撮像装置および光学機器
【課題】フィルタ表面に付着したゴミなどを除去する除塵能力に優れる撮像装置と、その撮像装置を有する光学機器とを提供する。
【解決手段】像を撮像する撮像素子と１２、前記撮像素子１２と対向して備えられる透明部材１８と、前記透明部材１８の前記撮像素子１２が備えられた側とは反対側に備えられ、当該透明部材１８を振動させる振動部材２０とを有し、前記透明部材１８と前記振動部材２０とをエポキシ系紫外線硬化型接着剤で固定することを特徴とする撮像装置。
【解決手段】像を撮像する撮像素子と１２、前記撮像素子１２と対向して備えられる透明部材１８と、前記透明部材１８の前記撮像素子１２が備えられた側とは反対側に備えられ、当該透明部材１８を振動させる振動部材２０とを有し、前記透明部材１８と前記振動部材２０とをエポキシ系紫外線硬化型接着剤で固定することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴミの除去効果に優れた撮像装置および光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レンズ交換式デジタルカメラなどでは、撮像素子のフィルタ表面にゴミが付着し、撮影した映像にゴミが写りこむなどの問題がある。このような問題を解消するために、防塵部材を、撮像素子と光学系との間に配置し、撮像素子およびフィルタなどの防塵を図ると共に、防塵部材に付着したゴミなどを振動により除去するシステムが開発されている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、従来のシステムでは、防塵部材を振動させる圧電素子が、防塵部材における撮像素子側の面に取り付けられている。したがって、圧電素子自体が発塵することによって発生した塵埃が、防塵部材と撮像素子との間に配置された光学フィルタ等に付着し、これを除去することが困難であるという問題が発生していた。
【特許文献１】特開２００５−２００７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、フィルタ表面に付着したゴミなどを除去する除塵能力に優れる撮像装置と、その撮像装置を有する光学機器とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、
像を撮像する撮像素子と（１２）、
前記撮像素子（１２）と対向して備えられる透明部材（１８）と、
前記透明部材（１８）に備えられ、当該透明部材（１８）を振動させる振動部材（２０）とを有し、
前記透明部材（１８）と前記振動部材（２０）とをエポキシ系紫外線硬化型接着剤で固定することを特徴とする。
【０００６】
また、例えば、前記振動部材（２０）は、前記透明部材（１８）の前記撮像素子（１２）が備えられた側とは反対側に備えられていてもよい。
【０００７】
また、例えば、前記透明部材（１８）の前記撮像素子（１２）が備えられた側とは反対側には、溶剤による洗浄が行われる清掃領域（３２）が設けられていてもよい。
【０００８】
また、例えば、前記エポキシ系紫外線硬化型接着剤は、当該エポキシ系紫外線硬化型接着剤を着色する添加剤を含んでいてもよい。
【０００９】
また、例えば、前記透明部材（１８）の少なくとも一部は、光学ローパスフィルタであってもよい。
【００１０】
また、例えば、前記透明部材（１８）は、前記撮像素子（１２）を封止する封止面（１８ｂ）と当該封止面（１８ｂ）と対向する外部面（１８ａ）とを有する封止部材であり、
前記外部面（１８ａ）には、前記エポキシ系紫外線硬化型接着剤が硬化した硬化物層（２１）が備えられており、当該硬化物層（２１）は前記外部面（１８ａ）に前記振動部材（２０）を固定していてもよい。
【００１１】
また、例えば、本発明に係る撮像装置は、
像を撮像する撮像素子（１２）と、
前記撮像素子（１２）と対向して備えられる透明部材（１８）と、
前記透明部材（１８）に備えられ、当該透明部材（１８）を振動させる振動部材（２０）とを有し、
前記透明部材（１８）と前記振動部材（２０）とをカチオン重合型紫外線硬化型接着剤で固定することを特徴とするものであってもよい。
【００１２】
また、例えば、前記振動部材（２０）は、前記透明部材（１８）の前記撮像素子（１２）が備えられた側とは反対側に備えられていてもよい。
【００１３】
また、例えば、前記透明部材（１８）の前記撮像素子（１２）が備えられた側とは反対側には、溶剤による洗浄が行われる清掃領域（３２）が設けられていてもよい。
【００１４】
また、例えば、前記硬化物層（２１）は、当該硬化物層（２１）を着色する添加剤を含んでいてもよい。
【００１５】
本発明に係る光学機器は、上記いずれかに記載の撮像装置を有する。
【００１６】
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つけて説明したが、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。更に、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】
【００１７】
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カメラの全体ブロック図、
図２は図１に示す撮像装置の平面図、
図３は図２に示すIII−III線に沿う概略断面図、
図４は図２に示すIV−IV線に沿う概略断面図、
図５は図３に示す撮像装置断面の要部拡大図、
図６（Ａ）〜図６（Ｅ）は振動モードを示す概略図である。
【００１８】
まず、図１に基づき、本実施形態のカメラの全体構成について説明する。撮像素子ユニット４は、カメラボディ４０の内部に、光学レンズ群４８の光軸αに対して撮像素子ユニット４の撮像素子１２が略垂直に交差するように配置される。撮像素子１２の光軸α方向の前方には、当該撮像素子１２と対向して防塵フィルタ１８が備えられている。防塵フィルタ１８については後述する。なお、本明細書中では、撮像素子１２からレンズ鏡筒４２の光学レンズ群４８に向かう方向を、光軸αの前方側として説明を行う。
【００１９】
図１に示すように、カメラボディ４０には、レンズ鏡筒４２が着脱自在に装着される。なお、コンパクトカメラなどでは、レンズ鏡筒４２とカメラボディ４０とが一体であるカメラもあり、カメラの種類は特に限定されない。また、スチルカメラに限らず、ビデオカメラ、顕微鏡、携帯電話などの光学機器にも適用できる。以下の説明では、説明の容易化のために、レンズ鏡筒４２とカメラボディ４０とが着脱自在となる一眼レフカメラについて説明する。
【００２０】
カメラボディ４０の内部において、撮像素子ユニット４の光軸α方向の前方には、シャッタ部材４４が配置してある。シャッタ部材４４の光軸α方向の前方には、ミラー４６が配置してあり、その光軸α方向の前方には、レンズ鏡筒４２に内蔵してある絞り部４７および光学レンズ群４８が配置してある。
【００２１】
カメラボディ４０には、ボディＣＰＵ５０が内蔵してあり、レンズ接点５４を介してレンズＣＰＵ５８に接続してある。レンズ接点５４は、カメラボディ４０に対してレンズ鏡筒４２を連結することで、ボディＣＰＵ５０と、レンズＣＰＵ５８とを電気的に接続するようになっている。ボディＣＰＵ５０には、電源５２が接続してある。電源５２は、カメラボディ４０に内蔵してある。
【００２２】
ボディＣＰＵ５０には、レリーズスイッチ５１、ストロボ５３、表示部５５、ジャイロセンサ７０、ＥＥＰＲＯＭ（メモリ）６０、防振スイッチ６２、防塵フィルタ駆動回路５６、画像処理コントローラ５９、ＡＦセンサ７２、防振追随制御ＩＣ７４などが接続してある。画像コントローラ５９には、インターフェース回路５７を介して、撮像素子ユニット４の撮像素子１２が接続してあり、撮像素子１２にて撮像された画像の画像処理を制御可能になっている。撮像素子１２は、たとえばＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子で構成される。
【００２３】
ボディＣＰＵ５０は、レンズ鏡筒４２との通信機能と、カメラボディ４０の制御機能を有している。また、ボディＣＰＵ５０はＥＥＰＲＯＭ６０から入力された情報と、ジャイロセンサ７０からの出力を受けて算出したブレの角度、焦点距離情報、距離情報から、防振駆動部目標位置を算出し、その防振駆動部目標位置を防振追従制御ＩＣ７４へ出力する。また、ボディＣＰＵ５０は、ジャイロセンサ７０のセンサ出力を図示しないアンプを介して取得し、ジャイロセンサ７０の角速度を積分することによって、振れ角度を求める。
【００２４】
また、ボディＣＰＵ５０は、レンズ鏡筒４２との装着が完全であるか否かの通信を行い、レンズＣＰＵ５８から入力された焦点距離、距離情報とジャイロセンサから目標位置を演算する。レリーズスイッチ５１が半押し時であれば、ＡＥ、ＡＦなどの状況に応じて、防振駆動等の撮影準備動作の指示を、レンズＣＰＵ５８と、防振追従制御ＩＣ７４とに出力する。全押し時にはミラー駆動、シャッタ駆動、絞り駆動等の指示を出力する。
【００２５】
表示部５５は、主として液晶表示装置などで構成され、出力結果やメニューなどを表示する。レリーズスイッチ５１は、シャッタ駆動のタイミングを操作するスイッチであり、ボディＣＰＵ５０にスイッチの状態を出力し、半押し時にはＡＦ、ＡＥ、状況により防振駆動を行い、全押し時には、ミラーアップ、シャッタ駆動等を行う。
【００２６】
ミラー４６は、構図決定の際にファインダーに像を映し出すためのもので、露光中は光路から退避する。ボディＣＰＵ５０からレリーズスイッチ５１の情報が入力され、全押し時にミラーアップ、露光終了後にミラーダウンを行う。不図示のミラー駆動部（例えばＤＣモータ）により駆動される。ミラー４６には、サブミラー４６ａが連結してある。
【００２７】
サブミラー４６ａは、ＡＦセンサに光を送るためのミラーであり、ミラーを通過した光束を反射してＡＦセンサに導く。このサブミラー４６ａは、露光中は光路から退避する。
【００２８】
シャッタ部材４４は、露光時間を制御する機構である。ボディＣＰＵ５０からレリーズスイッチ５１の情報が入力され、全押し時にシャッタ駆動を行う。不図示のシャッタ駆動部（例えばＤＣモータ）により駆動される。
【００２９】
ＡＦセンサ７２は、オートフォーカス（ＡＦ）を行うためのセンサである。このＡＦセンサ７２としては、通常ＣＣＤが用いられる。防振スイッチ６２は、防振ＯＮ、ＯＦＦの状態をボディＣＰＵ５０に出力する。ジャイロセンサ７０は、ボディに生じるブレの角速度を検出し、ボディＣＰＵ５０に出力する。ＥＥＰＲＯＭ６０は、ジャイロセンサのゲイン値、角度調整値などの情報を有し、ボディＣＰＵ５０に出力する。
【００３０】
防振追従制御ＩＣ７４は、防振制御を行うためのＩＣである。ボディＣＰＵ５０から入力された防振駆動部目標位置と、位置検出部から入力された防振駆動部位置情報から、防振駆動部移動量を算出し、防振駆動ドライバ７６へ出力する。ボディＣＰＵ５０では、ジャイロセンサ７０の出力を受けて算出したブレの角度、焦点距離エンコーダ６６で検出された焦点距離情報、距離エンコーダ６４で検出された距離情報などから、防振駆動部目標位置を算出し、その防振駆動部目標位置を防振追従制御ＩＣ７４へ出力する。
【００３１】
防振駆動ドライバ７６は、防振駆動部を制御するためのドライバであり、防振追従制御ＩＣ７４から駆動量の入力を受けて、不図示の防振駆動部の駆動方向、駆動量を制御し、像ブレ補正制御を行う。
【００３２】
図１に示すレンズ鏡筒４２には、焦点距離エンコーダ６６、距離エンコーダ６４、絞り部４７、絞り部４７を制御する駆動モータ６８、レンズＣＰＵ５８、ボディ部とのレンズ接点５４、及び、複数のレンズ群４８が具備してある。レンズ接点５４には、カメラボディ４０からレンズ駆動系電源を供給するための接点と、レンズＣＰＵ５８を駆動するためのＣＰＵ電源の接点とデジタル通信用の接点がある。
【００３３】
駆動系電源およびＣＰＵ電源はカメラボディ４０の電源５２から供給され、レンズＣＰＵ５８や駆動系の電源を供給している。デジタル通信用接点ではレンズＣＰＵ５８から出力された焦点距離、被写体距離、フォーカス位置情報等のデジタル情報をボディＣＰＵ５０に入力するための通信と、ボディＣＰＵ５０から出力されたフォーカス位置や絞り量等のデジタル情報をレンズＣＰＵ５８に入力するための通信を行う。ボディＣＰＵ５０からのフォーカス位置情報や絞り量情報を受けて、レンズＣＰＵ５８がＡＦ、絞り制御を行う。
【００３４】
焦点距離エンコーダ６６は、ズームレンズ群の位置情報より焦点距離を換算する。すなわち、焦点距離エンコーダ６６は、焦点距離をエンコードし、レンズＣＰＵに出力する。
【００３５】
距離エンコーダ６４は、フォーカシングレンズ群の位置情報より被写体距離を換算する。すなわち、距離エンコーダ６４は、被写体距離をエンコードし、レンズＣＰＵに出力する。
【００３６】
レンズＣＰＵ５８は、カメラボディ４０との通信機能、レンズ群４８の制御機能を有している。レンズＣＰＵには、焦点距離、被写体距離等が入力され、レンズ接点を介してボディＣＰＵ５０に出力する。ボディＣＰＵ５０からレンズ接点５４を介して、レリーズ情報、ＡＦ情報が入力される。
【００３７】
防塵フィルタ駆動回路５６は、後述する図２および図３に示す圧電素子２０に接続してあり、所定条件を満足する場合に、圧電素子２０を駆動し、図６（Ｂ）〜図６（Ｅ）に示すように、防塵フィルタ１８を振動させ、防塵フィルタ１８の表面に付着している塵埃などを飛ばして除去する動作を行う。なお図６（Ａ）は、圧電素子２０を駆動していない状態を示しており、図６（Ａ）〜図６（Ｅ）では圧電素子２０と防塵フィルタ１８との間の硬化物層は図示を省略している。
【００３８】
たとえば圧電素子２０には、周期的な矩形波もしくはサイン波等の電圧を印加する。このように防塵フィルタ駆動回路５６を制御して圧電素子２０に周期的な電圧を印加することにより、防塵フィルタ１８が振動し、塵埃が防塵フィルタ１８の表面から受けた慣性力が塵の付着力を上回ると、塵埃は防塵フィルタ１８の表面から離れる。
【００３９】
圧電素子２０の周期的な駆動は、低電圧でなるべく大きな振幅を得るために、防塵フィルタ１８の表面を共振させる振動数で圧電素子２０を駆動させることが好ましい。共振する周波数は、形状と材質と支持の方法と振動モードによって決まる。防塵フィルタ１８を支持する部分では振幅０となる節位置にて支持するようにすることが好ましい。
【００４０】
本実施形態に係る撮像素子ユニット４では、図６（Ｂ）〜図６（Ｅ）に示すように、振動モードに応じて圧電素子２０に印加する電圧の周波数等を変化させることにより、防塵フィルタ１８における節２２の位置を変化させることができる。その結果、ある特定の振動モードでは、防塵フィルタ１８の表面において、節２２の位置に吹き飛ばされずに残っていた塵埃などが、他の振動モードでは、節２２の位置が変化することから振動の加速度で吹き飛ばされることになる。その結果として、防塵フィルタ１８の外面全域に渡りゴミ除去が可能になる。
【００４１】
本実施形態では、図１に示すように、防塵フィルタ駆動回路５６には、振動モード選択回路８０が接続してある。振動モード選択回路８０は、ボディＣＰＵ５０を通して、防塵フィルタ駆動回路５６を制御する。
【００４２】
図２および図３に示すように、本実施形態に係る撮像素子ユニット４は、基板１０を有し、基板１０の光軸αの前方側の表面中央部には、撮像素子１２が固定してある。図３に示すように、撮像素子１２の周囲には、ケース１７が配置してあり、基板１０の光軸αの前方側の表面に、着脱自在に、あるいは着脱不可に固定してある。
【００４３】
図３および図４に示すケース１７は、たとえば合成樹脂あるいはセラミックなどの絶縁体などで構成され、その光軸αの前方側の表面には、内周側取付部１７ａと、外周側取付部１７ｂとが段差状に形成してある。ケース１７の内周側取付部１７ａには、光透過性を有する光学部材要素３０の外周が取り付けられる。その結果、撮像素子１２の周囲は、基板１０、ケース１７および光学部材要素３０により密封される。
【００４４】
ケース１７の外周側取付部１７ｂには、気密シール部材１６を介して防塵フィルタ１８が配置され、加圧部材１９によって気密シール部材１６へと押圧されている。本実施形態では、加圧部材１９として金属板を用い、加圧部材１９の変形に起因する弾性力により、防塵フィルタ１８を気密シール部材１６方向へと付勢している。防塵フィルタ１８の撮像素子１２が備えられた側の表面である封止面１８ｂは、加圧部材１９を、当該封止面１８ｂとケース１７の外周側取付部１７ｂとの間に挟んで押しつぶすことによって、光学部材要素３０等が配置された空間を封止している。
【００４５】
その結果、撮像素子１２および光学部材要素３０が設けられた収納空間が気密状態となり、塵埃がケース外部から収納空間に入るのを防止することができる。また、圧電素子２０は脆性材料を含む場合があるため、圧電素子２０を駆動すると、当該圧電素子２０自体が発塵することがある。しかし、本実施形態では圧電素子２０が収納空間の外部に配置されているため、圧電素子２０自体から発塵した塵埃が、収納空間に侵入することがほとんどなく、光学部材要素３０の表面への塵埃付着がさらに効果的に防止されている。
【００４６】
さらに、本実施形態では、圧電素子２０を、防塵フィルタ１８の撮像素子１２が備えられた側とは反対側の面である外部面１８ａに接着している。したがって、圧電素子２０と気密シール部材１６との位置関係を考慮しなくても、圧電素子２０を、光学部材要素３０が設けられた収納空間の外部に配置することができる。このように、圧電素子２０を防塵フィルタ１８の外部面１８ａに接着することで、圧電素子２０を、光学部材要素３０が設けられた収納空間の外部に配置しつつ、撮像素子ユニット４全体を小型化することが可能である。
【００４７】
図２に示す加圧部材１９は、ケース１７の外周側取付部１７ｂに、たとえば着脱自在にビス止めされており、ケース１７の上面に形成してある位置決めピン１７ｃにより、長方形状の防塵フィルタ１８の長手方向の位置決めが成されている。なお、図３および図４に示す気密シール部材１６は、たとえば発泡樹脂、ゴムなどの剛性の低い材料で構成してあり、気密を確保しながら、後述する防塵フィルタ１８の曲げ振動の動きを吸収するようになっている。
【００４８】
光学部材要素３０は、この実施形態では、複数の光学板の積層構造であり、水晶板１３と、赤外線吸収ガラス板１４と、水晶波長板（λ／４波長板）１５との積層板で構成してある。これらの積層板で構成される光学部材要素３０は、防塵フィルタ１８よりも小さな面積の長方形であり、しかも、撮像素子１２の平面側面積よりも大きく、撮像素子１２を全て覆う面積を有する。
【００４９】
水晶波長板１５は、直線偏光を円偏向に変えることができる光学板であり、赤外線吸収ガラス板１４は、赤外線を吸収する機能を有する。また、水晶板１３は、防塵フィルタ１８を構成する水晶板に対して、相互に複屈折の方向が９０度異なる水晶板であり、一方が９０度方向（短辺方向）の複屈折を有する水晶板であれば、他方の水晶板は、０度方向（長辺方向）の複屈折を有する水晶板である。本実施形態では、防塵フィルタ１８が０°方向（長辺方向）の複屈折を有する水晶板であり、水晶板１３が９０°方向（短辺方向）の複屈折を有する水晶板である。
【００５０】
すなわち、本実施形態では、相互に離れて配置された水晶板１３および防塵フィルタ１８と、これらの間に配置された赤外線吸収ガラス１４および水晶波長板１５とによって、光学ローパスフィルタ（ＯＬＰＦ）を構成している。ただし、本願の発明に係る透光部材としては、光学ローパスフィルタの一部である防塵フィルタ１８に限られない。たとえば、本発明に係るその他の実施形態としては、光学部材要素３０のみで光学ローパスフィルタを構成し、当該光学ローパスフィルタに対して、光軸αの前方側に配置された封止用ガラス等を透光部材とするものが挙げられる。
【００５１】
図２および図３に示すように、防塵フィルタ１８の外部面１８ａには、励振部材としての一対の圧電素子２０が、長方形状の防塵フィルタ１８の長辺方向Ｌに沿って両側位置に、短辺方向Ｓに平行に延在するように接着してある。圧電素子２０は、たとえばPZT素子で構成される。
【００５２】
本実施形態では、防塵フィルタ１８の長辺方向Ｌの両側に配置してある各圧電素子２０の外側に位置する節２２（図６参照）の近くにおいて、図２に示す加圧部材１９が、防塵フィルタ１８の外部面１８ａから気密シール部材１６の方向に押圧している。加圧部材１９は、防塵フィルタ１８の長辺方向Ｌの両側を、振動の節２２に平行に加圧するのみであり、防塵フィルタ１８における曲げ振動の節２２と直交する方向の両端部は加圧しない。防塵フィルタ１８の曲げ振動を抑制しないようにするためである。
【００５３】
また、本実施形態では、図３に示す圧電素子２０は、防塵フィルタ１８の外部面１８ａに、エポキシ系紫外線硬化型接着剤によって固定されている。図５の拡大図に示すように、防塵フィルタ１８の外部面１８ａには、エポキシ系紫外線硬化型接着剤が硬化した硬化物層２１が、圧電素子２０との間に形成されている。このように、硬化物層２１は、圧電素子２０を防塵フィルタ１８の外部面１８ａに固定している。
【００５４】
エポキシ系紫外線硬化型接着剤は、例えばアクリル系接着剤等にくらべて収縮率が小さいため、圧電素子２０を精度良く接着することが可能である。また、本実施形態では、表面硬化性に優れたエポキシ系紫外線硬化型接着剤を使用しているため、圧電素子２０と防塵フィルタ１８との接着面からはみ出している硬化物層２１のはみ出し部２１ａについても、接着剤が十分に硬化している。したがって本実施形態に係る撮像素子ユニット４では、はみ出し部等に残存した未硬化の接着剤が、防塵フィルタ１８の清掃作業時等に染み出し、防塵フィルタ１８を汚してしまうことを防止している。
【００５５】
また、エポキシ系紫外線硬化型接着剤を用いることによって、防塵フィルタ１８の封止面１８ｂ側から紫外線を照射することによって、圧電素子２０を容易に接着することができる。さらに、本実施形態では、紫外線硬化型接着剤を用いているため、熱硬化型接着剤を用いる場合にくらべて、接着時に防塵フィルタ１８が受ける熱負荷が抑制される。
【００５６】
本実施形態に用いるエポキシ系紫外線硬化型接着剤は、当該エポキシ系紫外線硬化型接着剤を着色する着色剤を含んでいてもよい。エポキシ系紫外線硬化型接着剤に着色剤が含まれていると、硬化物層２１も着色する。したがって、圧電素子２０を接着した後であっても、硬化物層２１を防塵フィルタ１８の封止面１８ｂ側から観察することによって、硬化物層２１の形状や硬化物層２１中に存在する気泡等を比較的容易に認識することが可能である。したがって、圧電素子２０と防塵フィルタ１８との接着状態の検査を、簡単に行うことができる。
【００５７】
また、硬化物層２１を着色することにより、当該硬化物層２１が不要な反射を起こすことを防止し、硬化物層が反射した光によって、撮像する像が劣化したり、撮像する像に不要な像が混入することを防止できる。さらに、着色剤が含まれる硬化物層２１が、圧電素子２０の少なくとも一部を覆っていてもよい。これによって、圧電素子が不要な反射を起こすことを防止し、圧電素子が反射した光によって、撮像する像が劣化したり、撮像する像に不要な像が混入することを防止できる。
【００５８】
さらに、本実施形態に係る防塵フィルタ１８の外部面１８ａには、図２において２点鎖線で示す清掃領域３２が設けられている。清掃領域３２は、外部面１８ａのうち、少なくとも撮像素子１２へ入射する光が当該防塵フィルタ１８を透過する透過領域１２ａ含むように形成されている。
【００５９】
カメラの組み立て時や、ユーザーメンテナンスの際には、アルコール等の溶剤を含ませた洗浄紙等を、清掃領域３２に押し当てて拭くことによって、当該清掃領域３２に付着した塵埃を除去する清掃作業が行われる。防塵フィルタ１８について、溶剤を用いた清掃作業を行うことによって、圧電素子２０によって当該防塵フィルタ１８を振動させただけでは除去しきれない塵埃を除去することが可能である。
【００６０】
本実施形態に係る防塵フィルタ１８では、清掃領域３２の長辺方向Ｌの両端部は、圧電素子２０に接しており、光学部材要素３０へ入射する光が当該防塵フィルタ１８を透過する透過領域３０ａを含むように清掃領域３２が形成されている。清掃領域３２は、撮像素子１２へ入射する光が当該防塵フィルタ１８を透過する透過領域１２ａを含み、透過領域１２ａに対して十分に広い領域にすることが好ましい。それによって、撮像素子１２への塵埃の写り込みを、より確実に防止することができる。なお、清掃領域は、撮像素子１２へ入射する光が当該防塵フィルタ１８を透過する透過領域１２ａを含んでいればよく、たとえば、硬化物層２１および加圧部材１９との接触面を除く外部面１８ａ全体であってもよい。
【００６１】
ここで、溶剤を用いて防塵フィルタ１８の外部面１８ａの清掃作業を行う際には、清掃作業で用いる溶剤が、硬化物層２１に接触する場合がある。その場合、圧電素子を接着する接着剤として、アクリル系接着剤等を用いる従来技術では、耐溶剤性が劣るため、接着剤が硬化した硬化物が、溶剤と接触した際に溶け出して、防塵フィルタを汚すという問題が発生していた。
【００６２】
また、従来技術では、接着剤が硬化した硬化物が、溶剤と接触した際に溶け出して、接着強度の低下または圧電素子の剥がれが発生するという問題が発生していた。しかし、本実施形態では、耐溶剤性の良いエポキシ系紫外線硬化型接着剤によって圧電素子２０を固定しているため、硬化物層２１が溶剤と接触した際に、硬化物層２１が溶け出すことを防止している。したがって、本実施形態に係る撮像素子ユニット４では、硬化物層２１が溶け出すことに起因する防塵フィルタ１８の汚れ、圧電素子２０の接着強度の低下または圧電素子２０の剥がれ等を防止することができる。
【００６３】
このように、本実施形態に係る撮像ユニット４では、エポキシ系紫外線硬化型接着剤を使用しているため、洗浄領域３２が形成されている外部面３２ａに、圧電素子２０を、高い接着信頼性およびメンテナンス性を確保した状態で接着することができる。
【００６４】
なお実施形態では、圧電素子２０を防塵フィルタ１８に接着する接着剤として、エポキシ系紫外線硬化型接着剤を用いているが、その他の実施形態として、活性種としてプロトン酸を有するカチオン重合型紫外線硬化型接着剤を用いても良い。カチオン重合型紫外線硬化型接着剤についても、エポキシ系紫外線硬化型接着剤と同様にして、圧電素子２０を防塵フィルタ１８に接着する接着剤として用いることができる。カチオン重合型紫外線硬化型接着剤を用いた場合でも、従来技術との比較において、上述の実施形態で述べたエポキシ系紫外線硬化型接着剤を用いる場合と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係るカメラの全体ブロック図である。
【図２】図２は図１に示す撮像装置の平面図である。
【図３】図３は図２に示すIII−III線に沿う概略断面図である。
【図４】図４は図２に示すIV−IV線に沿う概略断面図である。
【図５】図５は図３に示す撮像装置断面の要部拡大図である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｅ）は振動モードを示す概略図である。
【符号の説明】
【００６６】
４… 撮像素子ユニット
１２… 撮像素子
１３… 水晶板
１４… 赤外線吸収ガラス板
１５… 水晶波長板
１６… 気密シール部材
１７… ケース
１８… 防塵フィルタ
１８ａ… 外部面
１８ｂ… 封止面
２０… 圧電素子
２１… 硬化物層
３０… 光学部材要素
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴミの除去効果に優れた撮像装置および光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レンズ交換式デジタルカメラなどでは、撮像素子のフィルタ表面にゴミが付着し、撮影した映像にゴミが写りこむなどの問題がある。このような問題を解消するために、防塵部材を、撮像素子と光学系との間に配置し、撮像素子およびフィルタなどの防塵を図ると共に、防塵部材に付着したゴミなどを振動により除去するシステムが開発されている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、従来のシステムでは、防塵部材を振動させる圧電素子が、防塵部材における撮像素子側の面に取り付けられている。したがって、圧電素子自体が発塵することによって発生した塵埃が、防塵部材と撮像素子との間に配置された光学フィルタ等に付着し、これを除去することが困難であるという問題が発生していた。
【特許文献１】特開２００５−２００７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、フィルタ表面に付着したゴミなどを除去する除塵能力に優れる撮像装置と、その撮像装置を有する光学機器とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、
像を撮像する撮像素子と（１２）、
前記撮像素子（１２）と対向して備えられる透明部材（１８）と、
前記透明部材（１８）に備えられ、当該透明部材（１８）を振動させる振動部材（２０）とを有し、
前記透明部材（１８）と前記振動部材（２０）とをエポキシ系紫外線硬化型接着剤で固定することを特徴とする。
【０００６】
また、例えば、前記振動部材（２０）は、前記透明部材（１８）の前記撮像素子（１２）が備えられた側とは反対側に備えられていてもよい。
【０００７】
また、例えば、前記透明部材（１８）の前記撮像素子（１２）が備えられた側とは反対側には、溶剤による洗浄が行われる清掃領域（３２）が設けられていてもよい。
【０００８】
また、例えば、前記エポキシ系紫外線硬化型接着剤は、当該エポキシ系紫外線硬化型接着剤を着色する添加剤を含んでいてもよい。
【０００９】
また、例えば、前記透明部材（１８）の少なくとも一部は、光学ローパスフィルタであってもよい。
【００１０】
また、例えば、前記透明部材（１８）は、前記撮像素子（１２）を封止する封止面（１８ｂ）と当該封止面（１８ｂ）と対向する外部面（１８ａ）とを有する封止部材であり、
前記外部面（１８ａ）には、前記エポキシ系紫外線硬化型接着剤が硬化した硬化物層（２１）が備えられており、当該硬化物層（２１）は前記外部面（１８ａ）に前記振動部材（２０）を固定していてもよい。
【００１１】
また、例えば、本発明に係る撮像装置は、
像を撮像する撮像素子（１２）と、
前記撮像素子（１２）と対向して備えられる透明部材（１８）と、
前記透明部材（１８）に備えられ、当該透明部材（１８）を振動させる振動部材（２０）とを有し、
前記透明部材（１８）と前記振動部材（２０）とをカチオン重合型紫外線硬化型接着剤で固定することを特徴とするものであってもよい。
【００１２】
また、例えば、前記振動部材（２０）は、前記透明部材（１８）の前記撮像素子（１２）が備えられた側とは反対側に備えられていてもよい。
【００１３】
また、例えば、前記透明部材（１８）の前記撮像素子（１２）が備えられた側とは反対側には、溶剤による洗浄が行われる清掃領域（３２）が設けられていてもよい。
【００１４】
また、例えば、前記硬化物層（２１）は、当該硬化物層（２１）を着色する添加剤を含んでいてもよい。
【００１５】
本発明に係る光学機器は、上記いずれかに記載の撮像装置を有する。
【００１６】
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つけて説明したが、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。更に、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】
【００１７】
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カメラの全体ブロック図、
図２は図１に示す撮像装置の平面図、
図３は図２に示すIII−III線に沿う概略断面図、
図４は図２に示すIV−IV線に沿う概略断面図、
図５は図３に示す撮像装置断面の要部拡大図、
図６（Ａ）〜図６（Ｅ）は振動モードを示す概略図である。
【００１８】
まず、図１に基づき、本実施形態のカメラの全体構成について説明する。撮像素子ユニット４は、カメラボディ４０の内部に、光学レンズ群４８の光軸αに対して撮像素子ユニット４の撮像素子１２が略垂直に交差するように配置される。撮像素子１２の光軸α方向の前方には、当該撮像素子１２と対向して防塵フィルタ１８が備えられている。防塵フィルタ１８については後述する。なお、本明細書中では、撮像素子１２からレンズ鏡筒４２の光学レンズ群４８に向かう方向を、光軸αの前方側として説明を行う。
【００１９】
図１に示すように、カメラボディ４０には、レンズ鏡筒４２が着脱自在に装着される。なお、コンパクトカメラなどでは、レンズ鏡筒４２とカメラボディ４０とが一体であるカメラもあり、カメラの種類は特に限定されない。また、スチルカメラに限らず、ビデオカメラ、顕微鏡、携帯電話などの光学機器にも適用できる。以下の説明では、説明の容易化のために、レンズ鏡筒４２とカメラボディ４０とが着脱自在となる一眼レフカメラについて説明する。
【００２０】
カメラボディ４０の内部において、撮像素子ユニット４の光軸α方向の前方には、シャッタ部材４４が配置してある。シャッタ部材４４の光軸α方向の前方には、ミラー４６が配置してあり、その光軸α方向の前方には、レンズ鏡筒４２に内蔵してある絞り部４７および光学レンズ群４８が配置してある。
【００２１】
カメラボディ４０には、ボディＣＰＵ５０が内蔵してあり、レンズ接点５４を介してレンズＣＰＵ５８に接続してある。レンズ接点５４は、カメラボディ４０に対してレンズ鏡筒４２を連結することで、ボディＣＰＵ５０と、レンズＣＰＵ５８とを電気的に接続するようになっている。ボディＣＰＵ５０には、電源５２が接続してある。電源５２は、カメラボディ４０に内蔵してある。
【００２２】
ボディＣＰＵ５０には、レリーズスイッチ５１、ストロボ５３、表示部５５、ジャイロセンサ７０、ＥＥＰＲＯＭ（メモリ）６０、防振スイッチ６２、防塵フィルタ駆動回路５６、画像処理コントローラ５９、ＡＦセンサ７２、防振追随制御ＩＣ７４などが接続してある。画像コントローラ５９には、インターフェース回路５７を介して、撮像素子ユニット４の撮像素子１２が接続してあり、撮像素子１２にて撮像された画像の画像処理を制御可能になっている。撮像素子１２は、たとえばＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子で構成される。
【００２３】
ボディＣＰＵ５０は、レンズ鏡筒４２との通信機能と、カメラボディ４０の制御機能を有している。また、ボディＣＰＵ５０はＥＥＰＲＯＭ６０から入力された情報と、ジャイロセンサ７０からの出力を受けて算出したブレの角度、焦点距離情報、距離情報から、防振駆動部目標位置を算出し、その防振駆動部目標位置を防振追従制御ＩＣ７４へ出力する。また、ボディＣＰＵ５０は、ジャイロセンサ７０のセンサ出力を図示しないアンプを介して取得し、ジャイロセンサ７０の角速度を積分することによって、振れ角度を求める。
【００２４】
また、ボディＣＰＵ５０は、レンズ鏡筒４２との装着が完全であるか否かの通信を行い、レンズＣＰＵ５８から入力された焦点距離、距離情報とジャイロセンサから目標位置を演算する。レリーズスイッチ５１が半押し時であれば、ＡＥ、ＡＦなどの状況に応じて、防振駆動等の撮影準備動作の指示を、レンズＣＰＵ５８と、防振追従制御ＩＣ７４とに出力する。全押し時にはミラー駆動、シャッタ駆動、絞り駆動等の指示を出力する。
【００２５】
表示部５５は、主として液晶表示装置などで構成され、出力結果やメニューなどを表示する。レリーズスイッチ５１は、シャッタ駆動のタイミングを操作するスイッチであり、ボディＣＰＵ５０にスイッチの状態を出力し、半押し時にはＡＦ、ＡＥ、状況により防振駆動を行い、全押し時には、ミラーアップ、シャッタ駆動等を行う。
【００２６】
ミラー４６は、構図決定の際にファインダーに像を映し出すためのもので、露光中は光路から退避する。ボディＣＰＵ５０からレリーズスイッチ５１の情報が入力され、全押し時にミラーアップ、露光終了後にミラーダウンを行う。不図示のミラー駆動部（例えばＤＣモータ）により駆動される。ミラー４６には、サブミラー４６ａが連結してある。
【００２７】
サブミラー４６ａは、ＡＦセンサに光を送るためのミラーであり、ミラーを通過した光束を反射してＡＦセンサに導く。このサブミラー４６ａは、露光中は光路から退避する。
【００２８】
シャッタ部材４４は、露光時間を制御する機構である。ボディＣＰＵ５０からレリーズスイッチ５１の情報が入力され、全押し時にシャッタ駆動を行う。不図示のシャッタ駆動部（例えばＤＣモータ）により駆動される。
【００２９】
ＡＦセンサ７２は、オートフォーカス（ＡＦ）を行うためのセンサである。このＡＦセンサ７２としては、通常ＣＣＤが用いられる。防振スイッチ６２は、防振ＯＮ、ＯＦＦの状態をボディＣＰＵ５０に出力する。ジャイロセンサ７０は、ボディに生じるブレの角速度を検出し、ボディＣＰＵ５０に出力する。ＥＥＰＲＯＭ６０は、ジャイロセンサのゲイン値、角度調整値などの情報を有し、ボディＣＰＵ５０に出力する。
【００３０】
防振追従制御ＩＣ７４は、防振制御を行うためのＩＣである。ボディＣＰＵ５０から入力された防振駆動部目標位置と、位置検出部から入力された防振駆動部位置情報から、防振駆動部移動量を算出し、防振駆動ドライバ７６へ出力する。ボディＣＰＵ５０では、ジャイロセンサ７０の出力を受けて算出したブレの角度、焦点距離エンコーダ６６で検出された焦点距離情報、距離エンコーダ６４で検出された距離情報などから、防振駆動部目標位置を算出し、その防振駆動部目標位置を防振追従制御ＩＣ７４へ出力する。
【００３１】
防振駆動ドライバ７６は、防振駆動部を制御するためのドライバであり、防振追従制御ＩＣ７４から駆動量の入力を受けて、不図示の防振駆動部の駆動方向、駆動量を制御し、像ブレ補正制御を行う。
【００３２】
図１に示すレンズ鏡筒４２には、焦点距離エンコーダ６６、距離エンコーダ６４、絞り部４７、絞り部４７を制御する駆動モータ６８、レンズＣＰＵ５８、ボディ部とのレンズ接点５４、及び、複数のレンズ群４８が具備してある。レンズ接点５４には、カメラボディ４０からレンズ駆動系電源を供給するための接点と、レンズＣＰＵ５８を駆動するためのＣＰＵ電源の接点とデジタル通信用の接点がある。
【００３３】
駆動系電源およびＣＰＵ電源はカメラボディ４０の電源５２から供給され、レンズＣＰＵ５８や駆動系の電源を供給している。デジタル通信用接点ではレンズＣＰＵ５８から出力された焦点距離、被写体距離、フォーカス位置情報等のデジタル情報をボディＣＰＵ５０に入力するための通信と、ボディＣＰＵ５０から出力されたフォーカス位置や絞り量等のデジタル情報をレンズＣＰＵ５８に入力するための通信を行う。ボディＣＰＵ５０からのフォーカス位置情報や絞り量情報を受けて、レンズＣＰＵ５８がＡＦ、絞り制御を行う。
【００３４】
焦点距離エンコーダ６６は、ズームレンズ群の位置情報より焦点距離を換算する。すなわち、焦点距離エンコーダ６６は、焦点距離をエンコードし、レンズＣＰＵに出力する。
【００３５】
距離エンコーダ６４は、フォーカシングレンズ群の位置情報より被写体距離を換算する。すなわち、距離エンコーダ６４は、被写体距離をエンコードし、レンズＣＰＵに出力する。
【００３６】
レンズＣＰＵ５８は、カメラボディ４０との通信機能、レンズ群４８の制御機能を有している。レンズＣＰＵには、焦点距離、被写体距離等が入力され、レンズ接点を介してボディＣＰＵ５０に出力する。ボディＣＰＵ５０からレンズ接点５４を介して、レリーズ情報、ＡＦ情報が入力される。
【００３７】
防塵フィルタ駆動回路５６は、後述する図２および図３に示す圧電素子２０に接続してあり、所定条件を満足する場合に、圧電素子２０を駆動し、図６（Ｂ）〜図６（Ｅ）に示すように、防塵フィルタ１８を振動させ、防塵フィルタ１８の表面に付着している塵埃などを飛ばして除去する動作を行う。なお図６（Ａ）は、圧電素子２０を駆動していない状態を示しており、図６（Ａ）〜図６（Ｅ）では圧電素子２０と防塵フィルタ１８との間の硬化物層は図示を省略している。
【００３８】
たとえば圧電素子２０には、周期的な矩形波もしくはサイン波等の電圧を印加する。このように防塵フィルタ駆動回路５６を制御して圧電素子２０に周期的な電圧を印加することにより、防塵フィルタ１８が振動し、塵埃が防塵フィルタ１８の表面から受けた慣性力が塵の付着力を上回ると、塵埃は防塵フィルタ１８の表面から離れる。
【００３９】
圧電素子２０の周期的な駆動は、低電圧でなるべく大きな振幅を得るために、防塵フィルタ１８の表面を共振させる振動数で圧電素子２０を駆動させることが好ましい。共振する周波数は、形状と材質と支持の方法と振動モードによって決まる。防塵フィルタ１８を支持する部分では振幅０となる節位置にて支持するようにすることが好ましい。
【００４０】
本実施形態に係る撮像素子ユニット４では、図６（Ｂ）〜図６（Ｅ）に示すように、振動モードに応じて圧電素子２０に印加する電圧の周波数等を変化させることにより、防塵フィルタ１８における節２２の位置を変化させることができる。その結果、ある特定の振動モードでは、防塵フィルタ１８の表面において、節２２の位置に吹き飛ばされずに残っていた塵埃などが、他の振動モードでは、節２２の位置が変化することから振動の加速度で吹き飛ばされることになる。その結果として、防塵フィルタ１８の外面全域に渡りゴミ除去が可能になる。
【００４１】
本実施形態では、図１に示すように、防塵フィルタ駆動回路５６には、振動モード選択回路８０が接続してある。振動モード選択回路８０は、ボディＣＰＵ５０を通して、防塵フィルタ駆動回路５６を制御する。
【００４２】
図２および図３に示すように、本実施形態に係る撮像素子ユニット４は、基板１０を有し、基板１０の光軸αの前方側の表面中央部には、撮像素子１２が固定してある。図３に示すように、撮像素子１２の周囲には、ケース１７が配置してあり、基板１０の光軸αの前方側の表面に、着脱自在に、あるいは着脱不可に固定してある。
【００４３】
図３および図４に示すケース１７は、たとえば合成樹脂あるいはセラミックなどの絶縁体などで構成され、その光軸αの前方側の表面には、内周側取付部１７ａと、外周側取付部１７ｂとが段差状に形成してある。ケース１７の内周側取付部１７ａには、光透過性を有する光学部材要素３０の外周が取り付けられる。その結果、撮像素子１２の周囲は、基板１０、ケース１７および光学部材要素３０により密封される。
【００４４】
ケース１７の外周側取付部１７ｂには、気密シール部材１６を介して防塵フィルタ１８が配置され、加圧部材１９によって気密シール部材１６へと押圧されている。本実施形態では、加圧部材１９として金属板を用い、加圧部材１９の変形に起因する弾性力により、防塵フィルタ１８を気密シール部材１６方向へと付勢している。防塵フィルタ１８の撮像素子１２が備えられた側の表面である封止面１８ｂは、加圧部材１９を、当該封止面１８ｂとケース１７の外周側取付部１７ｂとの間に挟んで押しつぶすことによって、光学部材要素３０等が配置された空間を封止している。
【００４５】
その結果、撮像素子１２および光学部材要素３０が設けられた収納空間が気密状態となり、塵埃がケース外部から収納空間に入るのを防止することができる。また、圧電素子２０は脆性材料を含む場合があるため、圧電素子２０を駆動すると、当該圧電素子２０自体が発塵することがある。しかし、本実施形態では圧電素子２０が収納空間の外部に配置されているため、圧電素子２０自体から発塵した塵埃が、収納空間に侵入することがほとんどなく、光学部材要素３０の表面への塵埃付着がさらに効果的に防止されている。
【００４６】
さらに、本実施形態では、圧電素子２０を、防塵フィルタ１８の撮像素子１２が備えられた側とは反対側の面である外部面１８ａに接着している。したがって、圧電素子２０と気密シール部材１６との位置関係を考慮しなくても、圧電素子２０を、光学部材要素３０が設けられた収納空間の外部に配置することができる。このように、圧電素子２０を防塵フィルタ１８の外部面１８ａに接着することで、圧電素子２０を、光学部材要素３０が設けられた収納空間の外部に配置しつつ、撮像素子ユニット４全体を小型化することが可能である。
【００４７】
図２に示す加圧部材１９は、ケース１７の外周側取付部１７ｂに、たとえば着脱自在にビス止めされており、ケース１７の上面に形成してある位置決めピン１７ｃにより、長方形状の防塵フィルタ１８の長手方向の位置決めが成されている。なお、図３および図４に示す気密シール部材１６は、たとえば発泡樹脂、ゴムなどの剛性の低い材料で構成してあり、気密を確保しながら、後述する防塵フィルタ１８の曲げ振動の動きを吸収するようになっている。
【００４８】
光学部材要素３０は、この実施形態では、複数の光学板の積層構造であり、水晶板１３と、赤外線吸収ガラス板１４と、水晶波長板（λ／４波長板）１５との積層板で構成してある。これらの積層板で構成される光学部材要素３０は、防塵フィルタ１８よりも小さな面積の長方形であり、しかも、撮像素子１２の平面側面積よりも大きく、撮像素子１２を全て覆う面積を有する。
【００４９】
水晶波長板１５は、直線偏光を円偏向に変えることができる光学板であり、赤外線吸収ガラス板１４は、赤外線を吸収する機能を有する。また、水晶板１３は、防塵フィルタ１８を構成する水晶板に対して、相互に複屈折の方向が９０度異なる水晶板であり、一方が９０度方向（短辺方向）の複屈折を有する水晶板であれば、他方の水晶板は、０度方向（長辺方向）の複屈折を有する水晶板である。本実施形態では、防塵フィルタ１８が０°方向（長辺方向）の複屈折を有する水晶板であり、水晶板１３が９０°方向（短辺方向）の複屈折を有する水晶板である。
【００５０】
すなわち、本実施形態では、相互に離れて配置された水晶板１３および防塵フィルタ１８と、これらの間に配置された赤外線吸収ガラス１４および水晶波長板１５とによって、光学ローパスフィルタ（ＯＬＰＦ）を構成している。ただし、本願の発明に係る透光部材としては、光学ローパスフィルタの一部である防塵フィルタ１８に限られない。たとえば、本発明に係るその他の実施形態としては、光学部材要素３０のみで光学ローパスフィルタを構成し、当該光学ローパスフィルタに対して、光軸αの前方側に配置された封止用ガラス等を透光部材とするものが挙げられる。
【００５１】
図２および図３に示すように、防塵フィルタ１８の外部面１８ａには、励振部材としての一対の圧電素子２０が、長方形状の防塵フィルタ１８の長辺方向Ｌに沿って両側位置に、短辺方向Ｓに平行に延在するように接着してある。圧電素子２０は、たとえばPZT素子で構成される。
【００５２】
本実施形態では、防塵フィルタ１８の長辺方向Ｌの両側に配置してある各圧電素子２０の外側に位置する節２２（図６参照）の近くにおいて、図２に示す加圧部材１９が、防塵フィルタ１８の外部面１８ａから気密シール部材１６の方向に押圧している。加圧部材１９は、防塵フィルタ１８の長辺方向Ｌの両側を、振動の節２２に平行に加圧するのみであり、防塵フィルタ１８における曲げ振動の節２２と直交する方向の両端部は加圧しない。防塵フィルタ１８の曲げ振動を抑制しないようにするためである。
【００５３】
また、本実施形態では、図３に示す圧電素子２０は、防塵フィルタ１８の外部面１８ａに、エポキシ系紫外線硬化型接着剤によって固定されている。図５の拡大図に示すように、防塵フィルタ１８の外部面１８ａには、エポキシ系紫外線硬化型接着剤が硬化した硬化物層２１が、圧電素子２０との間に形成されている。このように、硬化物層２１は、圧電素子２０を防塵フィルタ１８の外部面１８ａに固定している。
【００５４】
エポキシ系紫外線硬化型接着剤は、例えばアクリル系接着剤等にくらべて収縮率が小さいため、圧電素子２０を精度良く接着することが可能である。また、本実施形態では、表面硬化性に優れたエポキシ系紫外線硬化型接着剤を使用しているため、圧電素子２０と防塵フィルタ１８との接着面からはみ出している硬化物層２１のはみ出し部２１ａについても、接着剤が十分に硬化している。したがって本実施形態に係る撮像素子ユニット４では、はみ出し部等に残存した未硬化の接着剤が、防塵フィルタ１８の清掃作業時等に染み出し、防塵フィルタ１８を汚してしまうことを防止している。
【００５５】
また、エポキシ系紫外線硬化型接着剤を用いることによって、防塵フィルタ１８の封止面１８ｂ側から紫外線を照射することによって、圧電素子２０を容易に接着することができる。さらに、本実施形態では、紫外線硬化型接着剤を用いているため、熱硬化型接着剤を用いる場合にくらべて、接着時に防塵フィルタ１８が受ける熱負荷が抑制される。
【００５６】
本実施形態に用いるエポキシ系紫外線硬化型接着剤は、当該エポキシ系紫外線硬化型接着剤を着色する着色剤を含んでいてもよい。エポキシ系紫外線硬化型接着剤に着色剤が含まれていると、硬化物層２１も着色する。したがって、圧電素子２０を接着した後であっても、硬化物層２１を防塵フィルタ１８の封止面１８ｂ側から観察することによって、硬化物層２１の形状や硬化物層２１中に存在する気泡等を比較的容易に認識することが可能である。したがって、圧電素子２０と防塵フィルタ１８との接着状態の検査を、簡単に行うことができる。
【００５７】
また、硬化物層２１を着色することにより、当該硬化物層２１が不要な反射を起こすことを防止し、硬化物層が反射した光によって、撮像する像が劣化したり、撮像する像に不要な像が混入することを防止できる。さらに、着色剤が含まれる硬化物層２１が、圧電素子２０の少なくとも一部を覆っていてもよい。これによって、圧電素子が不要な反射を起こすことを防止し、圧電素子が反射した光によって、撮像する像が劣化したり、撮像する像に不要な像が混入することを防止できる。
【００５８】
さらに、本実施形態に係る防塵フィルタ１８の外部面１８ａには、図２において２点鎖線で示す清掃領域３２が設けられている。清掃領域３２は、外部面１８ａのうち、少なくとも撮像素子１２へ入射する光が当該防塵フィルタ１８を透過する透過領域１２ａ含むように形成されている。
【００５９】
カメラの組み立て時や、ユーザーメンテナンスの際には、アルコール等の溶剤を含ませた洗浄紙等を、清掃領域３２に押し当てて拭くことによって、当該清掃領域３２に付着した塵埃を除去する清掃作業が行われる。防塵フィルタ１８について、溶剤を用いた清掃作業を行うことによって、圧電素子２０によって当該防塵フィルタ１８を振動させただけでは除去しきれない塵埃を除去することが可能である。
【００６０】
本実施形態に係る防塵フィルタ１８では、清掃領域３２の長辺方向Ｌの両端部は、圧電素子２０に接しており、光学部材要素３０へ入射する光が当該防塵フィルタ１８を透過する透過領域３０ａを含むように清掃領域３２が形成されている。清掃領域３２は、撮像素子１２へ入射する光が当該防塵フィルタ１８を透過する透過領域１２ａを含み、透過領域１２ａに対して十分に広い領域にすることが好ましい。それによって、撮像素子１２への塵埃の写り込みを、より確実に防止することができる。なお、清掃領域は、撮像素子１２へ入射する光が当該防塵フィルタ１８を透過する透過領域１２ａを含んでいればよく、たとえば、硬化物層２１および加圧部材１９との接触面を除く外部面１８ａ全体であってもよい。
【００６１】
ここで、溶剤を用いて防塵フィルタ１８の外部面１８ａの清掃作業を行う際には、清掃作業で用いる溶剤が、硬化物層２１に接触する場合がある。その場合、圧電素子を接着する接着剤として、アクリル系接着剤等を用いる従来技術では、耐溶剤性が劣るため、接着剤が硬化した硬化物が、溶剤と接触した際に溶け出して、防塵フィルタを汚すという問題が発生していた。
【００６２】
また、従来技術では、接着剤が硬化した硬化物が、溶剤と接触した際に溶け出して、接着強度の低下または圧電素子の剥がれが発生するという問題が発生していた。しかし、本実施形態では、耐溶剤性の良いエポキシ系紫外線硬化型接着剤によって圧電素子２０を固定しているため、硬化物層２１が溶剤と接触した際に、硬化物層２１が溶け出すことを防止している。したがって、本実施形態に係る撮像素子ユニット４では、硬化物層２１が溶け出すことに起因する防塵フィルタ１８の汚れ、圧電素子２０の接着強度の低下または圧電素子２０の剥がれ等を防止することができる。
【００６３】
このように、本実施形態に係る撮像ユニット４では、エポキシ系紫外線硬化型接着剤を使用しているため、洗浄領域３２が形成されている外部面３２ａに、圧電素子２０を、高い接着信頼性およびメンテナンス性を確保した状態で接着することができる。
【００６４】
なお実施形態では、圧電素子２０を防塵フィルタ１８に接着する接着剤として、エポキシ系紫外線硬化型接着剤を用いているが、その他の実施形態として、活性種としてプロトン酸を有するカチオン重合型紫外線硬化型接着剤を用いても良い。カチオン重合型紫外線硬化型接着剤についても、エポキシ系紫外線硬化型接着剤と同様にして、圧電素子２０を防塵フィルタ１８に接着する接着剤として用いることができる。カチオン重合型紫外線硬化型接着剤を用いた場合でも、従来技術との比較において、上述の実施形態で述べたエポキシ系紫外線硬化型接着剤を用いる場合と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係るカメラの全体ブロック図である。
【図２】図２は図１に示す撮像装置の平面図である。
【図３】図３は図２に示すIII−III線に沿う概略断面図である。
【図４】図４は図２に示すIV−IV線に沿う概略断面図である。
【図５】図５は図３に示す撮像装置断面の要部拡大図である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｅ）は振動モードを示す概略図である。
【符号の説明】
【００６６】
４… 撮像素子ユニット
１２… 撮像素子
１３… 水晶板
１４… 赤外線吸収ガラス板
１５… 水晶波長板
１６… 気密シール部材
１７… ケース
１８… 防塵フィルタ
１８ａ… 外部面
１８ｂ… 封止面
２０… 圧電素子
２１… 硬化物層
３０… 光学部材要素
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子と対向して備えられる透明部材と、
前記透明部材に備えられ、当該透明部材を振動させる振動部材とを有し、
前記透明部材と前記振動部材とをエポキシ系紫外線硬化型接着剤で固定することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載された撮像装置であって、
前記振動部材は、前記透明部材の前記撮像素子が備えられた側とは反対側に備えられていることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮像装置であって、
前記透明部材の前記撮像素子が備えられた側とは反対側には、溶剤による洗浄が行われる清掃領域が設けられていることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記エポキシ系紫外線硬化型接着剤は、当該エポキシ系紫外線硬化型接着剤を着色する添加剤を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記透明部材の少なくとも一部は、光学ローパスフィルタであることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記透明部材は、前記撮像素子を封止する封止面と当該封止面と対向する外部面とを有する封止部材であり、
前記外部面には、前記エポキシ系紫外線硬化型接着剤が硬化した硬化物層が備えられており、当該硬化物層は前記外部面に前記振動部材を固定していることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
像を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子と対向して備えられる透明部材と、
前記透明部材に備えられ、当該透明部材を振動させる振動部材とを有し、
前記透明部材と前記振動部材とをカチオン重合型紫外線硬化型接着剤で固定することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載された撮像装置であって、
前記振動部材は、前記透明部材の前記撮像素子が備えられた側とは反対側に備えられていることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の撮像装置であって、
前記透明部材の前記撮像素子が備えられた側とは反対側には、溶剤による洗浄が行われる清掃領域が設けられていることを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記カチオン型紫外線硬化型接着剤は、当該カチオン型紫外線硬化型接着剤を着色する添加剤を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の撮像装置を有する光学機器。
【請求項１】
像を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子と対向して備えられる透明部材と、
前記透明部材に備えられ、当該透明部材を振動させる振動部材とを有し、
前記透明部材と前記振動部材とをエポキシ系紫外線硬化型接着剤で固定することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載された撮像装置であって、
前記振動部材は、前記透明部材の前記撮像素子が備えられた側とは反対側に備えられていることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮像装置であって、
前記透明部材の前記撮像素子が備えられた側とは反対側には、溶剤による洗浄が行われる清掃領域が設けられていることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記エポキシ系紫外線硬化型接着剤は、当該エポキシ系紫外線硬化型接着剤を着色する添加剤を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記透明部材の少なくとも一部は、光学ローパスフィルタであることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記透明部材は、前記撮像素子を封止する封止面と当該封止面と対向する外部面とを有する封止部材であり、
前記外部面には、前記エポキシ系紫外線硬化型接着剤が硬化した硬化物層が備えられており、当該硬化物層は前記外部面に前記振動部材を固定していることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
像を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子と対向して備えられる透明部材と、
前記透明部材に備えられ、当該透明部材を振動させる振動部材とを有し、
前記透明部材と前記振動部材とをカチオン重合型紫外線硬化型接着剤で固定することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載された撮像装置であって、
前記振動部材は、前記透明部材の前記撮像素子が備えられた側とは反対側に備えられていることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の撮像装置であって、
前記透明部材の前記撮像素子が備えられた側とは反対側には、溶剤による洗浄が行われる清掃領域が設けられていることを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれかに記載の撮像装置であって、
前記カチオン型紫外線硬化型接着剤は、当該カチオン型紫外線硬化型接着剤を着色する添加剤を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の撮像装置を有する光学機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１３０６１５（Ｐ２００９−１３０６１５Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０３２９２（Ｐ２００７−３０３２９２）
【出願日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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