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光学部品及びカメラ
説明

光学部品及びカメラ

【課題】塵埃の付着を防止する機能を有する光学部品を提供する。
【解決手段】
撥水性を有する第1領域と、前記第1領域に接して備えられ前記第1領域よりも撥水性が低い第2領域とを含み、光透過性を有する透過部と、前記第2領域の電気を導通させる電気導通部とを有する光学部品。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学部品または当該光学部品を有するカメラに関し、より詳細には、塵埃の付着を防止する機能を有する光学部品等に関する。
【背景技術】
【0002】
デジタル一眼レフカメラに代表される撮像装置を有する光学機器では、光路中の光学部品に塵埃が付着し、撮影された像に前記塵埃が写り込むという問題が発生する場合がある。
【0003】
この問題に対応した撮像装置として、光学部品の表面に親水基を有する層を形成し、当該光学部品の表面の帯電を防止するものが知られている(特許文献1参照)。
【0004】
このような従来技術によれば、光学部品周辺に浮遊する塵埃が、静電気力によって光学部品に引き寄せられる現象を防止できる。しかしながら、従来技術では、光学部品の表面に親水基が存在することによって、水分を介して塵埃を付着させる液架橋力が増大する場合がある。したがって、光学部品が一定の環境条件下に置かれた場合には、塵埃の付着を十分に防止できないという問題があった。
【特許文献1】特開2006−243674号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、その目的は、塵埃の付着を防止する機能を有する光学部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明に係る光学部品は、
撥水性を有する第1領域(46)と、前記第1領域に接して備えられ前記第1領域よりも撥水性が低い第2領域(48)とを含み、光透過性を有する透過部と、
前記第2領域の電気を導通させる電気導通部(50)とを有することを特徴とする光学部品。
【0007】
また、例えば、前記第2領域は、前記第1領域を囲んでいてもよい。
【0008】
また、例えば、前記透過部は、基材(36)と、
前記基材の表面に形成された撥水膜(40)を有する前記第1領域と、
前記基材の表面に形成された親水膜(44)を有する前記第2領域と、を含んでいてもよい。
【0009】
また、例えば、前記親水膜は、前記撥水膜の表面の一部に重ねて形成されていてもよい。
【0010】
また、例えば、本発明に係る光学部品において、前記透光部の入射側表面では、前記第1領域の表面が、前記第2領域の表面より突出していてもよい。
【0011】
また、例えば、本発明に係る光学部品は、前記透光部を振動させる振動部材(42)をさらに有し、
前記振動部材は、前記2領域の少なくとも一部と接着されていてもよい。
【0012】
また、例えば、前記撥水膜は、フッ素またはシリカを含んでいてもよい。
【0013】
また、例えば、本発明に係る光学部品は、前記撥水膜および親水膜と、前記基材との間に形成された導電膜(41)をさらに有していてもよい。
【0014】
本発明に係るカメラは、上記いずれかに記載された光学部品を有する。
【0015】
なお上述の説明では、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明は、これに限定されるものでない。後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
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、本発明の第1および第2実施形態に係る防塵ユニットを備えるデジタル一眼レフカメラの概略断面図、
図2Aは、本発明の第1実施形態に係る防塵ユニットの平面図、
図2Bは、図2Aに示すIIB-IIB線に沿う概略断面図、
図3は、防塵ユニットの第1〜第3変形例を表した要部断面図、
図4は、本発明の第2実施形態に係る防塵ユニットの概略断面図、
図5は、本発明の第3実施形態に係る防塵ユニットを備えるデジタル一眼レフカメラの概略断面図、
図6は、本発明の第3実施形態に係るに防塵ユニットの概略断面図、
図7は、防塵ユニットの第4変形例を表した平面図、
図8は、本発明の第4実施形態に係る防塵ユニットを備えるデジタル一眼レフカメラの概略断面図である。
第1実施形態
【0017】
図1は、本発明の第1実施形態に係る防塵ユニット32を備えたデジタル一眼レフ型カメラに関する概略断面図であり、カメラボディ4の側断面を表している。カメラボディ4の筐体6には開口部8が形成されており、開口部8の周辺にはレンズマウント10が形成されている。撮影時には、開口部8を覆うように交換レンズ(不図示)が設置され、交換レンズによって導かれた撮影光が、筐体6内部に導入される。
【0018】
カメラボディ4の筐体6内部には、クイックリターンミラー12、ファインダスクリーン14、ペンタプリズム16、接眼レンズ22、シャッタ20、防塵ユニット32および撮像素子38等が具備してある。
【0019】
なお、各部材の配置については、開口部8を覆うように設置される交換レンズによって導入された撮影光が、撮像素子38に向かって進行する方向をX軸の正方向として説明を行う。また、クイックリターンミラー12で反射された撮影光が、ペンタプリズム16に向かって進行する方向をZ軸の正方向、X軸方向およびZ軸方向に直交する方向をY方向として説明を行う。
【0020】
防塵ユニット32は、撮像素子38のX軸負方向側に配置されている。防塵ユニット32には、接地配線50の一方の端部が電気的に接続されている。接地配線50の他方の端部は、筐体6の取付部6aに対して電気的に接続されている。当該防塵ユニット32は、図2Bの断面図に示すように、基材36と、撥水膜40と、親水膜44とを有している。また、防塵ユニット32の基材36は、撮像素子38のX軸負方向側に形成されている受光面を覆うように配置されている。防塵ユニット32の基材36は、撮像素子38の受光面に対して密着するように、接着剤等によって固定されている。
【0021】
本実施形態に係る基材36は、撮像に際して偽色(色モアレ)の発生を防止する光学ローパスフィルタである。撮影時において図1に示すシャッタ20が開放されると、当該シャッタ20を通過した撮影光は、光学ローパスフィルタである基材36を有する防塵ユニット32を透過したのち、撮像素子38の受光面に入射し、撮像素子38によって光電交換される。
【0022】
図2Aは、図1に示す防塵ユニット32の平面図であり、防塵ユニット32をX軸負方向側から観察したものである。矩形平板形状を有する防塵ユニット32のX軸負方向側の表面には、撥水性を有する撥水領域46と、撥水領域46より撥水性の低く、親水性を有する親水領域48とが形成されている。
【0023】
撥水領域46は、防塵ユニット32のX軸負方向側の表面のうち、中央部分に形成されている。それに対して、親水領域48は、中央部分に形成されている撥水領域46を取り囲むように、当該撥水領域46に接して備えられている。親水領域48は、撥水領域46と親水領域48との境界部45から防塵ユニット32の外周部までの領域に形成されている。
【0024】
撥水領域46は、図2Bに示すように、防塵ユニット32のX軸負方向側の表面のうち、基材36の上に撥水膜40が形成されている部分に対応する。それに対して、親水領域48は、防塵ユニット32のX軸負方向側の表面のうち、基材36の上に親水膜44が形成されている部分に対応する
【0025】
撥水領域46は、防塵ユニット32のX軸正方向側に配置される撮像素子38の受光面より広い面積を有することが好ましい。また、撥水領域46は、X軸負方向側から観察した場合に、撮像素子38を覆うように形成されることが好ましい。これによって、当該撥水領域46を透過した撮影光が、撮像素子38の受光面に入射する。
【0026】
撥水膜40の表面によって構成される撥水領域46は、低表面エネルギーであるため塵埃のような異物との付着力が小さい。また、撥水領域46は、水との液架橋力が小さいため、湿度の高い環境において浮遊する塵埃や水分を含有する塵埃に対する付着力が小さい。
【0027】
したがって、本実施形態に係る防塵ユニット32は、撥水領域46に塵埃が付着しにくく、撮像素子38に記録される像に塵埃が写り込むことを防止できる。また、撥水領域46に塵埃が付着した場合でも、適切な清掃作業を行うことによって、塵埃を容易に除去することができる。なお、撥水領域46における水の接触角は、異物等の付着力を低減させる観点から、90度以上とすることが好ましい。
【0028】
図2Aに示す撥水領域46の形成方法としては、特に限定されないが、フッ素系薄膜、シリカ系薄膜、ダイヤモンド・ライク・カーボン等、もしくはこれらの混合薄膜からなる撥水膜40を、図2Bに示す基材36の表面に成膜する方法が挙げられる。撥水膜40の成膜方法としては、特に限定されないが、例えばスピンコート法、蒸着法、ディップ法、スパッタ法等を用いることができる。また、撥水領域46は、基材36の表面にナノメートルオーダーの微細な凹凸構造を形成することによって形成されてもよい。
【0029】
親水領域48を構成する親水膜44と、撥水領域46を構成する撥水膜40とは、境界部45で接触している。親水膜44の表面には親水基が多く存在するため、空気中の水分が親水膜44の表面に吸着し、親水膜44の表面(X軸負方向側の表面)に薄い水の膜を形成する。
【0030】
このように、親水膜44の表面に薄い水の膜が形成されるため、親水膜44の表面は電気抵抗が低く、電荷を移動させやすい。また親水膜44の表面には、接地配線50が接続されており、親水膜44の表面によって構成される親水領域48は、接地配線50を介して、筐体6と導通している。
【0031】
図2Aに示す撥水領域46の表面が帯電した場合(電荷の偏りが発生した場合)、当該撥水領域46の電荷は、境界部45を介して親水領域48に移動することができる。親水領域48の表面は、先述のように電気抵抗が低く電荷を移動させやすいため、撥水領域46から親水領域48への電荷の移動が円滑に行われる。また、図2Aに示す親水領域48が接地配線50を介して筐体6と導通している場合、親水領域48における電荷の偏りがさらに抑制されるため、撥水領域46から親水領域48への電荷の移動がさらに円滑に行われる。
【0032】
このように、本実施形態における防塵ユニット32は、撥水領域46が帯電した場合、撥水領域46の電荷を、境界部45を介して親水領域48に移動させ、撥水領域46が強く帯電することを防止できる。したがって、本実施形態における防塵ユニット32は、帯電に起因する静電力によって撥水領域46に塵埃が付着することを防止することができる。また、撮影光を透過させる撥水領域46に塵埃が付着することを防止することができるため、撮像素子38によって撮像される像に塵埃が写り込む現象を抑制することができる。
【0033】
図2Aに示す親水領域48の形成方法としては、特に限定されないが、例えばメチルシリケートを加水分解し、親水基であるOH基を表面に形成(Si(OCH3)4+2(H2O)→SiO2+(4(CH3OH))した膜を、図2Bに示す基材36表面に成膜する方法が挙げられる。また、例えば、酸化チタンTiO2を有する層を基材36の表面に形成することによって、親水領域48を形成してもよい。親水膜44が形成される際、基材36の中央部付近には、当該中央部分に親水膜44が形成されるのを防止するために、マスキング等の適切な保護手段が施されてもよい。
【0034】
図3に示す断面図は、撥水膜40と親水膜44との境界部45付近を模式的に表したものであり、基材36表面に形成される撥水膜40および親水膜44の形状に関する変形例を表したものである。図3(a)に示す第1変形例では、撥水膜40と親水膜44とは、両方とも基材36のX軸負方向側の表面に形成されている。
【0035】
撥水膜40のX軸負方向側の表面は、親水膜44のX軸負方向側の表面に対して、X軸負方向側に突出しており、境界部45付近では、親水膜44の一部が、撥水膜40の一部にオーバーラップされている。境界部45を第1変形例のように形成することによって、親水膜44表面に形成される薄い水の膜と撥水膜40との接触面積が広くなる。したがって、第1変形例に示す防塵ユニット32では、撥水領域46から親水領域48への電荷の移動がさらに円滑に行われる。
【0036】
図3(b)に示す第2変形例では、親水膜44が、撥水膜40のX軸負方向側の表面の一部に重ねて形成されている。撥水膜40のうち、親水膜44が形成されている部分は、その他部分に比べて、X軸方向の厚みが若干薄く作製されている。したがって、親水膜44のX軸負方向側の表面と、親水膜44のX軸負方向側の表面とは、境界部45においてほとんど段差が生じないように配置されている。したがって、第2変形例に示す防塵ユニット32では、撥水領域46から親水領域48への電荷の移動が円滑に行われる。
【0037】
図3(b)に示す第3変形例では、第2変形例と同様に、親水膜44が、撥水膜40のX軸負方向側の表面の一部に重ねて形成されている。撥水膜40のX軸方向の厚みは略一定であり、親水膜44のX軸負方向側の表面は、撥水膜40のX軸負方向側の表面に対して、X軸負方向側に突出している。第1〜第3変形例に例示するように、基材36表面に形成される撥水膜40および親水膜44の形状は、各膜40,44の原材料または成膜方法に応じて適宜変更することができる。撥水膜40および親水膜44の形状を変更した場合でも、撥水膜40に接して備えられる親水膜44を有する防塵ユニット32では、撥水領域46から親水領域48への電荷の移動が行われる。
第2実施形態
【0038】
図4は本発明の第2実施形態に係る防塵ユニット32の断面図である。第2実施形態に係る防塵ユニット32は、撥水膜40および親水膜44と、基材36との間に形成された導電膜41をさらに有する。また、導電膜41には、親水膜44と同様に、図4に示す接地配線50が電気的に接続されていてもよい。第2実施形態に係る防塵ユニット32は、当該導電膜41を有する点を除き、第1実施形態に係る防塵ユニット32と同様である。
【0039】
図4に示す導電膜41の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、ITO(酸化インジウムスズ)やZnOなどの透明導電材料を、基材36のX軸負方向側の表面に成膜することによって、導電膜41を形成することができる。撥水膜40および親水膜44は、導電膜41を形成した後に、当該導電膜41のX軸負方向側の表面に形成される。撥水膜40および親水膜44については、第1実施形態と同様の方法よって形成される。
【0040】
撥水膜40の下層に形成された導電膜41は、薄い撥水膜40の表面抵抗(X軸負方向側の表面)を低下させ、撥水領域46に発生する静電荷を、当該導電膜41を経由させて撥水領域46から逃がし易くする。そのため、撥水領域46の帯電がより効果的に防止される。したがって、本実施形態における防塵ユニット32は、帯電に起因する静電力によって撥水領域46に塵埃が付着することをさらに効果的に防止することができる。また、撮影光を透過させる撥水領域46に塵埃が付着することを防止することができるため、撮像素子38によって撮像される像に塵埃が写り込む現象を抑制することができる。
【0041】
なお、撥水膜40の表面によって構成される撥水領域46は、第1実施形態と同様に、低表面エネルギーであるため塵埃のような異物との付着力が小さい。また、撥水領域46は、1実施形態と同様に、水との液架橋力が小さいため、湿度の高い環境において浮遊する塵埃や水分を含有する塵埃に対する付着力が小さい。
【0042】
したがって、本実施形態に係る防塵ユニット32は、撥水領域46に塵埃が付着しにくく、撮像素子38に記録される像に塵埃が写り込むこと現象を防止できる。また、撥水領域46に塵埃が付着した場合でも、適切な清掃作業を行うことによって、塵埃を容易に除去することができる。
第3実施形態
【0043】
図5は、本発明の第3実施形態に係る防塵ユニット32を備えたデジタル一眼レフ型カメラの概略断面図であり、カメラボディ4の側断面を表している。第2実施形態に係る防塵ユニット32は、撥水膜40、親水膜44またはこれらが形成された基材36を振動させる振動子42を有する。振動子42は、例えば圧電素子と、当該圧電素子に電圧を加えるための電極部等を有する。
【0044】
振動子42は、駆動配線24によって駆動回路26に対して電気的に接続されている。駆動回路26は、不図示のボディCPUからの信号を受けて振動子42を駆動し、撥水領域等に振動を発生させることができる。なお、第3実施形態に係る防塵ユニット32を備えたデジタル一眼レフ型カメラ(図3)は、防塵ユニット32が有する振動子42に関する部分を除き、図1に示すデジタル一眼レフカメラ(第1実施形態)と同様である。
【0045】
図5および図6に示すように、本実施形態に係る防塵ユニット32は、略直方体形状を有する2つの振動子42を有する。振動子42の取り付け方法は、特に限定されないが、振動子42は、図6に示すように、親水膜44のX軸負方向側の表面に取り付けられることが好ましい。例えば振動子42が、接着剤等によって防塵ユニット32に固定される場合において、親水膜44の表面のほうが、撥水膜40の表面より接着剤との結合力が強い傾向にあるため、振動子42の接着不良を防止することができるからである。
【0046】
本発明の第3実施形態に係る防塵ユニット32は、第1実施形態に係る防塵ユニット32が有する効果に加えて、以下に示す効果をさらに有する。第3実施形態に係る防塵ユニット32は、撥水領域46に塵埃が付着した場合でも、振動子42を駆動させることによって、交換レンズ等をカメラボディ4から取り外すことなく、容易に塵埃を除去することができる。
【0047】
本実施形態に係る防塵ユニット32の形状は、矩形平板形状に限定されず、例えば図7に示すような円形平板形状であってもよい。図7に示す第4変形例に係る防塵ユニット32のX軸負方向側の表面には、図2Aに示す第1実施例と同様に、撥水領域46と親水領域48とが形成されている。防塵ユニット32のX軸負方向側の表面のうち、中央部分には、略円形の撥水領域46が形成されている。
【0048】
防塵ユニット32のX軸負方向側の表面のうち、外周部付近には、親水領域48が、当該撥水領域46の外周に接して備えられている。また、親水領域48には、振動子42が接着剤等によって固定されている。当該振動子42は、図6に示す振動子42と同様に、撥水領域46等に振動を発生させることができる。なお、第4変形例に係る防塵ユニット32は、形状が円形平板形状であることを除き、第3実施形態に係る防塵ユニット32と同様であり、第3実施形態に係る防塵ユニット32と同様の効果を有する。
第4実施形態
【0049】
図8は、本発明の第4実施形態に係る防塵ユニット32を備えたデジタル一眼レフ型カメラの概略断面図であり、カメラボディ4の側断面を表している。第4実施形態に係る防塵ユニット32では、防塵ユニット32が、撮像素子38および光学ローパスフィルタ37に対して密封空間を挟んで配置されている。
【0050】
第4実施形態に係る防塵ユニット32が有する基材36は、光学ローパスフィルタ37および撮像素子38が配置されている密封空間内部への塵埃の侵入を防止するためのカバー部材である。カバー部材は、ガラスまたは樹脂等の可視光を透過する材料によって形成されている。防塵ユニット32のX負方向側の表面に形成された撥水領域46および親水領域48の形状および形成方法は、第1実施形態と同様である。また、振動子42の取り付け方法については、図5に示す第3実施形態と同様であり、第4実施形態に係る防塵ユニット32は、第3実施形態に係る防塵ユニット32と同様の効果を有する。
【0051】
また、第4実施形態に係る防塵ユニット32では、光学ローパスフィルタ37および撮像素子38が、防塵ユニット32に対して密封空間を挟んで配置されている。したがって光学ローパスフィルタ37および撮像素子38は、防塵ユニット32の振動子42等によって発生する物理的な衝撃等からも保護されている。
その他の実施形態
【0052】
上述の実施形態では、カメラボディとレンズ鏡筒とが着脱可能なデジタル一眼レフカメラに備えられた防塵ユニット32を用いて説明を行ったが、本発明に係る防塵ユニット32はこれに限られず、スチルカメラ、ビデオカメラ等、その他のカメラに備えられるものであってもよい。また、表面に撥水膜40および親水膜44等が形成される基材36は、光学ローパスフィルタやカバー部材に限られず、赤外線カットフィルタやその他の光学部品であってもよい。また、防塵ユニット32は、当該防塵ユニット32の周辺に浮遊する塵埃を捕獲するための粘着テープ等を有する塵埃捕獲部材をさらに有していても良い。
【図面の簡単な説明】
【0053】
【図1】図1は、本発明の第1および第2実施形態に係る防塵ユニットを備えるデジタル一眼レフカメラの概略断面図である。
【図2A】図2Aは、本発明の第1実施形態に係る防塵ユニットの平面図である。
【図2B】図2Bは、図2Aに示すIIB-IIB線に沿う概略断面図である。
【図3】図3は、防塵ユニットの第1〜第3変形例を表した要部断面図である。
【図4】図4は、本発明の第2実施形態に係る防塵ユニットの概略断面図である。
【図5】図5は、本発明の第3実施形態に係る防塵ユニットを備えるデジタル一眼レフカメラの概略断面図である。
【図6】図6は、本発明の第3実施形態に係る防塵ユニットに備えられた防塵ユニットの概略断面図である。
【図7】図7は、防塵ユニットの第4変形例を表した平面図である。
【図8】図8は、本発明の第4実施形態に係る防塵ユニットを備えるデジタル一眼レフカメラの概略断面図である。
【符号の説明】
【0054】
6… 筐体
32… 防塵ユニット
36… 基材
38… 撮像素子
40… 撥水膜
41… 導電膜
42… 振動子
44… 親水膜
45… 境界部
46… 撥水領域
48… 親水領域

【特許請求の範囲】
【請求項1】
撥水性を有する第1領域と、前記第1領域に接して備えられ前記第1領域よりも撥水性が低い第2領域とを含み、光透過性を有する透過部と、
前記第2領域の電気を導通させる電気導通部とを有することを特徴とする光学部品。
【請求項2】
請求項1に記載された光学部品であって、
前記第2領域は、前記第1領域を囲んでいることを特徴とする光学部品。
【請求項3】
請求項1又は2に記載された光学部品であって、
前記透光部は、基材と、
前記基材の表面に形成された撥水膜を有する前記第1領域と、
前記基材の表面に形成された親水膜を有する前記第2領域と、を含むことを特徴とする光学部品。
【請求項4】
請求項3に記載された光学部品であって、
前記親水膜は、前記撥水膜の表面の一部に重ねて形成されていることを特徴とする光学部品。
【請求項5】
請求項1から4のいずれか1項に記載された光学部品であって、
前記透光部の入射側表面では、前記第1領域の表面が、前記第2領域の表面より突出していることを特徴とする光学部品。
【請求項6】
請求項1から5のいずれか1項に記載された光学部品であって、
前記透光部を振動させる振動部材をさらに有し、
前記振動部材は、前記2領域の少なくとも一部と接着されていることを特徴とする光学部品。
【請求項7】
請求項3から6のいずれか1項に記載された光学部品であって、
前記撥水膜は、フッ素またはシリカを含むことを特徴とする光学部品。
【請求項8】
請求項3から7のいずれか1項に記載された光学部品であって、
前記撥水膜および親水膜と、前記基材との間に形成された導電膜をさらに有することを特徴とする光学部品。
【請求項9】
請求項1から8のいずれかに記載された光学部品を有するカメラ。

【図1】
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【図2A】
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【図2B】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2009−204803(P2009−204803A)
【公開日】平成21年9月10日(2009.9.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−45992(P2008−45992)
【出願日】平成20年2月27日(2008.2.27)
【出願人】(000004112)株式会社ニコン (12,601)
【Fターム(参考)】