撮像装置用清掃装置、撮像装置の清掃方法、並びに撮像装置
【課題】撮像装置の大型化、および部品、製造コストアップを招くことなく、より効果的に光学透過部材の表面に付着した塵埃を除去する。
【解決手段】清掃装置２は、筐体２８、および移動機構２９を備える。筐体２８は、振動発生部３１、および振動発生部３１の駆動により振動する振動板３２を有する。移動機構２９は、本体２ａ内に収納する収納位置と、ＣＣＤ２０の被写体側に配された光学ローパスフィルタ２７の表面に近接する繰り出し位置との間で筐体２８を移動させる。筐体２８が繰り出し位置に移動されると、ＯＬＰＦ２７の表面のＣＣＤ２０の撮像範囲２０ａ外に、振動板３２が接触する。振動板３２の振動は、ＯＬＰＦ２７に伝達され、ＯＬＰＦ２７の表面に付着した塵埃が振るい落とされる。
【解決手段】清掃装置２は、筐体２８、および移動機構２９を備える。筐体２８は、振動発生部３１、および振動発生部３１の駆動により振動する振動板３２を有する。移動機構２９は、本体２ａ内に収納する収納位置と、ＣＣＤ２０の被写体側に配された光学ローパスフィルタ２７の表面に近接する繰り出し位置との間で筐体２８を移動させる。筐体２８が繰り出し位置に移動されると、ＯＬＰＦ２７の表面のＣＣＤ２０の撮像範囲２０ａ外に、振動板３２が接触する。振動板３２の振動は、ＯＬＰＦ２７に伝達され、ＯＬＰＦ２７の表面に付着した塵埃が振るい落とされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ交換式の撮像装置に設けられた光学透過部材の表面を清掃するための清掃装置、清掃方法、並びに清掃装置が装着される撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置として、ＣＣＤなどの固体撮像素子で被写体像を撮像し、これにより得られた撮像信号をデジタルの画像データに変換して、画像データをメモリカードなどに記録するデジタルカメラが普及している。このようなデジタルカメラには、被写体像を固体撮像素子の撮像面に結像する対物光学系を有するレンズユニットとカメラ本体とが、マウントを介して着脱自在とされた、いわゆるレンズ交換式カメラがある。
【０００３】
レンズ交換式カメラは、その構造上、レンズユニットを交換する際などに、外部から侵入した塵埃が、固体撮像素子の被写体側に配された光学透過部材（光学ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ、カバーガラスなど）の表面に付着する。塵埃が付着すると、画像に塵埃が写り込んで画質を著しく劣化させてしまう。
【０００４】
この問題を解決するために、光学透過部材の表面に付着した塵埃を除去するための技術が種々提案されている（特許文献１〜４）。特許文献１に記載の撮像装置は、鏡筒が固着された固定台に、板バネを介してＣＣＤの受け台を支持し、ピエゾ素子を用いて受け台を振動させることで、塵埃を振るい落としている。特許文献２は、ＣＣＤの上辺、下辺にそれぞれ給排ダクトを対向して配置し、ブロアなどでエアーを送って光学透過部材の表面に吹き付け、塵埃を吹き飛ばす電子カメラについて開示している。
【０００５】
特許文献３、４には、レンズ交換式カメラのマウントに装着して使用する清掃装置が記載されている。塵埃を除去する態様として、光学透過部材の表面に送風または吸引する、ワイパー（軟質の清掃部材）を摺動させる、粘着部を接触させるなどの例が挙げられている。
【特許文献１】特開平８−０７９６３３号公報
【特許文献２】特開２００３−３１９２１８号公報
【特許文献３】特開２００４−３２６０９５号公報
【特許文献４】特開２００５−１８１３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２に記載の技術では、塵埃を除去する機構を撮像装置に設けているため、撮像装置の大型化、および部品、製造コストアップを招くという問題があった。また、塵埃の除去はさほど頻繁に行うものではないので、塵埃を除去する機構を撮像装置に設けることは、塵埃を除去する効果よりも上記のような弊害のほうが大きく、得策ではない。
【０００７】
一方、特許文献３、４に記載の技術は、撮像装置とは別に清掃装置を設けているので、特許文献１、２に記載の技術のような弊害は解消されるが、光学透過部材の表面に送風または吸引するのみでは塵埃を除去する効果が薄い。また、ワイパー（軟質の清掃部材）を摺動させる、あるいは粘着部を接触させる場合は、金属粉などの硬質な塵埃によって光学透過部材の表面が傷付けられるおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、撮像装置の大型化、および部品、製造コストアップを招くことなく、より効果的に光学透過部材の表面に付着した塵埃を除去することができる撮像装置用清掃装置、撮像装置の清掃方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、故障を防止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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、撮像装置用清掃装置であって、被写体像を撮像する固体撮像素子を備える撮像装置に装着される本体と、振動体、および前記振動体を振動させる振動発生手段を有する筐体と、前記本体内に収納される収納位置と、固体撮像素子の被写体側に配された光学透過部材の表面に近接する繰り出し位置との間で前記筐体を移動させる移動機構とを備え、光学透過部材の表面に付着した塵埃を、前記振動体の振動により振るい落とすことを特徴とする。
【００１１】
前記振動体は、光学透過部材の表面に接触して光学透過部材に振動を与えることが好ましい。この場合、前記振動体が光学透過部材の表面に接触する位置は、光学透過部材の表面の固体撮像素子の撮像範囲外であることが好ましい。
【００１２】
光学透過部材の表面に接触して、光学透過部材の表面に対向する前記筐体の面とともに光学透過部材の表面の周辺の第一空間を囲繞する第一囲繞部材を備えることが好ましい。この場合、前記第一囲繞部材が光学透過部材の表面に接触する位置は、光学透過部材の表面の固体撮像素子の撮像範囲外であることが好ましい。
【００１３】
前記第一囲繞部材は、前記振動体であることが好ましい。あるいは、前記第一囲繞部材は、光学透過部材の表面に対向する前記筐体の面の周縁全体から延設された脚部であることが好ましい。
【００１４】
清浄な空気と第一空間内の空気を置換して塵埃を除去する第一置換手段を備えることが好ましい。この場合、前記第一置換手段は、空気が通過する第一通路と、前記第一通路に設けられた第一ファンと、前記第一ファンの吸気側に配され、塵埃を捕捉する第一フィルタとからなることが好ましい。
【００１５】
空気をイオン化するイオナイザと、前記イオナイザでイオン化した空気と第一空間内の空気を置換して塵埃を除去する第二置換手段とを備えることが好ましい。この場合、前記第二置換手段は、空気が通過する第二通路と、前記第二通路に設けられた第二ファンと、前記第二ファンの吸気側に配され、塵埃を捕捉する第二フィルタとからなることが好ましい。
【００１６】
第一空間内に洗浄液を注液する注液手段と、洗浄液を回収する液回収手段とを備え、前記振動発生手段は、超音波の周波数帯域で前記振動体を振動させ、前記振動体の振動により洗浄液に超音波振動を与えて超音波洗浄を行うことが好ましい。
【００１７】
清浄な空気と第一空間内の空気を置換して、前記液回収手段で洗浄液を回収した後に第一空間内に残存した洗浄液を除去する第三置換手段を備えることが好ましい。この場合、前記第三置換手段は、空気が通過する第三通路と、前記第三通路に設けられた第三ファンと、前記第三ファンの吸気側に配され、塵埃を捕捉する第三フィルタとを有することが好ましい。また、洗浄液が通過する流路と前記第三通路とは、共通化されていることが好ましい。
【００１８】
前記第一囲繞部材に光学透過部材の表面を吸着させる吸着手段を備えることが好ましい。この場合、前記吸着手段による前記第一囲繞部材と光学透過部材の表面との吸着状態を検知する吸着状態検知手段を備え、前記吸着状態検知手段の検知結果に応じて、超音波洗浄の実施可否を決定することが好ましい。また、前記吸着状態検知手段は、吸着部分の圧力を計測する圧力計であることが好ましい。
【００１９】
光学透過部材の表面に接触して、前記筐体の周辺の第二空間を囲繞する第二囲繞部材を備え、前記吸着手段は、空気が通過する第四通路と、前記第四通路に設けられ、第二空間内の空気を吸引する第四ファンとからなることが好ましい。
【００２０】
前記本体の姿勢を検知する姿勢検知手段を備え、前記姿勢検知手段の検知結果に応じて、前記振動体による塵埃の振るい落としの実施可否を決定することが好ましい。
【００２１】
前記撮像装置に設けられたレンズ交換用のボディマウントに装着されるマウントを備えることが好ましい。
【００２２】
請求項２２に記載の発明は、撮像装置の清掃方法であって、被写体像を撮像する固体撮像素子を備える撮像装置に清掃装置本体を装着後、本体内に収納される収納位置から、固体撮像素子の被写体側に配された光学透過部材の表面に近接する繰り出し位置に筐体を移動させる繰り出し工程と、筐体に設けられた振動発生手段で振動体を振動させて、光学透過部材の表面に付着した塵埃を振るい落とす振るい落とし工程と、繰り出し位置から収納位置に筐体を移動させる収納工程とを備えることを特徴とする。
【００２３】
前記振るい落とし工程では、光学透過部材の表面に前記振動体を接触させて光学透過部材に振動を与えることが好ましい。
【００２４】
清浄な空気と囲繞部材で囲繞された光学透過部材の表面の周辺の空間内の空気を置換して塵埃を除去する第一置換工程を備えることが好ましい。
【００２５】
イオナイザでイオン化した空気と囲繞部材で囲繞された光学透過部材の表面の周辺の空間内の空気を置換して塵埃を除去する第二置換工程を備えることが好ましい。
【００２６】
囲繞部材で囲繞された光学透過部材の表面の周辺の空間内に洗浄液を注液する注液工程と、洗浄液を回収する液回収工程とを備え、前記振るい落とし工程では、振動発生手段により超音波の周波数帯域で振動体を振動させ、洗浄液に超音波振動を与えて超音波洗浄を行うことが好ましい。この場合、清浄な空気と第一空間内の空気を置換して、前記液回収工程で洗浄液を回収した後に空間内に残存した洗浄液を除去する第三置換工程を備えることが好ましい。
【００２７】
囲繞部材に光学透過部材の表面を吸着させる吸着工程を備えることが好ましい。この場合、囲繞部材と光学透過部材の表面との吸着状態を検知し、その検知結果に応じて、前記振るい落とし工程の実施可否を決定する吸着状態検知工程を備えることが好ましい。
【００２８】
本体の姿勢を検知し、その検知結果に応じて、前記振るい落とし工程の実施可否を決定する姿勢検知工程を備えることが好ましい。
【００２９】
請求項３１に記載の発明は、被写体像を撮像する固体撮像素子、および前記固体撮像素子の被写体側に配された光学透過部材を備え、請求項１ないし２１のいずれかに記載の撮像装置用清掃装置が装着される撮像装置であって、前記光学透過部材を保持する衝撃吸収材を備えることを特徴とする。
【００３０】
前記光学透過部材は、被写体像のモアレを除去するための光学ローパスフィルタであることが好ましい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の撮像装置用清掃装置、撮像装置の清掃方法によれば、撮像装置とは別に清掃装置を設け、振動により光学透過部材の表面に付着した塵埃を除去するので、撮像装置の大型化、および部品、製造コストアップを招くことなく、より効果的に光学透過部材の表面に付着した塵埃を除去することができる。
【００３２】
また、本発明の撮像装置によれば、光学透過部材を衝撃吸収材で保持するので、振動による故障を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１において、清掃装置２は、レンズ交換式カメラであるデジタルカメラ１０に着脱自在に取り付けられ、光学ローパスフィルタ（以下、ＯＬＰＦと略す、図２参照）２７の表面に付着した塵埃を効果的に除去するものである。
【００３４】
清掃装置２の後部には、マウント１１が設けられており、マウント１１には、バヨネット爪１２が形成されている。このバヨネット爪１２をデジタルカメラ１０の前面に設けられたボディマウント１３の嵌合部１４に嵌合させることで、清掃装置２が精度よく位置決めされてデジタルカメラ１０に装着される。
【００３５】
図２において、デジタルカメラ１０の内部には、ＣＣＤ２０を有するセンサモジュール２１が組み込まれている。センサモジュール２１は、保持板２２によってデジタルカメラ１０のシャーシ２３に固定されている。
【００３６】
ＣＣＤ２０は、ボディマウント１３を介して装着されるレンズユニット（図示せず）の対物光学系の光軸とその中心が一致するように、精度よく位置決めされて保持板２２上に配されている。ＣＣＤ２０は、対物光学系を透過した被写体像を撮像し、撮像信号を出力する。
【００３７】
ＣＣＤ２０の被写体側は、スペーサ２４を介して取り付けられたカバーガラス２５で覆われている。ＣＣＤ２０は、スペーサ２４とカバーガラス２５とで囲む空間内に密閉され、水分や塵埃から保護されている。カバーガラス２５の上部には、スペーサ２６を介して、被写体像のモアレを除去するためのＯＬＰＦ２７が配されている。
【００３８】
清掃装置２の本体２ａには、筐体２８、移動機構２９、および姿勢検知センサ３０などが設けられている。筐体２８は、内部に圧電素子などを振動源とする振動発生部３１を有し、ＯＬＰＦ２７の表面と対向する後端面の周縁全体には、硬質の弾性ゴムからなる振動板３２が取り付けられている。振動発生部３１は、予め設定された所定の振幅および周波数の振動を、所定時間発生させる。振動板３２は、振動発生部３１の駆動により振動する。
【００３９】
移動機構２９は、実線で示す収納位置と、点線で示す繰り出し位置との間で、筐体２８を本体２ａに移動自在に保持する。筐体２８が繰り出し位置にあるときには、ＯＬＰＦ２７の表面のＣＣＤ２０の撮像範囲２０ａ（一点鎖線で示す）外に、振動板３２が接触する。なお、移動機構２９としては、ラックギヤとピニオンギヤ、スライドレールと溝などを本体２ａと筐体２８に設け、モータ、あるいはバネ付勢を利用して駆動するなど、周知の技術を用いることができる。
【００４０】
姿勢検知センサ３０は、例えば、三軸加速度センサなどからなり、本体２ａの姿勢を検知する。姿勢検知センサ３０は、検知した信号をＣＰＵ４０（図３参照）に出力する。以下の説明では、本体２ａが上、デジタルカメラ１０が下にあるときを「姿勢上向き」、その逆を「姿勢下向き」と表現する。なお、図２で描かれたセンサモジュール２０、および筐体２８は断面であるが、煩雑を避けるためハッチングを省略している（以下の図５〜７、図９〜１３も同様）。
【００４１】
清掃装置２の電気的構成を示す図３において、ＣＰＵ４０は、清掃装置２の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ４０には、前述の移動機構２９などの他に、操作部４１、通信Ｉ／Ｆ４２、電力供給部４３、および警報器４４が接続されている。
【００４２】
操作部４１は、清掃装置２の電源をオン／オフするための電源スイッチや、清掃開始を指示するための操作スイッチなどで構成されている。ＣＰＵ４０は、操作部４１からの操作入力信号を受けて、これに応じた動作を各部に実行させる。
【００４３】
通信Ｉ／Ｆ４２は、両マウント１１、１３に設けられた電気接点（図示せず）によるデジタルカメラ１０との信号の遣り取りを媒介する。電力供給部４３は、例えば、乾電池や蓄電池を電力供給源とし、ＣＰＵ４０の制御の下に、各部に電力を供給する。
【００４４】
警報器４４は、姿勢検知センサ３０で姿勢下向きと検知されなかった場合に警報を発する。警報器４４としては、例えば、ビープ音などの音声を発するスピーカー、あるいは、ＬＥＤ、パトランプなどの発光素子を用いることができる。
【００４５】
次に、上記構成を有する清掃装置２で清掃を行う際の処理手順について、図４のフローチャートを参照して説明する。まず、両マウント１１、１３を介して、清掃装置２をデジタルカメラ１０に装着し、これらの電源を投入する。そして、操作部４１を操作して、清掃開始を指示する。
【００４６】
清掃開始が指示されると、通信Ｉ／Ｆ４２などを介して、その旨を示す信号が清掃装置２からデジタルカメラ１０に送信される。デジタルカメラ１０では、清掃装置２からの信号を受けて、ミラー（図示せず）が退避され、シャッタ（図示せず）が開放されて、ＯＬＰＦ２７と筐体２８とが対面し、ＯＬＰＦ２７が清掃可能な状態とされる。そして、清掃の準備が整ったことを示す信号がデジタルカメラ１０から清掃装置２に送信される。
【００４７】
清掃装置２では、デジタルカメラ１０からの信号を受けて、姿勢検知センサ３０で本体２ａの姿勢が検知され、その検知結果がＣＰＵ４０に出力される（Ｓ１０）。そして、姿勢検知センサ３０の検知結果が姿勢下向きであるか否かがＣＰＵ４０で判断される（Ｓ１１）。
【００４８】
検知結果が姿勢下向きでなかった場合は、警報器４４が作動され、警報が発せられる（Ｓ１２）。そして、再度姿勢検知が行われる。警報器４４が作動して所定時間経過後も姿勢下向きとならなかった場合は、清掃装置２の電源が自動的にオフされ、清掃動作が中止される。検知結果が姿勢下向きであった場合は、ＣＰＵ４０の制御の下に、移動機構２９が駆動され、筐体２８が収納位置から繰り出し位置に移動される（Ｓ１３）。なお、図示はしていないが、姿勢検知センサ３０による本体２ａの姿勢検知は、筐体２８の繰り出し後も続けられる。そして、姿勢下向きでないことを検知した場合は、上記同様に警報が発せられ、清掃動作が中止される。
【００４９】
筐体２８が繰り出し位置に移動されると、ＯＬＰＦ２７の表面のＣＣＤ２０の撮像範囲２０ａ外に、振動板３２が接触する。筐体２８の後端面の周縁全体に振動板３２が取り付けられているので、ＯＬＰＦ２７の表面、筐体２８の後端面、および振動板３２で囲まれる空間３３（図２参照）は、密閉状態となる。
【００５０】
筐体２８が繰り出し位置に移動された後、ＣＰＵ４０により振動発生部３１が駆動され、振動板３２が振動される（Ｓ１４）。振動板３２の振動は、振動板３２に接触しているＯＬＰＦ２７に伝達され、これによりＯＬＰＦ２７の表面に付着した塵埃が振るい落とされる。このとき、姿勢下向きとなっているので、ＯＬＰＦ２７の表面の塵埃は筐体２８に向けて落ちる。したがって、ＯＬＰＦ２７の表面から一度振るい落とされた塵埃は、ＯＬＰＦ２７の表面に再度付着することがない。
【００５１】
所定時間経過後、ＣＰＵ４０により振動発生部３１の駆動が停止される。次いで、移動機構２９が駆動されて、筐体２８が繰り出し位置から収納位置に戻される（Ｓ１５）。そして、筐体２８が収納位置に戻された旨を示す信号が清掃装置２からデジタルカメラ１０に送信される。
【００５２】
デジタルカメラ１０では、清掃開始が指示されたときとは逆に、ミラーが元の位置に戻され、シャッタが閉じられる。これにより、清掃装置２によるＯＬＰＦ２７の表面の清掃が完了する。清掃が完了した後は、清掃装置２がデジタルカメラ１０から取り外される。
【００５３】
以上説明したように、デジタルカメラ１０とは別に、振動による清掃機能をもった清掃装置２を設けるので、デジタルカメラ１０の大型化、および部品、製造コストアップを招くことなく、ＯＬＰＦ２７の表面に付着した塵埃を効果的に除去することができる。
【００５４】
本体２ａの姿勢を検知して清掃動作を行うので、ＯＬＰＦ２７の表面への塵埃の再付着を防止することができる。また、ＣＣＤ２０に対して精度よく位置決めされたマウント１１、１３を介して、清掃装置２をデジタルカメラ１０に装着するので、ＯＬＰＦ２７と筐体２８との位置関係を精度よく合わせることができ、ＯＬＰＦ２７の表面と振動板３２の接触位置がずれて、振動板３２が撮像範囲２０ａに接触してしまうなどの不具合を防止することができる。
【００５５】
上記実施形態では、振動板３２の振動による塵埃の振るい落としのみで清掃動作を行っているが、図５に示す清掃装置５０のように、送風によって塵埃を吹き飛ばす構成を加えてもよい。
【００５６】
図５において、清掃装置５０は、振動発生部３１、および振動板３２に加えて、内部にファン５１およびフィルタ５２が設けられた筐体５３を有する。ファン５１は、筐体５３の内部に穿たれた一本の給気路５４、および二本の吸気路５５に接続されている。フィルタ５２は、二本の吸気路５５が連結してファン５１に接続される手前に配置されている。給気路５４の出口５６、および吸気路５５の入口５７は、筐体５３の後端面に設けられている。入口５７は、出口５６に関して対称な位置に設けられている。
【００５７】
矢印で示すように、ファン５１による送風は、給気路５４を伝って出口５６からＯＬＰＦ２７の表面に吹き付けられる。ＯＬＰＦ２７の表面に吹き付けられた風は、ＯＬＰＦ２７の表面に付着した塵埃を吹き飛ばしながら、ファン５１の吸気によって入口５７から吸気路５５に導かれる。吸気路５５に導かれた風は、フィルタ５２によって塵埃が除去され、再びファン５１によって送風される。つまり、ＯＬＰＦ２７の表面、筐体２８の後端面、および振動板３２で囲まれる空間３３の空気が、ファン５１によって給気路５４、吸気路５５を循環し、その間にフィルタ５２によって塵埃が除去される。フィルタ５２によって確実に塵埃が除去されるので、ＯＬＰＦ２７の表面から一度振るい落とされた、もしくは吹き飛ばされた塵埃が、ＯＬＰＦ２７の表面に再付着することはない。また、空間３３内で空気を循環させるので、外側から塵埃が回り込むおそれもない。このように、振動板３２の振動による塵埃の振るい落としと併せて、送風による塵埃の除去を行えば、塵埃除去の効果を一層高めることができる。
【００５８】
また、図５に示す例に加えて、図６に示す清掃装置６０のように、給気路５４にイオナイザ６１を設けた筐体６２を用いてもよい。イオナイザ６１としては、例えば、高周波コロナ放電でイオンを生成する方式のものが用いられる。この場合、ファン５１による送風は、イオナイザ６１でイオン化されてＯＬＰＦ２７の表面に吹き付けられる。このイオン化された風によって、ＯＬＰＦ２７の表面に付着した塵埃が除電される。
【００５９】
ＯＬＰＦ２７の材料には絶縁体が使用されるので、帯電した塵埃が静電気により吸い寄せられ、これがＯＬＰＦ２７の表面に塵埃が付着する要因となるが、上記のようにイオン化された風で塵埃を除電すれば、ＯＬＰＦ２７の表面から塵埃が取れ易くなる。なお、図５および図６に示す例で清掃を行う際の処理手順は、清掃動作（Ｓ１４）の際に振動発生部３１の駆動と併せてファン５１を駆動して送風する他は、図４のフローチャートと同様であるので、図示および説明を省略する。
【００６０】
さらに、図７に示す清掃装置７０のように、振動の周波数を超音波の帯域とし、ＯＬＰＦ２７の表面に超音波洗浄を行う構成としてもよい。清掃装置７０は、予め設定された所定の振幅および超音波帯域の周波数の振動を、所定時間発生する振動発生部７１が内部に設けられた筐体７２を有する。筐体７２の後端面には、振動発生部７１によって振動される振動板７３が設けられている。振動板７３は、振動板３２とは異なり、ＯＬＰＦ２７の表面に接触していない。
【００６１】
筐体７２の後端面の周縁全体には、脚部７４がＯＬＰＦ２７の表面に向けて延設されている。脚部７４の終端には、ＯＬＰＦ２７の表面のＣＣＤ２０の撮像範囲２０ａ外と密着するパッキン７５が取り付けられている。筐体７２が繰り出し位置にあるときには、ＯＬＰＦ２７の表面、筐体７２の後端面、および脚部７４で囲まれる空間７６は、密閉状態となる。
【００６２】
筐体７２の内部には、洗浄液（例えば、水、アルコール、中性洗剤の水溶液など）７７が貯留される液溜め部７８、および注液・液回収機構７９が設けられている。液溜め部７８は、筐体７２の内部に穿たれた注液路８０、および液回収路８１に接続されている。注液路８０の出口８２、および液回収路８１の入口８３は、筐体７２の後端面に設けられている。
【００６３】
注液・液回収機構７９は、例えば、マイクロポンプなどからなる。注液・液回収機構７９は、液溜め部７８から注液路８０、出口８２を経て、空間７６へ洗浄液７７を送液するとともに、空間７６から入口８３、液回収路８１を経て、液溜め部７８へ洗浄液７７を回収する。
【００６４】
出口８２、および入口８３の近傍には、電磁弁８４、８５がそれぞれ配されている。電磁弁８４が開、電磁弁８５が閉の状態で、注液・液回収機構７９が駆動されると、矢印で示すように、液溜め部７８に貯留された洗浄液７７は、注液路８０を伝って入口８３に達する。そして、入口８３から空間７６に洗浄液７７が注がれ、空間７６が洗浄液７７で満たされる。逆に、電磁弁８４が閉、電磁弁８５が開の状態で、注液・液回収機構７９が駆動されると、空間７６に満たされた洗浄液７７が、入口８３から液回収路８１に導かれ、液溜め部７８に戻される。
【００６５】
清掃装置７０を用いて清掃を行う際の処理手順について、図８のフローチャートを参照して説明する。まず、上記実施形態と同様に、清掃装置７０をデジタルカメラ１０に装着し、清掃開始の指示に応じてデジタルカメラ１０との間で信号を遣り取りして清掃の準備を整えた後、姿勢検知センサ３０によって本体７０ａ（図示せず）の姿勢を検知する（Ｓ２０）。そして、上記実施形態とは逆に、姿勢検知センサ３０の検知結果が姿勢上向きであるか否かを判断する（Ｓ２１）。
【００６６】
検知結果が姿勢上向きでなかった場合は、警報器４４が作動され、警報が発せられる（Ｓ２２）。そして、再度姿勢検知が行われる。警報器４４が作動して所定時間経過後も姿勢上向きとならなかった場合は、清掃装置７０の電源が自動的にオフされ、清掃動作が中止される。検知結果が姿勢上向きであった場合は、筐体７２が収納位置から繰り出し位置に移動される（Ｓ２３）。なお、この場合も図４のフローチャートの場合と同様に、姿勢検知は筐体７２の繰り出し後も続けられ、姿勢上向きでないことを検知した場合は警報が発せられ、清掃動作が中止される。
【００６７】
筐体７２が繰り出し位置に移動されると、ＯＬＰＦ２７の表面のＣＣＤ２０の撮像範囲２０ａ外にパッキン７５が密着される。これにより、空間７６が密閉状態となる。
【００６８】
筐体７２が繰り出し位置に移動された後、電磁弁８４が開、電磁弁８５が閉とされて注液・液回収機構７９が駆動され、液溜め部７８から注液路８０、出口８２を経て、空間７６へ洗浄液７７が注液される（Ｓ２４）。このとき、姿勢上向きとなっているので、筐体７２の自重によってＯＬＰＦ２７の表面とパッキン７５とが密着され、空間７６からの洗浄液７７の漏洩を防止することができる。
【００６９】
洗浄液７７の注液後、電磁弁８４が閉じられて振動発生部７１が駆動され、振動板７３が振動される（Ｓ２５）。振動板７３の振動は、空間７６に充満された洗浄液７７に伝達され、これによりＯＬＰＦ２７の表面が超音波洗浄される。
【００７０】
所定時間経過後、振動発生部７１の駆動が停止される。そして、電磁弁８５が開かれて注液・液回収機構７９が駆動され、空間７６から入口８３、液回収路８１を経て、液溜め部７８へ洗浄液７７が回収される（Ｓ２６）。その後、筐体７２が繰り出し位置から収納位置に戻され（Ｓ２７）、清掃が完了する。このように、ＯＬＰＦ２７の表面を超音波洗浄することで、振動や送風では除去しきれない粘着性の塵埃や油汚れなども効果的に除去することができる。
【００７１】
超音波洗浄においては、洗浄後の洗浄液７７を完全に回収しきれず、残存した洗浄液７７によってＯＬＰＦ２７の表面が二次汚染されるおそれがある。そこで、図９に示す清掃装置９０のように、洗浄液７７を回収した後、空間７６に残存した洗浄液７７を除去する機構を設けてもよい。
【００７２】
清掃装置９０は、図７に示す超音波洗浄を行うための構成（液溜め部７８や注液路８０など、煩雑を避けるため不図示）に加えて、内部にファン９１およびフィルタ９２が設けられた筐体９３を有する。ファン９１は、筐体９３の内部に穿たれた給気路９４、および吸気路９５に接続されている。フィルタ９２は、吸気路９５がファン９１に接続される手前に配置されている。
【００７３】
また、筐体９３の内部には、二本の排気路９６が穿たれている。給気路９４の出口９７、および排気路９６の入口９８は、筐体９３の後端面に設けられ、吸気路９５の入口９９、および排気路９６の出口１００は、筐体９３の前端面に設けられている。入口９８、出口１００は、それぞれ出口９７、入口９９に関して対称な位置に設けられている。これらの通路９４〜９６、および出入口９７〜１００は、超音波洗浄を行うための構成と干渉しない位置に設けられている。
【００７４】
出口９７、および入口９８の近傍には、電磁弁１０１、１０２がそれぞれ配されている。電磁弁１０１、１０２は、空間７６に洗浄液７７が注液されて超音波洗浄が行われ、空間７６から洗浄液７７が回収されるまで閉じられており、洗浄液７７の回収後に開かれる。ファン９１は、電磁弁１０１、１０２が開かれたときに駆動される。
【００７５】
電磁弁１０１、１０２が開の状態で、ファン９１が駆動されると、矢印で示すように、ファン９１の吸気によって、外部の空気が入口９９から吸気路９５に導入される。吸気路９５に導入された空気は、フィルタ９２によって塵埃が除去され、ファン９１によって給気路９４に導かれる。そして、給気路９４を伝って出口９７からＯＬＰＦ２７の表面に吹き付けられる。ＯＬＰＦ２７の表面に吹き付けられた風は、入口９８から排気路９６に導かれ、出口１００から外部に放出される。なお、この場合、洗浄液７７を回収した後、電磁弁１０１、１０２を開いてファン９１を駆動し、空間７６に送風する他は、図８に示すフローチャートと同様であるので、図示および説明を省略する。
【００７６】
上記のように、回収後に空間７６に残存した洗浄液７７を、ファン９１による送風で積極的に除去するので、残存した洗浄液７７でＯＬＰＦ２７の表面が二次汚染されるおそれがなくなる。
【００７７】
図９に示す例では、超音波洗浄を行うための構成と、残存した洗浄液７７を除去する構成（ファン９１や給気路９４など）とを別々に設けているが、図１０に示す清掃装置１１０のように、これらを共通化してもよい。
【００７８】
清掃装置１１０は、注液路８０と給気路９４、および液回収路８１と排気路９６を繋いで、それぞれ一本の共通路１１１、１１２とした筐体１１３を有する。共通路１１１の出口１１４、および共通路１１２の入口１１５は、筐体１１３の後端面に設けられている。空間７６への洗浄液７７の注液、およびファン９１による送風は、共通路１１１、および出口１１４を介して行われ、洗浄液７７の回収、および送風の排気は、共通路１１２、および入口１１５を介して行われる。
【００７９】
注液路８０と給気路９４が共通路１１１に繋がる手前には、それぞれ電磁弁１１６、１１７が設けられている。また、液回収路８１、出口１００、および入口１１５の近傍には、それぞれ電磁弁１１８、１１９、１２０が設けられている。洗浄液７７を注液する際には、電磁弁１１６のみが開かれ、洗浄液７７を回収する際には、電磁弁１１８、１２０が開かれる。また、ファン９１で送風する際には、電磁弁１１７、１１９、１２０が開かれる。超音波洗浄を行うための構成と残存した洗浄液７７を除去する構成とを共通化することで、筐体９３に比べて筐体１１３を小型化することができ、部品コストも削減することができる。
【００８０】
なお、もし空間７６から洗浄液７７が漏れ出すと、ＣＣＤ２０を駆動する回路などが洗浄液７７で濡れてショートするなど、故障の原因となりかねない。この対策として、図１１に示す清掃装置１３０のように、超音波洗浄を適用した清掃装置の筐体１３１（上記の例でいえば筐体７２、９３、１１３）に、それよりも一回り大きいサイズの筐体１３２（第二囲繞部材に相当）を一体的に取り付け、筐体１３１を筐体１３２で覆う二重構造とし、筐体１３１と筐体１３２で囲まれる空間１３３の空気を外部に排出して空間１３３を負圧状態にし、ＯＬＰＦ２７の表面を吸着させる構成を採用してもよい。
【００８１】
この場合、空間１３３を負圧状態とするために、筐体１３２の前端面に排気路１３４を取り付け、排気路１３４に排気用のファン１３５を設ける。また、平型のパッキン７５の代わりに、脚部７４の終端、および筐体１３２の後端縁全体に溝を設け、Ｏリング１３６、１３７を嵌め込む。
【００８２】
ファン１３５は、筐体１３１を繰り出し位置に移動させ、空間７６に洗浄液７７を注液する前から、洗浄液７７を回収するまで駆動される。ファン１３５の駆動により空間１３３内の空気が排気路１３４から外部に放出されると、空間１３３が負圧状態となる。空間１３３が負圧状態となると、空間１３３に露呈されたＯＬＰＦ２７の表面が筐体１３１側に引き寄せられ、結果としてＯＬＰＦ２７の表面が脚部７４の終端、および筐体１３２の後端縁全体に吸着される。これにより、ＯＬＰＦ２７の表面とＯリング１３６、１３７との密着がより強固となり、空間７６から洗浄液７７が漏れ出すことを確実に防止することができる。
【００８３】
なお、ファン１３５の故障などが原因で、空間１３３の空気が外部に排出されず、ＯＬＰＦ２７の表面とＯリング１３６、１３７との密着力が不十分なまま超音波洗浄が行われると、洗浄液７６が漏洩するおそれが高まる。そこで、図１１に示す例に加えて、図１２に示す清掃装置１４０のように、排気路１３４に電磁弁１４１、および圧力計１４２を取り付けた筐体１４３を用い、空間１３３内の圧力を圧力計１４２で計測し、圧力計１４２の計測結果に応じて、超音波洗浄の実施可否を決定することが好ましい。
【００８４】
この場合、圧力計１４２の計測値が所定の値に達しているか否かを判断し、所定の値に達していなかった場合、超音波洗浄を中止して清掃装置１４０の電源を自動的にオフする、あるいは、警報器４４を作動させて警報を発する。このようにすれば、洗浄液７６が漏洩する前に適切な回避処置を講じることができる。なお、圧力を計測するタイミングとしては、ファン１３５が駆動されて所定時間経過後、洗浄液７６が注液される前に一回計測してもよいし、あるいは、洗浄液７６が注液されて超音波洗浄が行われている間、常に計測していてもよい。
【００８５】
また、圧力計１４２で計測した空間１３３内の圧力が所定の値に達したときに、電磁弁１４１を閉じてファン１３５の駆動を停止させるようにしてもよい。このようにすれば、洗浄液７７を回収するまでファン１３５を連続駆動させる必要がなく、電力消費を抑えることができる。
【００８６】
空間７６からの洗浄液の漏洩を防止する方法としては、上記で挙げた方法の他に、例えば、脚部７４の終端に溝を設け、溝内の空気を外部に排出することでＯＬＰＦ２７の表面を吸着させてもよく、脚部７４の終端に吸盤を取り付けてもよい。要するに、ＯＬＰＦ２７の表面と、これに接触する部分との密着力を強固にすればよく、上記で示した例に限らず、如何なる方法を採用してもよい。
【００８７】
上記実施形態では、スペーサ２６を介してＯＬＰＦ２７を保持板２２に取り付けているが、図１３に示すセンサモジュール１５０のように、弾性ゴムなどの衝撃吸収材１５１でＯＬＰＦ２７を保持し、衝撃吸収材１５１を保持板２２に取り付けて、ＯＬＰＦ２７に伝わる振動を衝撃吸収材１５１で吸収し、振動がＣＣＤ２０や他の部品に伝わらないような構造とすることが好ましい。このようにすれば、ＯＬＰＦ２７に伝わる振動でＣＣＤ２０などの位置ずれや故障が起こる懸念がなくなる。
【００８８】
上記実施形態では、所定の振幅および周波数の振動を、所定時間与えているが、これらを変数として、操作部４１を操作することによりユーザーが設定可能としてもよく、デジタルカメラ１０の仕様の情報を通信で取得し、取得した仕様に応じて、清掃装置側で自動的に変更可能としてもよい。
【００８９】
また、空間７６、１３３の空気を置換する手段として、筐体内部に設けたファンを例示しているが、給気路や吸気路の入口を清掃装置の本体から外部に露呈させ、ブロアや吸引ポンプなどの外部装置を入口に繋いで空間７６、１３３の空気を置換してもよく、同様に、液溜め部７８や注液・液回収機構７９を筐体に設けずに、洗浄液７７を外部から注液・回収するようにしてもよい。さらに、上記実施形態では、デジタルカメラ１０側のミラーの移動、シャッタの開閉、筐体の移動などを全て自動化しているが、これらの操作を手動で行ってもよい。また、フィルタや液溜め部を交換可能として、繰り返し清掃を行えるようにしてもよい。
【００９０】
なお、清掃装置にＬＣＤなどの表示素子を設け、筐体の現在位置、振動発生部が駆動しているか否か、姿勢が正常な状態で清掃が行われたか否かなど、表示素子を用いて清掃装置の動作状態を表示してもよい。
【００９１】
上記実施形態では、清掃動作を行う光学透過部材としてＯＬＰＦ２７を例示して説明したが、本発明はこれに限定されず、他の光学透過部材、例えば、カバーガラスや赤外線カットフィルタなどを清掃の対象としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の清掃装置をデジタルカメラに装着する際の様子を示す図である。
【図２】清掃装置、およびデジタルカメラの内部構成を示す概略図である。
【図３】清掃装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】清掃装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図５】ファンで送風する機構を設けた筐体の例を示す概略図である。
【図６】図５に示す筐体にイオナイザを設けた例を示す概略図である。
【図７】超音波洗浄の機構を設けた筐体の例を示す概略図である。
【図８】図７に示す清掃装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図９】図７に示す筐体にファンで送風する機構を設けた例を示す概略図である。
【図１０】超音波洗浄の機構とファンで送風する機構とを共通化した例を示す概略図である。
【図１１】筐体を二重構造とした例を示す概略図である。
【図１２】図１１に示す筐体に圧力計を設けた例を示す概略図である。
【図１３】光学ローパスフィルタを衝撃吸収材で保持する例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００９３】
２、５０、６０、７０、９０、１１０、１３０、１４０ 清掃装置
１０ デジタルカメラ
１１ マウント
２０ ＣＣＤ
２７ 光学ローパスフィルタ（ＯＬＰＦ）
２８、５３、６２、７２、９３、１１３、１３１ 筐体
２９ 移動機構
３０ 姿勢検知センサ
３１、７１ 振動発生部
３２、７３ 振動板
３３、７６ 空間（第一空間）
４０ ＣＰＵ
４４ 警報器
５１、９１、１３５ ファン
５２、９２ フィルタ
５４、９４ 給気路
５５、９５ 吸気路
６１ イオナイザ
７４ 脚部
７７ 洗浄液
７９ 注液・液回収機構
８０ 注液路
８１ 液回収路
９６、１３４ 排気路
１１１、１１２ 共通路
１３２、１４３ 筐体（第二囲繞部材）
１３３ 空間（第二空間）
１４２ 圧力計
１５１ 衝撃吸収材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ交換式の撮像装置に設けられた光学透過部材の表面を清掃するための清掃装置、清掃方法、並びに清掃装置が装着される撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置として、ＣＣＤなどの固体撮像素子で被写体像を撮像し、これにより得られた撮像信号をデジタルの画像データに変換して、画像データをメモリカードなどに記録するデジタルカメラが普及している。このようなデジタルカメラには、被写体像を固体撮像素子の撮像面に結像する対物光学系を有するレンズユニットとカメラ本体とが、マウントを介して着脱自在とされた、いわゆるレンズ交換式カメラがある。
【０００３】
レンズ交換式カメラは、その構造上、レンズユニットを交換する際などに、外部から侵入した塵埃が、固体撮像素子の被写体側に配された光学透過部材（光学ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ、カバーガラスなど）の表面に付着する。塵埃が付着すると、画像に塵埃が写り込んで画質を著しく劣化させてしまう。
【０００４】
この問題を解決するために、光学透過部材の表面に付着した塵埃を除去するための技術が種々提案されている（特許文献１〜４）。特許文献１に記載の撮像装置は、鏡筒が固着された固定台に、板バネを介してＣＣＤの受け台を支持し、ピエゾ素子を用いて受け台を振動させることで、塵埃を振るい落としている。特許文献２は、ＣＣＤの上辺、下辺にそれぞれ給排ダクトを対向して配置し、ブロアなどでエアーを送って光学透過部材の表面に吹き付け、塵埃を吹き飛ばす電子カメラについて開示している。
【０００５】
特許文献３、４には、レンズ交換式カメラのマウントに装着して使用する清掃装置が記載されている。塵埃を除去する態様として、光学透過部材の表面に送風または吸引する、ワイパー（軟質の清掃部材）を摺動させる、粘着部を接触させるなどの例が挙げられている。
【特許文献１】特開平８−０７９６３３号公報
【特許文献２】特開２００３−３１９２１８号公報
【特許文献３】特開２００４−３２６０９５号公報
【特許文献４】特開２００５−１８１３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２に記載の技術では、塵埃を除去する機構を撮像装置に設けているため、撮像装置の大型化、および部品、製造コストアップを招くという問題があった。また、塵埃の除去はさほど頻繁に行うものではないので、塵埃を除去する機構を撮像装置に設けることは、塵埃を除去する効果よりも上記のような弊害のほうが大きく、得策ではない。
【０００７】
一方、特許文献３、４に記載の技術は、撮像装置とは別に清掃装置を設けているので、特許文献１、２に記載の技術のような弊害は解消されるが、光学透過部材の表面に送風または吸引するのみでは塵埃を除去する効果が薄い。また、ワイパー（軟質の清掃部材）を摺動させる、あるいは粘着部を接触させる場合は、金属粉などの硬質な塵埃によって光学透過部材の表面が傷付けられるおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、撮像装置の大型化、および部品、製造コストアップを招くことなく、より効果的に光学透過部材の表面に付着した塵埃を除去することができる撮像装置用清掃装置、撮像装置の清掃方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、故障を防止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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、撮像装置用清掃装置であって、被写体像を撮像する固体撮像素子を備える撮像装置に装着される本体と、振動体、および前記振動体を振動させる振動発生手段を有する筐体と、前記本体内に収納される収納位置と、固体撮像素子の被写体側に配された光学透過部材の表面に近接する繰り出し位置との間で前記筐体を移動させる移動機構とを備え、光学透過部材の表面に付着した塵埃を、前記振動体の振動により振るい落とすことを特徴とする。
【００１１】
前記振動体は、光学透過部材の表面に接触して光学透過部材に振動を与えることが好ましい。この場合、前記振動体が光学透過部材の表面に接触する位置は、光学透過部材の表面の固体撮像素子の撮像範囲外であることが好ましい。
【００１２】
光学透過部材の表面に接触して、光学透過部材の表面に対向する前記筐体の面とともに光学透過部材の表面の周辺の第一空間を囲繞する第一囲繞部材を備えることが好ましい。この場合、前記第一囲繞部材が光学透過部材の表面に接触する位置は、光学透過部材の表面の固体撮像素子の撮像範囲外であることが好ましい。
【００１３】
前記第一囲繞部材は、前記振動体であることが好ましい。あるいは、前記第一囲繞部材は、光学透過部材の表面に対向する前記筐体の面の周縁全体から延設された脚部であることが好ましい。
【００１４】
清浄な空気と第一空間内の空気を置換して塵埃を除去する第一置換手段を備えることが好ましい。この場合、前記第一置換手段は、空気が通過する第一通路と、前記第一通路に設けられた第一ファンと、前記第一ファンの吸気側に配され、塵埃を捕捉する第一フィルタとからなることが好ましい。
【００１５】
空気をイオン化するイオナイザと、前記イオナイザでイオン化した空気と第一空間内の空気を置換して塵埃を除去する第二置換手段とを備えることが好ましい。この場合、前記第二置換手段は、空気が通過する第二通路と、前記第二通路に設けられた第二ファンと、前記第二ファンの吸気側に配され、塵埃を捕捉する第二フィルタとからなることが好ましい。
【００１６】
第一空間内に洗浄液を注液する注液手段と、洗浄液を回収する液回収手段とを備え、前記振動発生手段は、超音波の周波数帯域で前記振動体を振動させ、前記振動体の振動により洗浄液に超音波振動を与えて超音波洗浄を行うことが好ましい。
【００１７】
清浄な空気と第一空間内の空気を置換して、前記液回収手段で洗浄液を回収した後に第一空間内に残存した洗浄液を除去する第三置換手段を備えることが好ましい。この場合、前記第三置換手段は、空気が通過する第三通路と、前記第三通路に設けられた第三ファンと、前記第三ファンの吸気側に配され、塵埃を捕捉する第三フィルタとを有することが好ましい。また、洗浄液が通過する流路と前記第三通路とは、共通化されていることが好ましい。
【００１８】
前記第一囲繞部材に光学透過部材の表面を吸着させる吸着手段を備えることが好ましい。この場合、前記吸着手段による前記第一囲繞部材と光学透過部材の表面との吸着状態を検知する吸着状態検知手段を備え、前記吸着状態検知手段の検知結果に応じて、超音波洗浄の実施可否を決定することが好ましい。また、前記吸着状態検知手段は、吸着部分の圧力を計測する圧力計であることが好ましい。
【００１９】
光学透過部材の表面に接触して、前記筐体の周辺の第二空間を囲繞する第二囲繞部材を備え、前記吸着手段は、空気が通過する第四通路と、前記第四通路に設けられ、第二空間内の空気を吸引する第四ファンとからなることが好ましい。
【００２０】
前記本体の姿勢を検知する姿勢検知手段を備え、前記姿勢検知手段の検知結果に応じて、前記振動体による塵埃の振るい落としの実施可否を決定することが好ましい。
【００２１】
前記撮像装置に設けられたレンズ交換用のボディマウントに装着されるマウントを備えることが好ましい。
【００２２】
請求項２２に記載の発明は、撮像装置の清掃方法であって、被写体像を撮像する固体撮像素子を備える撮像装置に清掃装置本体を装着後、本体内に収納される収納位置から、固体撮像素子の被写体側に配された光学透過部材の表面に近接する繰り出し位置に筐体を移動させる繰り出し工程と、筐体に設けられた振動発生手段で振動体を振動させて、光学透過部材の表面に付着した塵埃を振るい落とす振るい落とし工程と、繰り出し位置から収納位置に筐体を移動させる収納工程とを備えることを特徴とする。
【００２３】
前記振るい落とし工程では、光学透過部材の表面に前記振動体を接触させて光学透過部材に振動を与えることが好ましい。
【００２４】
清浄な空気と囲繞部材で囲繞された光学透過部材の表面の周辺の空間内の空気を置換して塵埃を除去する第一置換工程を備えることが好ましい。
【００２５】
イオナイザでイオン化した空気と囲繞部材で囲繞された光学透過部材の表面の周辺の空間内の空気を置換して塵埃を除去する第二置換工程を備えることが好ましい。
【００２６】
囲繞部材で囲繞された光学透過部材の表面の周辺の空間内に洗浄液を注液する注液工程と、洗浄液を回収する液回収工程とを備え、前記振るい落とし工程では、振動発生手段により超音波の周波数帯域で振動体を振動させ、洗浄液に超音波振動を与えて超音波洗浄を行うことが好ましい。この場合、清浄な空気と第一空間内の空気を置換して、前記液回収工程で洗浄液を回収した後に空間内に残存した洗浄液を除去する第三置換工程を備えることが好ましい。
【００２７】
囲繞部材に光学透過部材の表面を吸着させる吸着工程を備えることが好ましい。この場合、囲繞部材と光学透過部材の表面との吸着状態を検知し、その検知結果に応じて、前記振るい落とし工程の実施可否を決定する吸着状態検知工程を備えることが好ましい。
【００２８】
本体の姿勢を検知し、その検知結果に応じて、前記振るい落とし工程の実施可否を決定する姿勢検知工程を備えることが好ましい。
【００２９】
請求項３１に記載の発明は、被写体像を撮像する固体撮像素子、および前記固体撮像素子の被写体側に配された光学透過部材を備え、請求項１ないし２１のいずれかに記載の撮像装置用清掃装置が装着される撮像装置であって、前記光学透過部材を保持する衝撃吸収材を備えることを特徴とする。
【００３０】
前記光学透過部材は、被写体像のモアレを除去するための光学ローパスフィルタであることが好ましい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の撮像装置用清掃装置、撮像装置の清掃方法によれば、撮像装置とは別に清掃装置を設け、振動により光学透過部材の表面に付着した塵埃を除去するので、撮像装置の大型化、および部品、製造コストアップを招くことなく、より効果的に光学透過部材の表面に付着した塵埃を除去することができる。
【００３２】
また、本発明の撮像装置によれば、光学透過部材を衝撃吸収材で保持するので、振動による故障を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１において、清掃装置２は、レンズ交換式カメラであるデジタルカメラ１０に着脱自在に取り付けられ、光学ローパスフィルタ（以下、ＯＬＰＦと略す、図２参照）２７の表面に付着した塵埃を効果的に除去するものである。
【００３４】
清掃装置２の後部には、マウント１１が設けられており、マウント１１には、バヨネット爪１２が形成されている。このバヨネット爪１２をデジタルカメラ１０の前面に設けられたボディマウント１３の嵌合部１４に嵌合させることで、清掃装置２が精度よく位置決めされてデジタルカメラ１０に装着される。
【００３５】
図２において、デジタルカメラ１０の内部には、ＣＣＤ２０を有するセンサモジュール２１が組み込まれている。センサモジュール２１は、保持板２２によってデジタルカメラ１０のシャーシ２３に固定されている。
【００３６】
ＣＣＤ２０は、ボディマウント１３を介して装着されるレンズユニット（図示せず）の対物光学系の光軸とその中心が一致するように、精度よく位置決めされて保持板２２上に配されている。ＣＣＤ２０は、対物光学系を透過した被写体像を撮像し、撮像信号を出力する。
【００３７】
ＣＣＤ２０の被写体側は、スペーサ２４を介して取り付けられたカバーガラス２５で覆われている。ＣＣＤ２０は、スペーサ２４とカバーガラス２５とで囲む空間内に密閉され、水分や塵埃から保護されている。カバーガラス２５の上部には、スペーサ２６を介して、被写体像のモアレを除去するためのＯＬＰＦ２７が配されている。
【００３８】
清掃装置２の本体２ａには、筐体２８、移動機構２９、および姿勢検知センサ３０などが設けられている。筐体２８は、内部に圧電素子などを振動源とする振動発生部３１を有し、ＯＬＰＦ２７の表面と対向する後端面の周縁全体には、硬質の弾性ゴムからなる振動板３２が取り付けられている。振動発生部３１は、予め設定された所定の振幅および周波数の振動を、所定時間発生させる。振動板３２は、振動発生部３１の駆動により振動する。
【００３９】
移動機構２９は、実線で示す収納位置と、点線で示す繰り出し位置との間で、筐体２８を本体２ａに移動自在に保持する。筐体２８が繰り出し位置にあるときには、ＯＬＰＦ２７の表面のＣＣＤ２０の撮像範囲２０ａ（一点鎖線で示す）外に、振動板３２が接触する。なお、移動機構２９としては、ラックギヤとピニオンギヤ、スライドレールと溝などを本体２ａと筐体２８に設け、モータ、あるいはバネ付勢を利用して駆動するなど、周知の技術を用いることができる。
【００４０】
姿勢検知センサ３０は、例えば、三軸加速度センサなどからなり、本体２ａの姿勢を検知する。姿勢検知センサ３０は、検知した信号をＣＰＵ４０（図３参照）に出力する。以下の説明では、本体２ａが上、デジタルカメラ１０が下にあるときを「姿勢上向き」、その逆を「姿勢下向き」と表現する。なお、図２で描かれたセンサモジュール２０、および筐体２８は断面であるが、煩雑を避けるためハッチングを省略している（以下の図５〜７、図９〜１３も同様）。
【００４１】
清掃装置２の電気的構成を示す図３において、ＣＰＵ４０は、清掃装置２の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ４０には、前述の移動機構２９などの他に、操作部４１、通信Ｉ／Ｆ４２、電力供給部４３、および警報器４４が接続されている。
【００４２】
操作部４１は、清掃装置２の電源をオン／オフするための電源スイッチや、清掃開始を指示するための操作スイッチなどで構成されている。ＣＰＵ４０は、操作部４１からの操作入力信号を受けて、これに応じた動作を各部に実行させる。
【００４３】
通信Ｉ／Ｆ４２は、両マウント１１、１３に設けられた電気接点（図示せず）によるデジタルカメラ１０との信号の遣り取りを媒介する。電力供給部４３は、例えば、乾電池や蓄電池を電力供給源とし、ＣＰＵ４０の制御の下に、各部に電力を供給する。
【００４４】
警報器４４は、姿勢検知センサ３０で姿勢下向きと検知されなかった場合に警報を発する。警報器４４としては、例えば、ビープ音などの音声を発するスピーカー、あるいは、ＬＥＤ、パトランプなどの発光素子を用いることができる。
【００４５】
次に、上記構成を有する清掃装置２で清掃を行う際の処理手順について、図４のフローチャートを参照して説明する。まず、両マウント１１、１３を介して、清掃装置２をデジタルカメラ１０に装着し、これらの電源を投入する。そして、操作部４１を操作して、清掃開始を指示する。
【００４６】
清掃開始が指示されると、通信Ｉ／Ｆ４２などを介して、その旨を示す信号が清掃装置２からデジタルカメラ１０に送信される。デジタルカメラ１０では、清掃装置２からの信号を受けて、ミラー（図示せず）が退避され、シャッタ（図示せず）が開放されて、ＯＬＰＦ２７と筐体２８とが対面し、ＯＬＰＦ２７が清掃可能な状態とされる。そして、清掃の準備が整ったことを示す信号がデジタルカメラ１０から清掃装置２に送信される。
【００４７】
清掃装置２では、デジタルカメラ１０からの信号を受けて、姿勢検知センサ３０で本体２ａの姿勢が検知され、その検知結果がＣＰＵ４０に出力される（Ｓ１０）。そして、姿勢検知センサ３０の検知結果が姿勢下向きであるか否かがＣＰＵ４０で判断される（Ｓ１１）。
【００４８】
検知結果が姿勢下向きでなかった場合は、警報器４４が作動され、警報が発せられる（Ｓ１２）。そして、再度姿勢検知が行われる。警報器４４が作動して所定時間経過後も姿勢下向きとならなかった場合は、清掃装置２の電源が自動的にオフされ、清掃動作が中止される。検知結果が姿勢下向きであった場合は、ＣＰＵ４０の制御の下に、移動機構２９が駆動され、筐体２８が収納位置から繰り出し位置に移動される（Ｓ１３）。なお、図示はしていないが、姿勢検知センサ３０による本体２ａの姿勢検知は、筐体２８の繰り出し後も続けられる。そして、姿勢下向きでないことを検知した場合は、上記同様に警報が発せられ、清掃動作が中止される。
【００４９】
筐体２８が繰り出し位置に移動されると、ＯＬＰＦ２７の表面のＣＣＤ２０の撮像範囲２０ａ外に、振動板３２が接触する。筐体２８の後端面の周縁全体に振動板３２が取り付けられているので、ＯＬＰＦ２７の表面、筐体２８の後端面、および振動板３２で囲まれる空間３３（図２参照）は、密閉状態となる。
【００５０】
筐体２８が繰り出し位置に移動された後、ＣＰＵ４０により振動発生部３１が駆動され、振動板３２が振動される（Ｓ１４）。振動板３２の振動は、振動板３２に接触しているＯＬＰＦ２７に伝達され、これによりＯＬＰＦ２７の表面に付着した塵埃が振るい落とされる。このとき、姿勢下向きとなっているので、ＯＬＰＦ２７の表面の塵埃は筐体２８に向けて落ちる。したがって、ＯＬＰＦ２７の表面から一度振るい落とされた塵埃は、ＯＬＰＦ２７の表面に再度付着することがない。
【００５１】
所定時間経過後、ＣＰＵ４０により振動発生部３１の駆動が停止される。次いで、移動機構２９が駆動されて、筐体２８が繰り出し位置から収納位置に戻される（Ｓ１５）。そして、筐体２８が収納位置に戻された旨を示す信号が清掃装置２からデジタルカメラ１０に送信される。
【００５２】
デジタルカメラ１０では、清掃開始が指示されたときとは逆に、ミラーが元の位置に戻され、シャッタが閉じられる。これにより、清掃装置２によるＯＬＰＦ２７の表面の清掃が完了する。清掃が完了した後は、清掃装置２がデジタルカメラ１０から取り外される。
【００５３】
以上説明したように、デジタルカメラ１０とは別に、振動による清掃機能をもった清掃装置２を設けるので、デジタルカメラ１０の大型化、および部品、製造コストアップを招くことなく、ＯＬＰＦ２７の表面に付着した塵埃を効果的に除去することができる。
【００５４】
本体２ａの姿勢を検知して清掃動作を行うので、ＯＬＰＦ２７の表面への塵埃の再付着を防止することができる。また、ＣＣＤ２０に対して精度よく位置決めされたマウント１１、１３を介して、清掃装置２をデジタルカメラ１０に装着するので、ＯＬＰＦ２７と筐体２８との位置関係を精度よく合わせることができ、ＯＬＰＦ２７の表面と振動板３２の接触位置がずれて、振動板３２が撮像範囲２０ａに接触してしまうなどの不具合を防止することができる。
【００５５】
上記実施形態では、振動板３２の振動による塵埃の振るい落としのみで清掃動作を行っているが、図５に示す清掃装置５０のように、送風によって塵埃を吹き飛ばす構成を加えてもよい。
【００５６】
図５において、清掃装置５０は、振動発生部３１、および振動板３２に加えて、内部にファン５１およびフィルタ５２が設けられた筐体５３を有する。ファン５１は、筐体５３の内部に穿たれた一本の給気路５４、および二本の吸気路５５に接続されている。フィルタ５２は、二本の吸気路５５が連結してファン５１に接続される手前に配置されている。給気路５４の出口５６、および吸気路５５の入口５７は、筐体５３の後端面に設けられている。入口５７は、出口５６に関して対称な位置に設けられている。
【００５７】
矢印で示すように、ファン５１による送風は、給気路５４を伝って出口５６からＯＬＰＦ２７の表面に吹き付けられる。ＯＬＰＦ２７の表面に吹き付けられた風は、ＯＬＰＦ２７の表面に付着した塵埃を吹き飛ばしながら、ファン５１の吸気によって入口５７から吸気路５５に導かれる。吸気路５５に導かれた風は、フィルタ５２によって塵埃が除去され、再びファン５１によって送風される。つまり、ＯＬＰＦ２７の表面、筐体２８の後端面、および振動板３２で囲まれる空間３３の空気が、ファン５１によって給気路５４、吸気路５５を循環し、その間にフィルタ５２によって塵埃が除去される。フィルタ５２によって確実に塵埃が除去されるので、ＯＬＰＦ２７の表面から一度振るい落とされた、もしくは吹き飛ばされた塵埃が、ＯＬＰＦ２７の表面に再付着することはない。また、空間３３内で空気を循環させるので、外側から塵埃が回り込むおそれもない。このように、振動板３２の振動による塵埃の振るい落としと併せて、送風による塵埃の除去を行えば、塵埃除去の効果を一層高めることができる。
【００５８】
また、図５に示す例に加えて、図６に示す清掃装置６０のように、給気路５４にイオナイザ６１を設けた筐体６２を用いてもよい。イオナイザ６１としては、例えば、高周波コロナ放電でイオンを生成する方式のものが用いられる。この場合、ファン５１による送風は、イオナイザ６１でイオン化されてＯＬＰＦ２７の表面に吹き付けられる。このイオン化された風によって、ＯＬＰＦ２７の表面に付着した塵埃が除電される。
【００５９】
ＯＬＰＦ２７の材料には絶縁体が使用されるので、帯電した塵埃が静電気により吸い寄せられ、これがＯＬＰＦ２７の表面に塵埃が付着する要因となるが、上記のようにイオン化された風で塵埃を除電すれば、ＯＬＰＦ２７の表面から塵埃が取れ易くなる。なお、図５および図６に示す例で清掃を行う際の処理手順は、清掃動作（Ｓ１４）の際に振動発生部３１の駆動と併せてファン５１を駆動して送風する他は、図４のフローチャートと同様であるので、図示および説明を省略する。
【００６０】
さらに、図７に示す清掃装置７０のように、振動の周波数を超音波の帯域とし、ＯＬＰＦ２７の表面に超音波洗浄を行う構成としてもよい。清掃装置７０は、予め設定された所定の振幅および超音波帯域の周波数の振動を、所定時間発生する振動発生部７１が内部に設けられた筐体７２を有する。筐体７２の後端面には、振動発生部７１によって振動される振動板７３が設けられている。振動板７３は、振動板３２とは異なり、ＯＬＰＦ２７の表面に接触していない。
【００６１】
筐体７２の後端面の周縁全体には、脚部７４がＯＬＰＦ２７の表面に向けて延設されている。脚部７４の終端には、ＯＬＰＦ２７の表面のＣＣＤ２０の撮像範囲２０ａ外と密着するパッキン７５が取り付けられている。筐体７２が繰り出し位置にあるときには、ＯＬＰＦ２７の表面、筐体７２の後端面、および脚部７４で囲まれる空間７６は、密閉状態となる。
【００６２】
筐体７２の内部には、洗浄液（例えば、水、アルコール、中性洗剤の水溶液など）７７が貯留される液溜め部７８、および注液・液回収機構７９が設けられている。液溜め部７８は、筐体７２の内部に穿たれた注液路８０、および液回収路８１に接続されている。注液路８０の出口８２、および液回収路８１の入口８３は、筐体７２の後端面に設けられている。
【００６３】
注液・液回収機構７９は、例えば、マイクロポンプなどからなる。注液・液回収機構７９は、液溜め部７８から注液路８０、出口８２を経て、空間７６へ洗浄液７７を送液するとともに、空間７６から入口８３、液回収路８１を経て、液溜め部７８へ洗浄液７７を回収する。
【００６４】
出口８２、および入口８３の近傍には、電磁弁８４、８５がそれぞれ配されている。電磁弁８４が開、電磁弁８５が閉の状態で、注液・液回収機構７９が駆動されると、矢印で示すように、液溜め部７８に貯留された洗浄液７７は、注液路８０を伝って入口８３に達する。そして、入口８３から空間７６に洗浄液７７が注がれ、空間７６が洗浄液７７で満たされる。逆に、電磁弁８４が閉、電磁弁８５が開の状態で、注液・液回収機構７９が駆動されると、空間７６に満たされた洗浄液７７が、入口８３から液回収路８１に導かれ、液溜め部７８に戻される。
【００６５】
清掃装置７０を用いて清掃を行う際の処理手順について、図８のフローチャートを参照して説明する。まず、上記実施形態と同様に、清掃装置７０をデジタルカメラ１０に装着し、清掃開始の指示に応じてデジタルカメラ１０との間で信号を遣り取りして清掃の準備を整えた後、姿勢検知センサ３０によって本体７０ａ（図示せず）の姿勢を検知する（Ｓ２０）。そして、上記実施形態とは逆に、姿勢検知センサ３０の検知結果が姿勢上向きであるか否かを判断する（Ｓ２１）。
【００６６】
検知結果が姿勢上向きでなかった場合は、警報器４４が作動され、警報が発せられる（Ｓ２２）。そして、再度姿勢検知が行われる。警報器４４が作動して所定時間経過後も姿勢上向きとならなかった場合は、清掃装置７０の電源が自動的にオフされ、清掃動作が中止される。検知結果が姿勢上向きであった場合は、筐体７２が収納位置から繰り出し位置に移動される（Ｓ２３）。なお、この場合も図４のフローチャートの場合と同様に、姿勢検知は筐体７２の繰り出し後も続けられ、姿勢上向きでないことを検知した場合は警報が発せられ、清掃動作が中止される。
【００６７】
筐体７２が繰り出し位置に移動されると、ＯＬＰＦ２７の表面のＣＣＤ２０の撮像範囲２０ａ外にパッキン７５が密着される。これにより、空間７６が密閉状態となる。
【００６８】
筐体７２が繰り出し位置に移動された後、電磁弁８４が開、電磁弁８５が閉とされて注液・液回収機構７９が駆動され、液溜め部７８から注液路８０、出口８２を経て、空間７６へ洗浄液７７が注液される（Ｓ２４）。このとき、姿勢上向きとなっているので、筐体７２の自重によってＯＬＰＦ２７の表面とパッキン７５とが密着され、空間７６からの洗浄液７７の漏洩を防止することができる。
【００６９】
洗浄液７７の注液後、電磁弁８４が閉じられて振動発生部７１が駆動され、振動板７３が振動される（Ｓ２５）。振動板７３の振動は、空間７６に充満された洗浄液７７に伝達され、これによりＯＬＰＦ２７の表面が超音波洗浄される。
【００７０】
所定時間経過後、振動発生部７１の駆動が停止される。そして、電磁弁８５が開かれて注液・液回収機構７９が駆動され、空間７６から入口８３、液回収路８１を経て、液溜め部７８へ洗浄液７７が回収される（Ｓ２６）。その後、筐体７２が繰り出し位置から収納位置に戻され（Ｓ２７）、清掃が完了する。このように、ＯＬＰＦ２７の表面を超音波洗浄することで、振動や送風では除去しきれない粘着性の塵埃や油汚れなども効果的に除去することができる。
【００７１】
超音波洗浄においては、洗浄後の洗浄液７７を完全に回収しきれず、残存した洗浄液７７によってＯＬＰＦ２７の表面が二次汚染されるおそれがある。そこで、図９に示す清掃装置９０のように、洗浄液７７を回収した後、空間７６に残存した洗浄液７７を除去する機構を設けてもよい。
【００７２】
清掃装置９０は、図７に示す超音波洗浄を行うための構成（液溜め部７８や注液路８０など、煩雑を避けるため不図示）に加えて、内部にファン９１およびフィルタ９２が設けられた筐体９３を有する。ファン９１は、筐体９３の内部に穿たれた給気路９４、および吸気路９５に接続されている。フィルタ９２は、吸気路９５がファン９１に接続される手前に配置されている。
【００７３】
また、筐体９３の内部には、二本の排気路９６が穿たれている。給気路９４の出口９７、および排気路９６の入口９８は、筐体９３の後端面に設けられ、吸気路９５の入口９９、および排気路９６の出口１００は、筐体９３の前端面に設けられている。入口９８、出口１００は、それぞれ出口９７、入口９９に関して対称な位置に設けられている。これらの通路９４〜９６、および出入口９７〜１００は、超音波洗浄を行うための構成と干渉しない位置に設けられている。
【００７４】
出口９７、および入口９８の近傍には、電磁弁１０１、１０２がそれぞれ配されている。電磁弁１０１、１０２は、空間７６に洗浄液７７が注液されて超音波洗浄が行われ、空間７６から洗浄液７７が回収されるまで閉じられており、洗浄液７７の回収後に開かれる。ファン９１は、電磁弁１０１、１０２が開かれたときに駆動される。
【００７５】
電磁弁１０１、１０２が開の状態で、ファン９１が駆動されると、矢印で示すように、ファン９１の吸気によって、外部の空気が入口９９から吸気路９５に導入される。吸気路９５に導入された空気は、フィルタ９２によって塵埃が除去され、ファン９１によって給気路９４に導かれる。そして、給気路９４を伝って出口９７からＯＬＰＦ２７の表面に吹き付けられる。ＯＬＰＦ２７の表面に吹き付けられた風は、入口９８から排気路９６に導かれ、出口１００から外部に放出される。なお、この場合、洗浄液７７を回収した後、電磁弁１０１、１０２を開いてファン９１を駆動し、空間７６に送風する他は、図８に示すフローチャートと同様であるので、図示および説明を省略する。
【００７６】
上記のように、回収後に空間７６に残存した洗浄液７７を、ファン９１による送風で積極的に除去するので、残存した洗浄液７７でＯＬＰＦ２７の表面が二次汚染されるおそれがなくなる。
【００７７】
図９に示す例では、超音波洗浄を行うための構成と、残存した洗浄液７７を除去する構成（ファン９１や給気路９４など）とを別々に設けているが、図１０に示す清掃装置１１０のように、これらを共通化してもよい。
【００７８】
清掃装置１１０は、注液路８０と給気路９４、および液回収路８１と排気路９６を繋いで、それぞれ一本の共通路１１１、１１２とした筐体１１３を有する。共通路１１１の出口１１４、および共通路１１２の入口１１５は、筐体１１３の後端面に設けられている。空間７６への洗浄液７７の注液、およびファン９１による送風は、共通路１１１、および出口１１４を介して行われ、洗浄液７７の回収、および送風の排気は、共通路１１２、および入口１１５を介して行われる。
【００７９】
注液路８０と給気路９４が共通路１１１に繋がる手前には、それぞれ電磁弁１１６、１１７が設けられている。また、液回収路８１、出口１００、および入口１１５の近傍には、それぞれ電磁弁１１８、１１９、１２０が設けられている。洗浄液７７を注液する際には、電磁弁１１６のみが開かれ、洗浄液７７を回収する際には、電磁弁１１８、１２０が開かれる。また、ファン９１で送風する際には、電磁弁１１７、１１９、１２０が開かれる。超音波洗浄を行うための構成と残存した洗浄液７７を除去する構成とを共通化することで、筐体９３に比べて筐体１１３を小型化することができ、部品コストも削減することができる。
【００８０】
なお、もし空間７６から洗浄液７７が漏れ出すと、ＣＣＤ２０を駆動する回路などが洗浄液７７で濡れてショートするなど、故障の原因となりかねない。この対策として、図１１に示す清掃装置１３０のように、超音波洗浄を適用した清掃装置の筐体１３１（上記の例でいえば筐体７２、９３、１１３）に、それよりも一回り大きいサイズの筐体１３２（第二囲繞部材に相当）を一体的に取り付け、筐体１３１を筐体１３２で覆う二重構造とし、筐体１３１と筐体１３２で囲まれる空間１３３の空気を外部に排出して空間１３３を負圧状態にし、ＯＬＰＦ２７の表面を吸着させる構成を採用してもよい。
【００８１】
この場合、空間１３３を負圧状態とするために、筐体１３２の前端面に排気路１３４を取り付け、排気路１３４に排気用のファン１３５を設ける。また、平型のパッキン７５の代わりに、脚部７４の終端、および筐体１３２の後端縁全体に溝を設け、Ｏリング１３６、１３７を嵌め込む。
【００８２】
ファン１３５は、筐体１３１を繰り出し位置に移動させ、空間７６に洗浄液７７を注液する前から、洗浄液７７を回収するまで駆動される。ファン１３５の駆動により空間１３３内の空気が排気路１３４から外部に放出されると、空間１３３が負圧状態となる。空間１３３が負圧状態となると、空間１３３に露呈されたＯＬＰＦ２７の表面が筐体１３１側に引き寄せられ、結果としてＯＬＰＦ２７の表面が脚部７４の終端、および筐体１３２の後端縁全体に吸着される。これにより、ＯＬＰＦ２７の表面とＯリング１３６、１３７との密着がより強固となり、空間７６から洗浄液７７が漏れ出すことを確実に防止することができる。
【００８３】
なお、ファン１３５の故障などが原因で、空間１３３の空気が外部に排出されず、ＯＬＰＦ２７の表面とＯリング１３６、１３７との密着力が不十分なまま超音波洗浄が行われると、洗浄液７６が漏洩するおそれが高まる。そこで、図１１に示す例に加えて、図１２に示す清掃装置１４０のように、排気路１３４に電磁弁１４１、および圧力計１４２を取り付けた筐体１４３を用い、空間１３３内の圧力を圧力計１４２で計測し、圧力計１４２の計測結果に応じて、超音波洗浄の実施可否を決定することが好ましい。
【００８４】
この場合、圧力計１４２の計測値が所定の値に達しているか否かを判断し、所定の値に達していなかった場合、超音波洗浄を中止して清掃装置１４０の電源を自動的にオフする、あるいは、警報器４４を作動させて警報を発する。このようにすれば、洗浄液７６が漏洩する前に適切な回避処置を講じることができる。なお、圧力を計測するタイミングとしては、ファン１３５が駆動されて所定時間経過後、洗浄液７６が注液される前に一回計測してもよいし、あるいは、洗浄液７６が注液されて超音波洗浄が行われている間、常に計測していてもよい。
【００８５】
また、圧力計１４２で計測した空間１３３内の圧力が所定の値に達したときに、電磁弁１４１を閉じてファン１３５の駆動を停止させるようにしてもよい。このようにすれば、洗浄液７７を回収するまでファン１３５を連続駆動させる必要がなく、電力消費を抑えることができる。
【００８６】
空間７６からの洗浄液の漏洩を防止する方法としては、上記で挙げた方法の他に、例えば、脚部７４の終端に溝を設け、溝内の空気を外部に排出することでＯＬＰＦ２７の表面を吸着させてもよく、脚部７４の終端に吸盤を取り付けてもよい。要するに、ＯＬＰＦ２７の表面と、これに接触する部分との密着力を強固にすればよく、上記で示した例に限らず、如何なる方法を採用してもよい。
【００８７】
上記実施形態では、スペーサ２６を介してＯＬＰＦ２７を保持板２２に取り付けているが、図１３に示すセンサモジュール１５０のように、弾性ゴムなどの衝撃吸収材１５１でＯＬＰＦ２７を保持し、衝撃吸収材１５１を保持板２２に取り付けて、ＯＬＰＦ２７に伝わる振動を衝撃吸収材１５１で吸収し、振動がＣＣＤ２０や他の部品に伝わらないような構造とすることが好ましい。このようにすれば、ＯＬＰＦ２７に伝わる振動でＣＣＤ２０などの位置ずれや故障が起こる懸念がなくなる。
【００８８】
上記実施形態では、所定の振幅および周波数の振動を、所定時間与えているが、これらを変数として、操作部４１を操作することによりユーザーが設定可能としてもよく、デジタルカメラ１０の仕様の情報を通信で取得し、取得した仕様に応じて、清掃装置側で自動的に変更可能としてもよい。
【００８９】
また、空間７６、１３３の空気を置換する手段として、筐体内部に設けたファンを例示しているが、給気路や吸気路の入口を清掃装置の本体から外部に露呈させ、ブロアや吸引ポンプなどの外部装置を入口に繋いで空間７６、１３３の空気を置換してもよく、同様に、液溜め部７８や注液・液回収機構７９を筐体に設けずに、洗浄液７７を外部から注液・回収するようにしてもよい。さらに、上記実施形態では、デジタルカメラ１０側のミラーの移動、シャッタの開閉、筐体の移動などを全て自動化しているが、これらの操作を手動で行ってもよい。また、フィルタや液溜め部を交換可能として、繰り返し清掃を行えるようにしてもよい。
【００９０】
なお、清掃装置にＬＣＤなどの表示素子を設け、筐体の現在位置、振動発生部が駆動しているか否か、姿勢が正常な状態で清掃が行われたか否かなど、表示素子を用いて清掃装置の動作状態を表示してもよい。
【００９１】
上記実施形態では、清掃動作を行う光学透過部材としてＯＬＰＦ２７を例示して説明したが、本発明はこれに限定されず、他の光学透過部材、例えば、カバーガラスや赤外線カットフィルタなどを清掃の対象としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の清掃装置をデジタルカメラに装着する際の様子を示す図である。
【図２】清掃装置、およびデジタルカメラの内部構成を示す概略図である。
【図３】清掃装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】清掃装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図５】ファンで送風する機構を設けた筐体の例を示す概略図である。
【図６】図５に示す筐体にイオナイザを設けた例を示す概略図である。
【図７】超音波洗浄の機構を設けた筐体の例を示す概略図である。
【図８】図７に示す清掃装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図９】図７に示す筐体にファンで送風する機構を設けた例を示す概略図である。
【図１０】超音波洗浄の機構とファンで送風する機構とを共通化した例を示す概略図である。
【図１１】筐体を二重構造とした例を示す概略図である。
【図１２】図１１に示す筐体に圧力計を設けた例を示す概略図である。
【図１３】光学ローパスフィルタを衝撃吸収材で保持する例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００９３】
２、５０、６０、７０、９０、１１０、１３０、１４０ 清掃装置
１０ デジタルカメラ
１１ マウント
２０ ＣＣＤ
２７ 光学ローパスフィルタ（ＯＬＰＦ）
２８、５３、６２、７２、９３、１１３、１３１ 筐体
２９ 移動機構
３０ 姿勢検知センサ
３１、７１ 振動発生部
３２、７３ 振動板
３３、７６ 空間（第一空間）
４０ ＣＰＵ
４４ 警報器
５１、９１、１３５ ファン
５２、９２ フィルタ
５４、９４ 給気路
５５、９５ 吸気路
６１ イオナイザ
７４ 脚部
７７ 洗浄液
７９ 注液・液回収機構
８０ 注液路
８１ 液回収路
９６、１３４ 排気路
１１１、１１２ 共通路
１３２、１４３ 筐体（第二囲繞部材）
１３３ 空間（第二空間）
１４２ 圧力計
１５１ 衝撃吸収材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を撮像する固体撮像素子を備える撮像装置に装着される本体と、
振動体、および前記振動体を振動させる振動発生手段を有する筐体と、
前記本体内に収納される収納位置と、固体撮像素子の被写体側に配された光学透過部材の表面に近接する繰り出し位置との間で前記筐体を移動させる移動機構とを備え、
光学透過部材の表面に付着した塵埃を、前記振動体の振動により振るい落とすことを特徴とする撮像装置用清掃装置。
【請求項２】
前記振動体は、光学透過部材の表面に接触して光学透過部材に振動を与えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項３】
前記振動体が光学透過部材の表面に接触する位置は、光学透過部材の表面の固体撮像素子の撮像範囲外であることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項４】
光学透過部材の表面に接触して、光学透過部材の表面に対向する前記筐体の面とともに光学透過部材の表面の周辺の第一空間を囲繞する第一囲繞部材を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項５】
前記第一囲繞部材が光学透過部材の表面に接触する位置は、光学透過部材の表面の固体撮像素子の撮像範囲外であることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項６】
前記第一囲繞部材は、前記振動体であることを特徴とする請求項４または５に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項７】
前記第一囲繞部材は、光学透過部材の表面に対向する前記筐体の面の周縁全体から延設された脚部であることを特徴とする請求項４または５に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項８】
清浄な空気と第一空間内の空気を置換して塵埃を除去する第一置換手段を備えることを特徴とする請求項４ないし７のいずれかに記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項９】
前記第一置換手段は、空気が通過する第一通路と、
前記第一通路に設けられた第一ファンと、
前記第一ファンの吸気側に配され、塵埃を捕捉する第一フィルタとからなることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項１０】
空気をイオン化するイオナイザと、
前記イオナイザでイオン化した空気と第一空間内の空気を置換して塵埃を除去する第二置換手段とを備えることを特徴とする請求項４ないし９のいずれかに記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項１１】
前記第二置換手段は、空気が通過する第二通路と、
前記第二通路に設けられた第二ファンと、
前記第二ファンの吸気側に配され、塵埃を捕捉する第二フィルタとからなることを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項１２】
第一空間内に洗浄液を注液する注液手段と、
洗浄液を回収する液回収手段とを備え、
前記振動発生手段は、超音波の周波数帯域で前記振動体を振動させ、前記振動体の振動により洗浄液に超音波振動を与えて超音波洗浄を行うことを特徴とする請求項４ないし１１のいずれかに記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項１３】
清浄な空気と第一空間内の空気を置換して、前記液回収手段で洗浄液を回収した後に第一空間内に残存した洗浄液を除去する第三置換手段を備えることを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項１４】
前記第三置換手段は、空気が通過する第三通路と、
前記第三通路に設けられた第三ファンと、
前記第三ファンの吸気側に配され、塵埃を捕捉する第三フィルタとを有することを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項１５】
洗浄液が通過する流路と前記第三通路とは、共通化されていることを特徴とする請求項１４に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項１６】
前記第一囲繞部材に光学透過部材の表面を吸着させる吸着手段を備えることを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれかに記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項１７】
前記吸着手段による前記第一囲繞部材と光学透過部材の表面との吸着状態を検知する吸着状態検知手段を備え、
前記吸着状態検知手段の検知結果に応じて、超音波洗浄の実施可否を決定することを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項１８】
前記吸着状態検知手段は、吸着部分の圧力を計測する圧力計であることを特徴とする請求項１７に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項１９】
光学透過部材の表面に接触して、前記筐体の周辺の第二空間を囲繞する第二囲繞部材を備え、
前記吸着手段は、空気が通過する第四通路と、
前記第四通路に設けられ、第二空間内の空気を吸引する第四ファンとからなることを特徴とする請求項１６ないし１８のいずれかに記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項２０】
前記本体の姿勢を検知する姿勢検知手段を備え、
前記姿勢検知手段の検知結果に応じて、前記振動体による塵埃の振るい落としの実施可否を決定することを特徴とする請求項１ないし１９のいずれかに記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項２１】
前記撮像装置に設けられたレンズ交換用のボディマウントに装着されるマウントを備えることを特徴とする請求項１ないし２０のいずれかに記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項２２】
被写体像を撮像する固体撮像素子を備える撮像装置に清掃装置本体を装着後、本体内に収納される収納位置から、固体撮像素子の被写体側に配された光学透過部材の表面に近接する繰り出し位置に筐体を移動させる繰り出し工程と、
筐体に設けられた振動発生手段で振動体を振動させて、光学透過部材の表面に付着した塵埃を振るい落とす振るい落とし工程と、
繰り出し位置から収納位置に筐体を移動させる収納工程とを備えることを特徴とする撮像装置の清掃方法。
【請求項２３】
前記振るい落とし工程では、光学透過部材の表面に前記振動体を接触させて光学透過部材に振動を与えることを特徴とする請求項２２に記載の撮像装置の清掃方法。
【請求項２４】
清浄な空気と囲繞部材で囲繞された光学透過部材の表面の周辺の空間内の空気を置換して塵埃を除去する第一置換工程を備えることを特徴とする請求項２２または２３に記載の撮像装置の清掃方法。
【請求項２５】
イオナイザでイオン化した空気と囲繞部材で囲繞された光学透過部材の表面の周辺の空間内の空気を置換して塵埃を除去する第二置換工程を備えることを特徴とする請求項２２ないし２４のいずれかに記載の撮像装置の清掃方法。
【請求項２６】
囲繞部材で囲繞された光学透過部材の表面の周辺の空間内に洗浄液を注液する注液工程と、
洗浄液を回収する液回収工程とを備え、
前記振るい落とし工程では、振動発生手段により超音波の周波数帯域で振動体を振動させ、洗浄液に超音波振動を与えて超音波洗浄を行うことを特徴とする請求項２２ないし２５のいずれかに記載の撮像装置の清掃方法。
【請求項２７】
清浄な空気と第一空間内の空気を置換して、前記液回収工程で洗浄液を回収した後に空間内に残存した洗浄液を除去する第三置換工程を備えることを特徴とする請求項２６に記載の撮像装置の清掃方法。
【請求項２８】
囲繞部材に光学透過部材の表面を吸着させる吸着工程を備えることを特徴とする請求項２６または２７に記載の撮像装置の清掃方法。
【請求項２９】
囲繞部材と光学透過部材の表面との吸着状態を検知し、その検知結果に応じて、前記振るい落とし工程の実施可否を決定する吸着状態検知工程を備えることを特徴とする請求項２８に記載の撮像装置の清掃方法。
【請求項３０】
本体の姿勢を検知し、その検知結果に応じて、前記振るい落とし工程の実施可否を決定する姿勢検知工程を備えることを特徴とする請求項２２ないし２９のいずれかに記載の撮像装置の清掃方法。
【請求項３１】
被写体像を撮像する固体撮像素子、および前記固体撮像素子の被写体側に配された光学透過部材を備え、請求項１ないし２１のいずれかに記載の撮像装置用清掃装置が装着される撮像装置であって、
前記光学透過部材を保持する衝撃吸収材を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項３２】
前記光学透過部材は、被写体像のモアレを除去するための光学ローパスフィルタであることを特徴とする請求項３１に記載の撮像装置。
【請求項１】
被写体像を撮像する固体撮像素子を備える撮像装置に装着される本体と、
振動体、および前記振動体を振動させる振動発生手段を有する筐体と、
前記本体内に収納される収納位置と、固体撮像素子の被写体側に配された光学透過部材の表面に近接する繰り出し位置との間で前記筐体を移動させる移動機構とを備え、
光学透過部材の表面に付着した塵埃を、前記振動体の振動により振るい落とすことを特徴とする撮像装置用清掃装置。
【請求項２】
前記振動体は、光学透過部材の表面に接触して光学透過部材に振動を与えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項３】
前記振動体が光学透過部材の表面に接触する位置は、光学透過部材の表面の固体撮像素子の撮像範囲外であることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項４】
光学透過部材の表面に接触して、光学透過部材の表面に対向する前記筐体の面とともに光学透過部材の表面の周辺の第一空間を囲繞する第一囲繞部材を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項５】
前記第一囲繞部材が光学透過部材の表面に接触する位置は、光学透過部材の表面の固体撮像素子の撮像範囲外であることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項６】
前記第一囲繞部材は、前記振動体であることを特徴とする請求項４または５に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項７】
前記第一囲繞部材は、光学透過部材の表面に対向する前記筐体の面の周縁全体から延設された脚部であることを特徴とする請求項４または５に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項８】
清浄な空気と第一空間内の空気を置換して塵埃を除去する第一置換手段を備えることを特徴とする請求項４ないし７のいずれかに記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項９】
前記第一置換手段は、空気が通過する第一通路と、
前記第一通路に設けられた第一ファンと、
前記第一ファンの吸気側に配され、塵埃を捕捉する第一フィルタとからなることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項１０】
空気をイオン化するイオナイザと、
前記イオナイザでイオン化した空気と第一空間内の空気を置換して塵埃を除去する第二置換手段とを備えることを特徴とする請求項４ないし９のいずれかに記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項１１】
前記第二置換手段は、空気が通過する第二通路と、
前記第二通路に設けられた第二ファンと、
前記第二ファンの吸気側に配され、塵埃を捕捉する第二フィルタとからなることを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項１２】
第一空間内に洗浄液を注液する注液手段と、
洗浄液を回収する液回収手段とを備え、
前記振動発生手段は、超音波の周波数帯域で前記振動体を振動させ、前記振動体の振動により洗浄液に超音波振動を与えて超音波洗浄を行うことを特徴とする請求項４ないし１１のいずれかに記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項１３】
清浄な空気と第一空間内の空気を置換して、前記液回収手段で洗浄液を回収した後に第一空間内に残存した洗浄液を除去する第三置換手段を備えることを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項１４】
前記第三置換手段は、空気が通過する第三通路と、
前記第三通路に設けられた第三ファンと、
前記第三ファンの吸気側に配され、塵埃を捕捉する第三フィルタとを有することを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項１５】
洗浄液が通過する流路と前記第三通路とは、共通化されていることを特徴とする請求項１４に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項１６】
前記第一囲繞部材に光学透過部材の表面を吸着させる吸着手段を備えることを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれかに記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項１７】
前記吸着手段による前記第一囲繞部材と光学透過部材の表面との吸着状態を検知する吸着状態検知手段を備え、
前記吸着状態検知手段の検知結果に応じて、超音波洗浄の実施可否を決定することを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項１８】
前記吸着状態検知手段は、吸着部分の圧力を計測する圧力計であることを特徴とする請求項１７に記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項１９】
光学透過部材の表面に接触して、前記筐体の周辺の第二空間を囲繞する第二囲繞部材を備え、
前記吸着手段は、空気が通過する第四通路と、
前記第四通路に設けられ、第二空間内の空気を吸引する第四ファンとからなることを特徴とする請求項１６ないし１８のいずれかに記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項２０】
前記本体の姿勢を検知する姿勢検知手段を備え、
前記姿勢検知手段の検知結果に応じて、前記振動体による塵埃の振るい落としの実施可否を決定することを特徴とする請求項１ないし１９のいずれかに記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項２１】
前記撮像装置に設けられたレンズ交換用のボディマウントに装着されるマウントを備えることを特徴とする請求項１ないし２０のいずれかに記載の撮像装置用清掃装置。
【請求項２２】
被写体像を撮像する固体撮像素子を備える撮像装置に清掃装置本体を装着後、本体内に収納される収納位置から、固体撮像素子の被写体側に配された光学透過部材の表面に近接する繰り出し位置に筐体を移動させる繰り出し工程と、
筐体に設けられた振動発生手段で振動体を振動させて、光学透過部材の表面に付着した塵埃を振るい落とす振るい落とし工程と、
繰り出し位置から収納位置に筐体を移動させる収納工程とを備えることを特徴とする撮像装置の清掃方法。
【請求項２３】
前記振るい落とし工程では、光学透過部材の表面に前記振動体を接触させて光学透過部材に振動を与えることを特徴とする請求項２２に記載の撮像装置の清掃方法。
【請求項２４】
清浄な空気と囲繞部材で囲繞された光学透過部材の表面の周辺の空間内の空気を置換して塵埃を除去する第一置換工程を備えることを特徴とする請求項２２または２３に記載の撮像装置の清掃方法。
【請求項２５】
イオナイザでイオン化した空気と囲繞部材で囲繞された光学透過部材の表面の周辺の空間内の空気を置換して塵埃を除去する第二置換工程を備えることを特徴とする請求項２２ないし２４のいずれかに記載の撮像装置の清掃方法。
【請求項２６】
囲繞部材で囲繞された光学透過部材の表面の周辺の空間内に洗浄液を注液する注液工程と、
洗浄液を回収する液回収工程とを備え、
前記振るい落とし工程では、振動発生手段により超音波の周波数帯域で振動体を振動させ、洗浄液に超音波振動を与えて超音波洗浄を行うことを特徴とする請求項２２ないし２５のいずれかに記載の撮像装置の清掃方法。
【請求項２７】
清浄な空気と第一空間内の空気を置換して、前記液回収工程で洗浄液を回収した後に空間内に残存した洗浄液を除去する第三置換工程を備えることを特徴とする請求項２６に記載の撮像装置の清掃方法。
【請求項２８】
囲繞部材に光学透過部材の表面を吸着させる吸着工程を備えることを特徴とする請求項２６または２７に記載の撮像装置の清掃方法。
【請求項２９】
囲繞部材と光学透過部材の表面との吸着状態を検知し、その検知結果に応じて、前記振るい落とし工程の実施可否を決定する吸着状態検知工程を備えることを特徴とする請求項２８に記載の撮像装置の清掃方法。
【請求項３０】
本体の姿勢を検知し、その検知結果に応じて、前記振るい落とし工程の実施可否を決定する姿勢検知工程を備えることを特徴とする請求項２２ないし２９のいずれかに記載の撮像装置の清掃方法。
【請求項３１】
被写体像を撮像する固体撮像素子、および前記固体撮像素子の被写体側に配された光学透過部材を備え、請求項１ないし２１のいずれかに記載の撮像装置用清掃装置が装着される撮像装置であって、
前記光学透過部材を保持する衝撃吸収材を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項３２】
前記光学透過部材は、被写体像のモアレを除去するための光学ローパスフィルタであることを特徴とする請求項３１に記載の撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２０２３０（Ｐ２００９−２０２３０Ａ）
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８１６７３（Ｐ２００７−１８１６７３）
【出願日】平成１９年７月１１日（２００７．７．１１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１１日（２００７．７．１１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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