンズのレンズ筐体を通過し、レンズマウント３０４と逆側からコイル１０１に戻る。

図７は、強磁性材からなる強磁性部材の形状を示す説明図である。図７（ａ）は、上記第１実施形態で説明したリング形状の強磁性部材１０２である場合を示している。

図７（ｂ）は、リング形状の強磁性部材１０２に対して、撮像素子２０３の４辺のうちコイル１０１から最も遠い辺２０３ｂを通る接線Ｌ１で切った強磁性部材６０２である場合を示している。即ち強磁性部材６０２は、撮像素子２０３の受光面に垂直な方向から見たときに（正面視で）、遠端である両端６０２ｅ_１，６０２ｅ_２が撮像素子２０３の４辺のうちコイル１０１の中心点から最も遠い辺２０３ｂにおける接線Ｌ１に接するように形成されている。

図７（ｃ）は、リング形状の強磁性部材１０２に対して、撮像素子２０３の４辺のうちコイル１０１から最も遠い辺２０３ｂと最も近い辺２０３ｃとの間の中央を通る線Ｌ２で切った強磁性部材７０２である場合を示している。図７（ｄ）は、リング形状の強磁性部材１０２に対して、撮像素子２０３の４辺のうちコイル１０１から最も近い辺２０３ｃを通る接線Ｌ３で切った強磁性部材８０２である場合を示している。

図８は、図７で示した各強磁性部材を配置した場合の撮像素子２０３に到達した磁束密度の測定結果を示すグラフである。

測定は、上記第１実施形態で示したものと同一の測定を行った。いずれの強磁性部材１０２，６０２，７０２，８０２であっても、強磁性材からなる強磁性部材が無い場合と比較して、撮像素子２０３に到達する磁束の低減効果が見られた。

しかし、切り込みが大きくなるに連れ、強磁性部材の遠端から湧き出した磁束（磁界）が撮像素子２０３に伝搬しやすくなるため、到達磁束（磁界）が増加している。特に、強磁性材からなる強磁性部材の遠端が、コイル１０１から最も遠い辺２０３ｂの接線Ｌ１よりもコイル１０１の中心点に近づくに連れ、到達磁束が急激に増加していることがわかる。

即ち、コイル１０１の中心点から枠状の強磁性部材の端部までの距離で、一番目及び二番目に遠い二点を結んだ直線と、枠状の強磁性部材の最大外径で形成される面の内側に、撮像素子の受光面を配置するのがよい。

つまり、強磁性部材６０２が、図７に示す正面視で、遠端である両端６０２ｅ_１，６０２ｅ_２が接線Ｌ１に接するか、接線Ｌ１を越えて接線Ｌ１よりもコイル１０１の中心点から遠ざかるように形成されていれば、より効果的に到達磁束を低減できる。

以上、本第２実施形態では、強磁性材からなる枠状の強磁性部材の形状によって、他の電気部品やメカ部品との干渉を防ぎながら、磁界ノイズを効果的に低減することが可能になる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る撮像装置について説明する。図９は、本発明の第３実施形態に係る撮像装置としてのカメラの一部の構成部品を示す斜視図である。本第３実施形態のカメラは、上記第１実施形態のカメラ１００と同様、デジタル一眼レフカメラであり、カメラ本体に対して交換レンズが着脱可能となっている。そして、上記第１実施形態では、交換レンズに強磁性材からなる強磁性部材１０２を設けたが、本第３実施形態では、カメラ本体に強磁性材からなる強磁性部材を設けている。したがって、本第３実施形態の交換レンズは、上記第１実施形態における交換レンズ３００から強磁性部材１０２を省略した構造となっており、図示を用いた詳細な説明は省略する。そして、カメラ本体については、上記第１実施形態と異なる点についてのみ図９に図示をして、その他上記第１実施形態と同様の構成については、図示を用いた詳細な説明は省略する。

本第３実施形態では、撮像装置であるカメラは、カメラ本体と、交換レンズとを備えており、カメラ本体は、図９に示す枠状の強磁性部材９０１を有している。

カメラ本体では、撮像素子からカメラのマウントの間にシャッター機構があるので、上記第１実施形態で説明した交換レンズに配置した枠状の強磁性部材１０２のように、面積の広い磁性シートを配置することは困難である。

そこで、本第３実施形態では、図９に示すように、撮像素子２０３周辺にあり、撮像素子２０３を保持する保持部材９０２に取り付けられ、光学ローパスフィルターを保持する保持部材を、強磁性材で形成して強磁性部材９０１としている。この強磁性材は、例えばパーマロイＰＣである。

強磁性部材９０１は、図９に示すように、多角形である四角形の環状に形成されており、４つの辺部９０１ａ〜９０１ｄのうち、２つの辺部９０１ｃ，９０１ｄが２つの辺部９０１ａ，９０１ｂに対して直角に折り曲げられている。本第３実施形態では、強磁性部材９０１は、強磁性部材９０１の辺部９０１ａにおける厚さ方向に垂直な平面９０１ｐがコイル１０１に対向するように設けられている。

実際のノイズ低減効果について、上記第１実施形態で示した実験と同様の実験を行った。光学ローパスフィルターの保持部材の材料を非磁性材であるＳＵＳ３０４の場合と、強磁性材であるパーマロイＰＣの場合とで、受光面への到達磁束密度を比較した。

光学ローパスフィルターの保持部材の厚さは０．２ｍｍである。表１の厚さが０．１ｍｍと０．５ｍｍの値を補間すると比透磁率は概ね２９６である。ＳＵＳ３０４の比透磁率は１、導電率は１．４×１０^６である。

以下の表６に、光学ローパスフィルターの保持部材の材質の違いによる撮像素子受光面の到達磁束密度の比較結果を示す。表６より光学ローパスフィルターの保持部材の材質をパーマロイＰＣにすることで到達磁束密度が低減していることがわかる。

以上の結果から、強磁性材からなる強磁性部材９０１の配置によって、磁界ノイズを低減することが可能になる。なお、図９に示す撮像素子２０３を保持する保持部材９０２のような他の枠状部材を、強磁性材で形成しても良い。

本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

上記第１及び第２実施形態では、カメラ本体に対して交換レンズが着脱可能であり、交換レンズのレンズ筐体にコイル、及び強磁性材からなる強磁性部材が設けられている場合について説明したが、これに限定するものではない。カメラ本体にレンズが組み込まれている一体型のカメラについても本発明は適用可能である。例えば、デジタル一眼レフカメラに限らず、デジタルコンパクトカメラについても本発明は適用可能である。この場合、カメラの筐体にコイル及び強磁性部材が設けられていることになる。

また、上記第３実施形態では、コイルが交換レンズのレンズ筐体に配置されている場合について説明したが、コイルがカメラ本体の筐体に配置されている場合であっても本発明は適用可能である。いずれにしても、交換レンズ及びカメラ本体を備えたカメラ、或いはカメラ本体自体が撮像装置に相当する。また、カメラ本体にレンズが組み込まれている一体型のカメラについても本発明は適用可能である。例えば、デジタル一眼レフカメラに限らず、デジタルコンパクトカメラについても本発明は適用可能である。

また、上記第１〜第３実施形態では、撮像装置がデジタルスチルカメラである場合について説明したが、デジタルビデオカメラについても適用可能である。

また、上記第１〜第３実施形態では、カメラ自体が撮像装置である場合について説明したが、電子機器本体にカメラが組み込まれた撮像装置についても本発明は適用可能である。例えば、携帯電話機、ＰＤＡ、タブレット型コンピュータ、ノート型コンピュータ、携帯ゲーム機本体等の携帯端末にカメラが組み込まれている場合についても本発明は適用可能である。

また、上記第１〜第３実施形態では、コイルがモータのコイルである場合ついて説明したが、これに限定するものではない。例えば、チョークコイルやトランス等の電気回路の素子に用いられるコイルであってもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、強磁性材からなる強磁性部材を１つ配置したが、複数配置してもよい。その際、これら複数の強磁性部材は、撮像光学系から撮像素子の受光面を見て、一体形成と同様に切れ目がないように、重ねて配置するのがよい。

１００…カメラ（撮像装置）、１０１…コイル、１０２…強磁性部材、２００…カメラ本体（撮像装置本体）、３００…交換レンズ

Claims (11)

1. 撮像光学系に対向するよう配置され、前記撮像光学系により結像された光像を光電変換する撮像素子と、
   交流電流が供給されることで磁束を発生するコイルと、
   強磁性材からなり板状もしくはフィルム状に形成され、厚さ方向に垂直な平面の一部が前記コイルに対向するように前記コイルと前記撮像素子との間に配置された強磁性部材と、を備え、
   前記強磁性部材の厚さが、前記コイルの駆動周波数、前記強磁性材の透磁率及び前記強磁性材の導電率で決まる表皮深さ未満であることを特徴とする撮像装置。
2. 撮像光学系、及び交流電流が供給されることで磁束を発生するコイルを有する交換レンズが着脱可能な筐体と、
   前記交換レンズが前記筐体に装着されたときに前記撮像光学系に対向するように前記筐体に収容され、前記撮像光学系により結像された光像を光電変換する撮像素子と、
   強磁性材からなり板状もしくはフィルム状に形成され、前記交換レンズが前記筐体に装着されたときに厚さ方向と垂直な平面の一部が前記コイルに対向するように前記筐体に収容された強磁性部材と、を備え、
   前記強磁性部材の厚さが、前記コイルの駆動周波数、前記強磁性材の透磁率及び前記強磁性材の導電率で決まる表皮深さ未満であることを特徴とする撮像装置。
3. 前記コイルの駆動周波数は、１［ｋＨｚ］以上かつ１［ＭＨｚ］未満の周波数であることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記強磁性部材は、前記撮像素子の受光面に垂直な方向から見たときに、前記撮像素子の外周に沿って延びるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記強磁性部材は、前記撮像素子の受光面に垂直な方向から見たときに、前記コイルの中心点から両側に前記撮像素子の外周に沿って延びるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記強磁性部材は、前記撮像素子の受光面に垂直な方向から見たときに、両端が前記撮像素子の辺のうち前記コイルの中心点から最も遠い辺における接線に接するか前記接線よりも前記コイルの中心点から遠ざかるように形成されていることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記強磁性部材は、前記撮像素子の受光面に垂直な方向から見たときに、前記撮像素子を囲う形状に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
8. 前記強磁性部材は、比透磁率が１００以上であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記強磁性部材は、パーマロイを主成分とすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 前記強磁性部材は、ニッケル、コバルト及び鉄のうちいずれか１つの金属、又はニッケル、コバルト及び鉄のうち少なくとも２つを含む合金を主成分とすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
11. 撮像素子を有する撮像装置本体に着脱可能な交換レンズにおいて、
    交流電流が供給されることで磁束を発生するコイルと、
    前記撮像装置本体に装着されたときに前記撮像素子に光像を結像させる撮像光学系と、
    強磁性材で板状もしくはフィルム状に形成され、厚さ方向に垂直な平面の一部が前記コイルに対向する位置に配置され、前記撮像装置本体に装着されたときに前記コイルと前記撮像素子との間に位置する強磁性部材と、を備え、
    前記強磁性部材の厚さが、前記コイルの駆動周波数、前記強磁性材の透磁率及び前記強磁性材の導電率で決まる表皮深さ未満であることを特徴とする交換レンズ。

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