撮像装置
【課題】光学部材の表面または撮像素子のカバー部材の表面を傷つけることなく、その表面に付着した塵埃を除去することができ、光学部材またはカバー部材がそれを固定する部材から剥離する恐れがない撮像装置を提供する。
【解決手段】一眼レフレックス方式のデジタルカメラにおいては、光学部材１９と光学フィルタ１１間の空間および光学フィルタ１１と固体撮像装置１５のカバー部材１５ｄ間に形成される空間が、外部と遮断されている。撮影画像における影の写り込みの要因となる塵埃が付着する対象部位は、光学部材１９の表面（光入射面）である。この光学部材１９の表面上には櫛形電極６３が形成されており、この櫛形電極６３に交流電圧が印加されると、光学部材１９の表面上に表面弾性波が励振される。これにより、光学部材１９の表面に付着した塵埃が除去される。
【解決手段】一眼レフレックス方式のデジタルカメラにおいては、光学部材１９と光学フィルタ１１間の空間および光学フィルタ１１と固体撮像装置１５のカバー部材１５ｄ間に形成される空間が、外部と遮断されている。撮影画像における影の写り込みの要因となる塵埃が付着する対象部位は、光学部材１９の表面（光入射面）である。この光学部材１９の表面上には櫛形電極６３が形成されており、この櫛形電極６３に交流電圧が印加されると、光学部材１９の表面上に表面弾性波が励振される。これにより、光学部材１９の表面に付着した塵埃が除去される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を撮像する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一眼レフレックス方式のデジタルカメラにおいて、撮影レンズの焦点面近傍に塵、埃（以下、総称して塵埃と記す）などが存在すると、その塵埃の影が固体撮像素子に写り込み、画質を低下させることがある。このような塵埃としては、レンズ交換時に外部から侵入するもの、また、シャッタまたはミラーの動作に伴い、それらを構成する樹脂または金属などの部材から発生する微細な磨耗紛などが考えられている。例えば、このような塵埃が特に固体撮像素子のカバーガラスと、カバーガラスの前面に配置されている光学フィルタとの間の空間に入り込むと、その塵埃を除去するために、カメラを分解する必要がある。このため、固体撮像素子のカバーガラスと光学フィルタとの間の空間を外部と遮断することにより、当該空間への塵埃の侵入を防止するための防塵構造が設けられている。
【０００３】
しかしながら、上記防塵構造は、上記固体撮像素子のカバーガラスと光学フィルタとの間の空間への塵埃の侵入を防止するものであって、光学フィルタの光入射面すなわち表面に対して塵埃が付着することを阻止するものではない。よって、光学フィルタの表面には、塵埃が付着することがある。ここで、光学フィルタが焦点面近傍位置に配置されている場合、その表面に付着した塵埃は、影として固体撮像素子に写り込むことになり、画質の低下の原因となる。
【０００４】
また、固体撮像素子のカバーガラスの表面または光学フィルタの表面をワイパーで清掃する構造が提案されている（例えば特許文献１参照）。これによれば、レンズを外さず、またカメラを分解することなく固体撮像素子のカバーガラスの表面または光学フィルタの表面に付着した塵埃を除去することが可能である。
【０００５】
しかしながら、固体撮像素子のカバーガラスの表面または光学フィルタの表面に付着した塵埃が金属粉などのような硬い場合がある。この場合、ワイパーがカバーガラス表面または光学フィルタ表面に沿って摺動する際に、この塵埃によりカバーガラスの表面または光学フィルタの表面が傷付けられることがある。
【０００６】
そこで、固体撮像素子のカバーガラス表面または光学フィルタ表面を傷付けることなく、その表面に付着した塵埃を除去するために、カバーガラスまたは光学フィルタを加振させる構成が提案されている（例えば特許文献２参照）。すなわち、この構成は、加振手段によりカバーガラスまたは光学フィルタに振動を与え、カバーガラスまたは光学フィルタの振動により、その表面に付着した塵埃を除去するものである。
【特許文献１】特開２００３−００５２５４号公報
【特許文献２】特開２００４−０３２１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、加振手段によりカバーガラスまたは光学フィルタに振動を与える場合、固体撮像素子のカバーガラスまたは光学フィルタの振動が、カバーガラスまたは光学フィルタを固定する部材へ伝搬する。その結果、固体撮像素子のカバーガラスまたは光学フィルタがそれを固定する部材から剥離する恐れがある。
【０００８】
本発明の目的は、光学部材の表面または撮像素子のカバー部材の表面を傷つけることなく、その表面に付着した塵埃を除去することができ、光学部材またはカバー部材がそれを固定する部材から剥離する恐れがない撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するため、被写体からの光を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段の前方に該撮像手段と間隔を置いて配置されている光学部材と、前記撮像手段と前記光学部材との間に形成された空間を外部と遮断するための封止手段とを備え、前記光学部材は、透過性を有する圧電部材から構成され、前記光学部材の前記被写体側の面上には、駆動電圧の印加により、該光学部材の前記被写体側の面上に表面弾性波を励振させるための電極が形成されていることを特徴とする撮像装置を提供する。
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、被写体からの光を透過するカバー部材を有し、外部と遮断されている収容空間を構成する基体と、前記基体の収容空間に収容され、前記カバー部材を透過した光を電気信号に変換する撮像素子とを備え、前記カバー部材は、透過性を有する圧電部材から構成され、前記カバー部材の前記被写体側の面上には、駆動電圧の印加により、該カバー部材の前記被写体側の面上に表面弾性波を励振させるための電極が形成されていることを特徴とする撮像装置を提供する。
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するため、被写体からの光を透過するカバー部材を有し、外部と遮断されている収容空間を構成する基体と、前記基体の収容空間に収容され、前記カバー部材を透過した光を電気信号に変換する撮像素子とを備え、前記カバー部材の前記被写体側の面上には、圧電性を有する光学部材が貼り付けられ、前記光学部材の前記被写体側の面上には、駆動電圧の印加により、該光学部材の前記被写体側の面上に表面弾性波を励振させるための電極が形成されていることを特徴とする撮像装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光学部材の表面または撮像素子のカバー部材の表面を傷つけることなく、その表面に付着した塵埃を除去することができ、光学部材またはカバー部材がそれを固定する部材から剥離する恐れがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成を示す縦断面図である。本実施の形態においては、撮像装置として、一眼レフレックス方式のデジタルカメラを説明する。
【００１５】
一眼レフレックス方式のデジタルカメラは、図１に示すように、レンズ装置１０１を取り外し可能に装着するカメラ本体１００を備える。レンズ装置１０１には、撮影光の光路Ｌ１を規定する撮影光学系１０３、撮影光学系１０３へ入射する光量を規制するための絞り（図示せず）などが組み込まれている。ここで、撮影光学系１０３に関しては、それを構成する複数のレンズのうち、レンズ１０３ａのみが示されている。
【００１６】
カメラ本体１００には、レンズ装置１０１を取り外し可能に装着するマウント機構１２６および予め定められた範囲内で可動するハーフミラー１１１を有する。このハーフミラー１１１の屈折率は約１．５であり、その厚さは０．５ｍｍである。ハーフミラー１１１は、第１の光路分割位置と第２の光路分割位置との間で移動する。ここで、第１の光路分割位置は、ハーフミラー１１１が、上記撮影光学系１０３から上記光路Ｌ１に沿って入射した撮影光のうち、一部をフォーカシングスクリーン１０５へ向けて反射し、残りを透過する位置である（図中の実線で示す位置）。第２の光路分割位置は、ハーフミラー１１１が上記光路Ｌ１から待避する位置である（図中の破線で示す位置１１１’）。
【００１７】
フォーカシングスクリーン１０５上には、ハーフミラー１１１により反射された光が結像され、この光像は、ペンタプリズム１１２内部を経てファインダレンズ群１０９から外部へ導かれる。このファインダレンズ群１０９は、複数のレンズ１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃから構成される。撮影者は、ファインダレンズ群１０９を介して、フォーカシングスクリーン１０５上に結像された光像を観察することができる。上記フォーカシングスクリーン１０５上には、情報表示ユニット１８０により、特定の情報（例えばシャッタ速度、絞り値、撮影モードなど）が表示される。
【００１８】
このハーフミラー１１１の背面側には、サブミラー１２２が設けられている。このサブミラー１２２は、ハーフミラー１１１の保持部材（図示せず）に設けられた回転軸（図示せず）を中心に角度的に回転しながら、ハーフミラー１１１の動きに連動して移動する。サブミラー１２２は、ハーフミラー１１１が第１の光路分割位置にあるとき、ハーフミラー１１１を透過した光のうち、光路Ｌ１に近い光をレンズ１６４へ向けて反射する位置にある。これに対し、ハーフミラー１１１が第２の光路分割位置に移動すると、これに連動してサブミラー１２２は、光路Ｌ１から退避した位置へ移動する（図中の点線で示す位置１２２’）。
【００１９】
上記サブミラー１２２による反射光は、レンズ１６４、反射ミラー１６５、レンズ１６６を介して、焦点検出ユニット１６７へ導かれる。この焦点検出ユニット１６７は、サブミラー１２２からの反射光を受光し、この受光した光に基づいて位相差検出方式による焦点検出を行う。
【００２０】
上記ハーフミラー１１１の背面側には、固体撮像装置１５へ入射する光量を調節するためのフォーカルプレンシャッタ５０、光学部材１９、光学フィルタ１１、固体撮像装置１５などが順に配置されている。これらの詳細については、後述する。
【００２１】
また、カメラ本体１００には、可動式閃光発光ユニット１０４、ディスプレイ１０７、メインスイッチ１１９、レリーズボタン１２０およびクリーニングスイッチ１２３が設けられている。
【００２２】
閃光発光ユニット１０４は、カメラ本体１００に収納される収納位置とカメラ本体１００から外部へ露出する発光位置との間で移動可能である。ここでは、閃光発光ユニット１０４が発光位置にある状態が示されている。ディスプレイ１０７は、液晶表示パネルなどから構成され、撮影画像、撮影条件を含む各種情報などを表示する。
【００２３】
メインスイッチ１１９は、カメラ本体１００を起動させるためのスイッチである。レリーズボタン１２０は、２段階で押圧操作可能なボタンである。このレリーズボタン１２０が半押し操作（ＳＷ１がオン）されると、撮影準備動作（測光動作や焦点調節動作など）が開始される。また、レリーズボタン１２０が全押し操作（ＳＷ２がオン）されると、撮影動作（固体撮像素子１５ｂから読み出された画像データのメモリへの記録）が開始される。クリーニングスイッチ１２３は、クリーニングモードを設定するためのスイッチである。このクリーニングモードは、光学部材１９上に表面弾性波を励起させ、光学部材１９の表面に付着した塵埃を除去するためのモードである。
【００２４】
次に、フォーカルプレンシャッタ５０および固体撮像装置１５周りの構成について図２を参照しながら説明する。図２は図１のフォーカルプレンシャッタ５０および固体撮像装置１５周りの構成を示す縦断面図である。
【００２５】
フォーカルプレンシャッタ５０は、図２に示すように、先膜２１と、後幕２２と、押え板２４と、カバー板２５と、中間板２３とを有する。先幕２１は、複数のシャッタ羽根２１ａ〜２１ｄから構成される。後幕２２は、先幕２１と同様に、複数のシャッタ羽根から構成される。押え板２４は、後幕２２の押え板であり、その中央部には、撮像光を受け入れるための開口２４ａが設けられている。カバー板２５は、先幕２１の押え板であり、その中央部には、撮像光を受け入れるための開口２５ａが設けられている。中間板２３は、押え板２４とカバー板２５との間に挿入されている。この中間板２３により、押え板２４とカバー板２５との間の空間は、先幕２１の駆動スペースと後幕２２の駆動スペースのそれぞれに分離されている。カバー板２５には、先幕２１の各シャッタ羽根２１ａ〜２１ｄが開いたときに、その位置決めを行うためのストッパー部２９が設けられている。
【００２６】
フォーカルプレンシャッタ５０の背面側に配置されている光学フィルタ１１は、固体撮像装置１５へ必要以上に高い空間周波数成分が入射しないように、この周波数成分の通過を制限するフィルタ特性を有する。この光学フィルタ１１は、例えば水晶などの複屈折板および赤外カットフィルタが積層されたものである。
【００２７】
光学フィルタ１１の縁部は、保持部材１２に保持され、保持部材１２は、光学フィルタ１１と一体化されて支持部材１３に支持されている。支持部材１３は、カメラ本体１００のシャーシ（図示せず）に固定されている。
【００２８】
光学フィルタ１１の光入射面（シャッタ５０との対向面）すなわち表面側には、矩形平板状の光学部材１９が光学フィルタ１１との間に間隔を置いて配置されている。この光学部材１９は、可視光領域の周波数成分を透過する光透過性を有する圧電部材から構成される。光学部材１９の縁部は、光学部材１９と光学フィルタ１１の間に形成されている空間が外部から遮断されるように、支持部材１３に固定されている。これにより、光学部材１９と光学フィルタ１１の間の空間への塵埃の侵入が防止される。光学部材１９の表面には、当該表面上に表面弾性波を励起させるための櫛形電極６３が形成されている。この櫛形電極６３の詳細については、後述する。ここで、光学部材１９を、光学フィルタ１１と共働して、高い空間周波数成分の通過を制限するフィルタ特性を発揮するような圧電部材から構成することも可能である。
【００２９】
光学フィルタ１１の背面側に配置されている固体撮像装置１５は、光学フィルタ１１側に向けて開口し、固体撮像素子１５ｂを収容する収容空間を構成する基体１５ａを有する。基体１５ａの開口は、固体撮像素子１５ｂを保護するとともに、その収容空間を外部と遮断するための透明のカバー部材１５ｄにより覆われている。固体撮像素子１５ｂは、例えば増幅型固体撮像素子の１つであるＣＭＯＳプロセスコンパチブルのセンサからなる。この固体撮像素子１５ｂには、複数の接続端子１５ｃが接続され、固体撮像素子１５ｂは、各接続端子１５ｃを介して、基板１７と電気的に接続される。基板１７および固体撮像装置１５は一体化されて保持板１８に保持され、保持板１８は、カメラ本体１００のシャーシ（図示せず）にビス（図示せず）により固定されている。
【００３０】
上記カバー部材１５ｄは、光学フィルタ１１に対して予め定められた間隔を置いて配置されており、カバー部材１５ｄと光学フィルタ１１間に形成された空間は、シール部材１６により、外部と遮断されている。これにより、カバー部材１５ｄと光学フィルタ１１間の空間へ塵埃が侵入することが防止される。
【００３１】
このように、光学部材１９と光学フィルタ１１間の空間およびカバー部材１５ｄと光学フィルタ１１間の空間は外部から遮断された空間である。よって、撮影画像における影の写り込みの要因となる塵埃が付着する対象部位は、光学部材１９の表面（光入射面）となる。
【００３２】
次に、光学部材１９の表面に形成されている櫛形電極６３について図３を参照しながら詳細に説明する。図３は図２の光学部材１９の表面に形成されている櫛形電極６３の構成を示す平面図である。
【００３３】
櫛形電極６３は、図３に示すように、光学部材１９に規定されている撮影領域Ｅを避けるように、その短辺方向に沿う一方の端部の近傍部位に形成されている。光学部材１９の短辺方向に沿う他方の端部近傍の部位には、振動吸収部材６５が形成され、この振動吸収部材６５は、櫛形電極６３と対向するように配置されている。櫛形電極６３には、後述する電源回路６７から予め定められた周波数の交流電圧が印加され、この電源回路６７の交流電圧の印加動作は、カメラシステム制御部１３５により制御される。
【００３４】
櫛形電極６３に予め定められた周波数の交流電圧が印加されると、光学部材１９の表面近傍の各部位が楕円運動し、これにより表面弾性波が励振される。この表面弾性波は、櫛形電極６３から振動吸収部材６５へ向けて進行する。この振動吸収部材６５は、表面弾性波を吸収し、表面弾性波の反射波の発生を抑制するので、反射波により、進行する表面弾性波が定常波になることが防止される。
【００３５】
ここで、光学部材１９の結晶軸のカット方向は、櫛形電極６３に交流電圧を印加した際に、光学部材１９の櫛形電極６３から振動吸収部材６５へ向けて進行する表面弾性波が発生するように、設定されている。本実施の形態においては、光学部材１９を構成する部材として、表面弾性波の伝搬面に対し４２．７５π／１８０（ｒａｄ）Ｙカットされた水晶が用いられており、その厚さは、０．５ｍｍである。
【００３６】
また、上記櫛形電極６３の電極幅をｄ１、電極間距離（交差幅）をｄ２、光学部材１９における表面弾性波の伝搬速度をｖ、表面弾性波の周波数をｆとすると、この周波数ｆは、以下の（１）式で与えられる。
【００３７】
ｆ＝ｖ／｛２×（ｄ１＋ｄ２）｝ …（１）
ここで、光学部材１９の表面弾性波の伝搬速度ｖは、３１５７ｍ／ｓｅｃである。また、櫛形電極６３の電極幅ｄ１は１０μｍ、電極間距離ｄ２は２０μｍにそれぞれ設定されている。この場合の表面弾性波の周波数ｆは、上記（１）式から、５２ＭＨｚとなる。従って、櫛形電極６３に対して、５２ＭＨｚの周波数を有する交流電圧を印加すれば、最大の効率で、光学部材１９の表面上に、表面弾性波を励振させることができることになる。
【００３８】
本実施の形態においては、振動吸収部材６５が用いられているが、振動吸収部材６５の代わりに、櫛形電極を形成し、この櫛形電極により表面弾性波を励振させることにより、上述した反射波の発生を抑制することも可能である。
【００３９】
次に、本実施の形態のデジタルカメラの制御構成について図４を参照しながら説明する。図４は図１のデジタルカメラの制御構成を示すブロック図である。
【００４０】
本実施の形態における制御構成は、図４に示すように、カメラ本体１００に設けられているカメラシステム制御部１３５を有する。カメラシステム制御部１３５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成され、カメラ全体の制御を行うとともに、各種の個別制御を行う。
【００４１】
レンズ装置１０１がマウント機構１２６を介してカメラ本体１００と装着されると、端子１００ａと端子１０１ａとが電気的に接続され、カメラシステム制御部１３５は、レンズシステム制御部１４１と通信可能になる。レンズシステム制御部１４１は、レンズ装置１０１の状態（絞り１０２の絞り値、焦点距離、フォーカスレンズ位置など）を示すレンズ状態信号を、カメラシステム制御部１３５へ送出する。
【００４２】
カメラシステム制御部１３５には、上記レンズ状態信号、操作検出部１３６からの検出信号、ＡＦ制御部１４０からの信号などが入力される。ここで、操作検出部１３６は、メインスイッチ１１９、レリーズボタン１２０、クリーニングスイッチ１２３（図１を参照）などの操作の有無を検出する。この検出結果は、操作検出信号としてカメラシステム制御部１３５へ出力される。ＡＦ制御部１４０は、焦点検出ユニット１６７からの出力信号に基づいて撮影光学系１０３の焦点調節状態（デフォーカス量）を示す信号を生成し、カメラシステム制御部１３５へ出力する。焦点検出ユニット１６７は、サブミラー１２２からの反射光に基づいて、撮影画面内の予め定められた位置に設けられた焦点検出領域内における像の合焦状態を検出し、この検出結果を示す信号を出力する。
【００４３】
カメラシステム制御部１３５は、上記レンズ状態信号、操作検出部１３６からの検出信号、ＡＦ制御部１４０からの信号などに基づいて、レンズシステム制御部１４１に対して、制御信号を生成する。また、カメラシステム制御部１３５は、上記各信号に基づいて、カメラ本体１００の各部のそれぞれに対して個別に制御信号を生成する。具体的には、ハーフミラー駆動部１３８、シャッタ制御部１４５、電源部６７、基板１７のそれぞれに対する制御信号が個別に生成される。また、Ａ／Ｄ変換器１３０、ＲＧＢ画像処理部１３１、ＹＣ処理部１３２、記録処理部１３３、再生処理部１３３、情報表示ユニット１８０のそれぞれに対する制御信号が個別に生成される。これらの制御信号は、動作タイミング、動作内容などを指示するための信号である。
【００４４】
レンズシステム制御部１４１は、カメラシステム制御部１３５からの制御信号に基づいて、絞り１０４を駆動する絞り駆動部１４３の駆動信号を生成する。絞り駆動部１４３は、上記駆動信号により、絞り１０４の絞り口径が上記制御信号により指示された絞り値になるように、絞り１０４を駆動する。また、レンズシステム制御部１４１は、カメラシステム制御部１３５からの制御信号に基づいて、撮影光学系１０３のフォーカスレンズを駆動するＡＦモータ１４７の駆動信号を生成する。この駆動信号により、ＡＦモータ１４７は、上記フォーカスレンズを上記制御信号により指示された位置へ移動させる。
【００４５】
カメラ本体１００のハーフミラー駆動部１３８は、カメラシステム制御部１３５からの制御信号に基づいて、ハーフミラー１１１を駆動する。シャッタ制御部１４５は、カメラシステム制御部１３５からの制御信号に基づいて対応するシャッタ速度が得られるように、フォーカルプレンシャッタ５０（先幕および後幕）を駆動する。電源部６７は、カメラシステム制御部１３５からの制御信号に基づいて、光学部材１９に設けられている櫛形電極６３に対して予め定められた周波数（＝表面弾性波の周波数ｆ）の交流電圧を予め定められた期間に亘り周期的に繰り返し印加する。これにより、光学部材１９の表面には、表面弾性波が励振される。基板１７は、カメラシステム制御部１３５からの制御信号に基づいて、予め定められたタイミングで、固体撮像装置１５の撮像信号（電気信号）を読み出し、この読み出された撮像信号を、Ａ／Ｄ変換器１３０へ出力する。
【００４６】
Ａ／Ｄ変換器１３０は、上記撮像信号の振幅に応じて、当該撮像信号を例えば１０ビットのＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号に変換する。ＲＧＢ画像処理部１３１は、Ａ／Ｄ変換器１３０から入力されたＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号に対して、ホワイトバランス、ガンマ補正、補間演算による高解像度化処理などを施す。ＹＣ処理部１３２は、ＲＧＢ画像処理部１３１から入力されたＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号から、輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを生成する。この生成された輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙは、画像信号として、記録処理部１３３へ入力される。Ａ／Ｄ変換器１３０、ＲＧＢ画像処理部１３１、ＹＣ処理部１３２のそれぞれの動作は、カメラシステム制御部１３５からそれぞれに対して出力される制御信号により制御される。
【００４７】
記録処理部１３３は、カメラシステム制御部１３５からの制御信号に基づいて、入力された画像信号を例えばＣＦカード（登録商標）などのメモリ（図示せず）への書き込み処理、またメモリからの画像信号の読み出し処理を行う。再生処理部１３４は、カメラシステム制御部１３５からの制御信号に基づいて、上記メモリから読み出された画像信号を再生し、ディスプレイ１０７へ出力する。この再生処理部１３４およびディスプレイ１０７を、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信を介して接続するような構成を採用することも可能である。この場合、このデジタルカメラで撮像された画像をカメラから離れた位置でモニタすることができる。
【００４８】
情報表示ユニット１８０は、カメラシステム制御部１３５からの制御信号に基づいて、フォーカシングスクリーン１０５上に特定の情報を表示する。この表示する特定の情報は、カメラシステム制御部１３５から、上記制御信号とともに与えられる情報である。閃光発光ユニット１０４は、カメラシステム制御部１３５からの制御信号に基づいて、予め定められたタイミングで閃光を発光する。
【００４９】
次に、本実施の形態におけるクリーニングモードについて説明する。
【００５０】
上述したように、撮影画像における影の写り込みの要因となる塵埃が付着する対象部位は、光学部材１９の表面（光入射面）であるので、この光学部材１９の表面に付着した塵埃の除去がクリーングモードにより行われる。
【００５１】
このクリーニングモードは、クリーニングスイッチ１２３の操作に応じて、設定される。このクリーニングモードが設定されると、その直前に設定されていたモードおよび撮影条件などが記憶される。そして、クリーニングモードを開始すべく、カメラシステム制御部１３５から、交流電圧の印加開始を指示する制御信号が、電源部６７へ出力される。
【００５２】
電源部６７は、上記制御信号に基づいて、光学部材１９上の櫛形電極６３に対して、予め定められた周波数の交流電圧の印加を開始する。これにより、光学部材１９の表面には、表面弾性波が励振される。交流電圧の印加は、例えば予め定められた時間に亘り、周期的に繰り返し行われる。この表面弾性波により、光学部材１９の表面上に付着している埃塵は、当該表面上を移動しながら当該表面から離脱し、最終的にカメラ本体１００の下部に向けて落下する。すなわち、光学部材１９の表面上に付着している埃塵は、当該表面から取り除かれることになる。
【００５３】
次いで、予め定められた時間経過後、カメラシステム制御部１３５から、交流電圧の印加の停止を指示する制御信号が、電源部６７へ出力される。電源部６７は、上記制御信号に基づいて、櫛形電極６３への交流電圧の印加を停止する。これにより、クリーニングモードは、終了する。
【００５４】
本実施の形態においては、上述したように、任意のタイミングでクリーニングスイッチ１２３を操作すれば、光学部材１９の表面に付着した塵埃の除去を行うためのクリーニングモードが実施される。これに代えて、例えばデジタルカメラへの電源投入または撮影動作の終了をトリガーとして、光学部材１９の櫛形電極６３へ交流電圧を印加するようなシーケンスを採用することも可能である。
【００５５】
以上より、本実施の形態によれば、光学部材１９の表面に表面弾性波を励振させることにより、光学部材１９の表面に付着した塵埃を容易に除去することができる。すなわち、レンズ交換などの際に侵入する塵埃またはフォーカルプレンシャッタ５０の駆動時に生じる磨耗紛などが光学部材１９の表面上に付着したとしても、光学部材１９に触れることなく、その塵埃を除去することが可能である。その結果、常に、塵埃の影の写り込みがない良好な画質の画像を得ることができる。
【００５６】
また、表面弾性波は、光学部材１９の表面のみに発生するので、光学部材１９が支持板１３から剥離する恐れがない。また、例えば光学部材１９の裏面に赤外カットフィルタなどが接合されている場合でも、表面弾性波により、赤外カットフィルタが剥離することはない。換言すれば、光学部材の少なくとも一部（表面側）が圧電材料から構成されていれば、上述した効果を奏する光学部材を提供することが可能である。
【００５７】
さらに、表面弾性波を励振させるための櫛形電極６３は、光学部材１９の表面に設けられているので、特に、光学部材１９の厚さが大きく増すことはなく、光学部材１９の設置スペースを容易に確保することができる。その結果、光学部材１９の設置により、カメラ本体１００が大型化することはない。
【００５８】
本実施の形態においては、上記光学部材１９が厚さ０．５ｍｍの水晶基板から構成されている場合を示したが、これに代えて、光学部材を他の圧電材料から構成することも可能である。例えば、厚さ０．３ｍｍのニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）から上記光学部材１９を構成することも可能である。この場合、ニオブ酸リチウムは、伝播面に対して１２８π／１８０（ｒａｄ）Ｙカットしたものである。また、この場合、櫛形電極６３の電極幅ｄ１は１０μｍ、電極間距離ｄ２は３０μｍにそれぞれ設定される。
【００５９】
このニオブ酸リチウムから光学部材１９を構成した場合、表面弾性波の伝搬速度Ｖは４０００ｍ／ｓｅｃであるので、上記電極幅ｄ１および電極間距離ｄ２を有する櫛形電極６３により発生される表面弾性波の周波数ｆは、上記（１）式から、５０ＭＨｚとなる。よって、このような構成を有する光学部材１９の場合、櫛形電極６３に対して、５０ＭＨｚの交流電圧が印加されることになる。
【００６０】
また、本実施の形態においては、電源部６７がカメラ本体１００に内蔵されているが、これに代えて、例えば電源部６７に相当する外部電源部を用意し、これをカメラ本体１００に接続するような構成を採用することも可能である。この場合、カメラ本体１００に上記外部電源部と上記櫛形電極６３とを接続するための端子が設けられる。そして、上記外部電源を上記端子に接続し、上記外部電源部から上記端子を介して上記櫛形電極６３へ交流電圧を印加すれば、光学部材１９の表面に付着した塵埃を除去するためのクリーニングモードが実施されることになる。このような構成を採用すれば、電源部６７をカメラ本体１００に内蔵する必要はない。
【００６１】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について図５および図６を参照しながら説明する。図５は本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置におけるフォーカルプレンシャッタおよび固体撮像装置周りの構成を示す縦断面図である。ここで、本実施の形態の撮像装置は、一眼レフレックス方式のデジタルカメラであり、その基本的な構成は、上記第１の実施の形態と同じである。よって、本実施の形態においては、上記第１の実施の形態と異なる部分について説明する。また、図中、上記第１の実施の形態の同一の部材には、同一の符号が付されている。
【００６２】
本実施の形態においては、図５に示すように、フォーカルプレンシャッタ５０と固体撮像装置１５との間には、上記第１の実施の形態のように、光学フィルタ１１および光学部材１９が設けられていない。この場合、固体撮像装置１５のカバー部材の表面に塵埃が付着することになる。よって、本実施の形態においては、固体撮像装置１５のカバー部材として、上記第１の実施の形態に示すような、櫛形電極６３が形成されている光学部材１９が用いられる。また、この場合、例えば上記第１の実施の形態の光学フィルタ１１と同様のフィルタ特性を示すような圧電材から、光学部材１９を構成することが好ましい。
【００６３】
また、上記構成に代えて、図６に示すような構成を採用することも可能である。すなわち、この構成の場合、固体撮像装置１５のカバー部材１５ｄに対して、櫛形電極６３が形成されている光学部材１９が貼り付けられている。この場合においても、上記第１の実施の形態の光学フィルタ１１と同様のフィルタ特性を示すような圧電材から、光学部材１９を構成することが好ましい。
【００６４】
このように、上記図５または図６に示すいずれの構成でも、上記第１の実施の形態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】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】図１のフォーカルプレンシャッタ５０および固体撮像装置１５周りの構成を示す縦断面図である。
【図３】図２の光学部材１９の表面に形成されている櫛形電極６３の構成を示す平面図である。
【図４】図１のデジタルカメラの制御構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置におけるフォーカルプレンシャッタおよび固体撮像装置周りの構成を示す縦断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置におけるフォーカルプレンシャッタおよび固体撮像装置周りの代替構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１１ 光学フィルタ
１３ 支持部材
１５ 固体撮像装置
１５ａ 基体
１５ｂ 固体撮像素子
１５ｄ カバー部材
１９ 光学部材
６３ 櫛形電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を撮像する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一眼レフレックス方式のデジタルカメラにおいて、撮影レンズの焦点面近傍に塵、埃（以下、総称して塵埃と記す）などが存在すると、その塵埃の影が固体撮像素子に写り込み、画質を低下させることがある。このような塵埃としては、レンズ交換時に外部から侵入するもの、また、シャッタまたはミラーの動作に伴い、それらを構成する樹脂または金属などの部材から発生する微細な磨耗紛などが考えられている。例えば、このような塵埃が特に固体撮像素子のカバーガラスと、カバーガラスの前面に配置されている光学フィルタとの間の空間に入り込むと、その塵埃を除去するために、カメラを分解する必要がある。このため、固体撮像素子のカバーガラスと光学フィルタとの間の空間を外部と遮断することにより、当該空間への塵埃の侵入を防止するための防塵構造が設けられている。
【０００３】
しかしながら、上記防塵構造は、上記固体撮像素子のカバーガラスと光学フィルタとの間の空間への塵埃の侵入を防止するものであって、光学フィルタの光入射面すなわち表面に対して塵埃が付着することを阻止するものではない。よって、光学フィルタの表面には、塵埃が付着することがある。ここで、光学フィルタが焦点面近傍位置に配置されている場合、その表面に付着した塵埃は、影として固体撮像素子に写り込むことになり、画質の低下の原因となる。
【０００４】
また、固体撮像素子のカバーガラスの表面または光学フィルタの表面をワイパーで清掃する構造が提案されている（例えば特許文献１参照）。これによれば、レンズを外さず、またカメラを分解することなく固体撮像素子のカバーガラスの表面または光学フィルタの表面に付着した塵埃を除去することが可能である。
【０００５】
しかしながら、固体撮像素子のカバーガラスの表面または光学フィルタの表面に付着した塵埃が金属粉などのような硬い場合がある。この場合、ワイパーがカバーガラス表面または光学フィルタ表面に沿って摺動する際に、この塵埃によりカバーガラスの表面または光学フィルタの表面が傷付けられることがある。
【０００６】
そこで、固体撮像素子のカバーガラス表面または光学フィルタ表面を傷付けることなく、その表面に付着した塵埃を除去するために、カバーガラスまたは光学フィルタを加振させる構成が提案されている（例えば特許文献２参照）。すなわち、この構成は、加振手段によりカバーガラスまたは光学フィルタに振動を与え、カバーガラスまたは光学フィルタの振動により、その表面に付着した塵埃を除去するものである。
【特許文献１】特開２００３−００５２５４号公報
【特許文献２】特開２００４−０３２１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、加振手段によりカバーガラスまたは光学フィルタに振動を与える場合、固体撮像素子のカバーガラスまたは光学フィルタの振動が、カバーガラスまたは光学フィルタを固定する部材へ伝搬する。その結果、固体撮像素子のカバーガラスまたは光学フィルタがそれを固定する部材から剥離する恐れがある。
【０００８】
本発明の目的は、光学部材の表面または撮像素子のカバー部材の表面を傷つけることなく、その表面に付着した塵埃を除去することができ、光学部材またはカバー部材がそれを固定する部材から剥離する恐れがない撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するため、被写体からの光を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段の前方に該撮像手段と間隔を置いて配置されている光学部材と、前記撮像手段と前記光学部材との間に形成された空間を外部と遮断するための封止手段とを備え、前記光学部材は、透過性を有する圧電部材から構成され、前記光学部材の前記被写体側の面上には、駆動電圧の印加により、該光学部材の前記被写体側の面上に表面弾性波を励振させるための電極が形成されていることを特徴とする撮像装置を提供する。
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、被写体からの光を透過するカバー部材を有し、外部と遮断されている収容空間を構成する基体と、前記基体の収容空間に収容され、前記カバー部材を透過した光を電気信号に変換する撮像素子とを備え、前記カバー部材は、透過性を有する圧電部材から構成され、前記カバー部材の前記被写体側の面上には、駆動電圧の印加により、該カバー部材の前記被写体側の面上に表面弾性波を励振させるための電極が形成されていることを特徴とする撮像装置を提供する。
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するため、被写体からの光を透過するカバー部材を有し、外部と遮断されている収容空間を構成する基体と、前記基体の収容空間に収容され、前記カバー部材を透過した光を電気信号に変換する撮像素子とを備え、前記カバー部材の前記被写体側の面上には、圧電性を有する光学部材が貼り付けられ、前記光学部材の前記被写体側の面上には、駆動電圧の印加により、該光学部材の前記被写体側の面上に表面弾性波を励振させるための電極が形成されていることを特徴とする撮像装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光学部材の表面または撮像素子のカバー部材の表面を傷つけることなく、その表面に付着した塵埃を除去することができ、光学部材またはカバー部材がそれを固定する部材から剥離する恐れがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成を示す縦断面図である。本実施の形態においては、撮像装置として、一眼レフレックス方式のデジタルカメラを説明する。
【００１５】
一眼レフレックス方式のデジタルカメラは、図１に示すように、レンズ装置１０１を取り外し可能に装着するカメラ本体１００を備える。レンズ装置１０１には、撮影光の光路Ｌ１を規定する撮影光学系１０３、撮影光学系１０３へ入射する光量を規制するための絞り（図示せず）などが組み込まれている。ここで、撮影光学系１０３に関しては、それを構成する複数のレンズのうち、レンズ１０３ａのみが示されている。
【００１６】
カメラ本体１００には、レンズ装置１０１を取り外し可能に装着するマウント機構１２６および予め定められた範囲内で可動するハーフミラー１１１を有する。このハーフミラー１１１の屈折率は約１．５であり、その厚さは０．５ｍｍである。ハーフミラー１１１は、第１の光路分割位置と第２の光路分割位置との間で移動する。ここで、第１の光路分割位置は、ハーフミラー１１１が、上記撮影光学系１０３から上記光路Ｌ１に沿って入射した撮影光のうち、一部をフォーカシングスクリーン１０５へ向けて反射し、残りを透過する位置である（図中の実線で示す位置）。第２の光路分割位置は、ハーフミラー１１１が上記光路Ｌ１から待避する位置である（図中の破線で示す位置１１１’）。
【００１７】
フォーカシングスクリーン１０５上には、ハーフミラー１１１により反射された光が結像され、この光像は、ペンタプリズム１１２内部を経てファインダレンズ群１０９から外部へ導かれる。このファインダレンズ群１０９は、複数のレンズ１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃから構成される。撮影者は、ファインダレンズ群１０９を介して、フォーカシングスクリーン１０５上に結像された光像を観察することができる。上記フォーカシングスクリーン１０５上には、情報表示ユニット１８０により、特定の情報（例えばシャッタ速度、絞り値、撮影モードなど）が表示される。
【００１８】
このハーフミラー１１１の背面側には、サブミラー１２２が設けられている。このサブミラー１２２は、ハーフミラー１１１の保持部材（図示せず）に設けられた回転軸（図示せず）を中心に角度的に回転しながら、ハーフミラー１１１の動きに連動して移動する。サブミラー１２２は、ハーフミラー１１１が第１の光路分割位置にあるとき、ハーフミラー１１１を透過した光のうち、光路Ｌ１に近い光をレンズ１６４へ向けて反射する位置にある。これに対し、ハーフミラー１１１が第２の光路分割位置に移動すると、これに連動してサブミラー１２２は、光路Ｌ１から退避した位置へ移動する（図中の点線で示す位置１２２’）。
【００１９】
上記サブミラー１２２による反射光は、レンズ１６４、反射ミラー１６５、レンズ１６６を介して、焦点検出ユニット１６７へ導かれる。この焦点検出ユニット１６７は、サブミラー１２２からの反射光を受光し、この受光した光に基づいて位相差検出方式による焦点検出を行う。
【００２０】
上記ハーフミラー１１１の背面側には、固体撮像装置１５へ入射する光量を調節するためのフォーカルプレンシャッタ５０、光学部材１９、光学フィルタ１１、固体撮像装置１５などが順に配置されている。これらの詳細については、後述する。
【００２１】
また、カメラ本体１００には、可動式閃光発光ユニット１０４、ディスプレイ１０７、メインスイッチ１１９、レリーズボタン１２０およびクリーニングスイッチ１２３が設けられている。
【００２２】
閃光発光ユニット１０４は、カメラ本体１００に収納される収納位置とカメラ本体１００から外部へ露出する発光位置との間で移動可能である。ここでは、閃光発光ユニット１０４が発光位置にある状態が示されている。ディスプレイ１０７は、液晶表示パネルなどから構成され、撮影画像、撮影条件を含む各種情報などを表示する。
【００２３】
メインスイッチ１１９は、カメラ本体１００を起動させるためのスイッチである。レリーズボタン１２０は、２段階で押圧操作可能なボタンである。このレリーズボタン１２０が半押し操作（ＳＷ１がオン）されると、撮影準備動作（測光動作や焦点調節動作など）が開始される。また、レリーズボタン１２０が全押し操作（ＳＷ２がオン）されると、撮影動作（固体撮像素子１５ｂから読み出された画像データのメモリへの記録）が開始される。クリーニングスイッチ１２３は、クリーニングモードを設定するためのスイッチである。このクリーニングモードは、光学部材１９上に表面弾性波を励起させ、光学部材１９の表面に付着した塵埃を除去するためのモードである。
【００２４】
次に、フォーカルプレンシャッタ５０および固体撮像装置１５周りの構成について図２を参照しながら説明する。図２は図１のフォーカルプレンシャッタ５０および固体撮像装置１５周りの構成を示す縦断面図である。
【００２５】
フォーカルプレンシャッタ５０は、図２に示すように、先膜２１と、後幕２２と、押え板２４と、カバー板２５と、中間板２３とを有する。先幕２１は、複数のシャッタ羽根２１ａ〜２１ｄから構成される。後幕２２は、先幕２１と同様に、複数のシャッタ羽根から構成される。押え板２４は、後幕２２の押え板であり、その中央部には、撮像光を受け入れるための開口２４ａが設けられている。カバー板２５は、先幕２１の押え板であり、その中央部には、撮像光を受け入れるための開口２５ａが設けられている。中間板２３は、押え板２４とカバー板２５との間に挿入されている。この中間板２３により、押え板２４とカバー板２５との間の空間は、先幕２１の駆動スペースと後幕２２の駆動スペースのそれぞれに分離されている。カバー板２５には、先幕２１の各シャッタ羽根２１ａ〜２１ｄが開いたときに、その位置決めを行うためのストッパー部２９が設けられている。
【００２６】
フォーカルプレンシャッタ５０の背面側に配置されている光学フィルタ１１は、固体撮像装置１５へ必要以上に高い空間周波数成分が入射しないように、この周波数成分の通過を制限するフィルタ特性を有する。この光学フィルタ１１は、例えば水晶などの複屈折板および赤外カットフィルタが積層されたものである。
【００２７】
光学フィルタ１１の縁部は、保持部材１２に保持され、保持部材１２は、光学フィルタ１１と一体化されて支持部材１３に支持されている。支持部材１３は、カメラ本体１００のシャーシ（図示せず）に固定されている。
【００２８】
光学フィルタ１１の光入射面（シャッタ５０との対向面）すなわち表面側には、矩形平板状の光学部材１９が光学フィルタ１１との間に間隔を置いて配置されている。この光学部材１９は、可視光領域の周波数成分を透過する光透過性を有する圧電部材から構成される。光学部材１９の縁部は、光学部材１９と光学フィルタ１１の間に形成されている空間が外部から遮断されるように、支持部材１３に固定されている。これにより、光学部材１９と光学フィルタ１１の間の空間への塵埃の侵入が防止される。光学部材１９の表面には、当該表面上に表面弾性波を励起させるための櫛形電極６３が形成されている。この櫛形電極６３の詳細については、後述する。ここで、光学部材１９を、光学フィルタ１１と共働して、高い空間周波数成分の通過を制限するフィルタ特性を発揮するような圧電部材から構成することも可能である。
【００２９】
光学フィルタ１１の背面側に配置されている固体撮像装置１５は、光学フィルタ１１側に向けて開口し、固体撮像素子１５ｂを収容する収容空間を構成する基体１５ａを有する。基体１５ａの開口は、固体撮像素子１５ｂを保護するとともに、その収容空間を外部と遮断するための透明のカバー部材１５ｄにより覆われている。固体撮像素子１５ｂは、例えば増幅型固体撮像素子の１つであるＣＭＯＳプロセスコンパチブルのセンサからなる。この固体撮像素子１５ｂには、複数の接続端子１５ｃが接続され、固体撮像素子１５ｂは、各接続端子１５ｃを介して、基板１７と電気的に接続される。基板１７および固体撮像装置１５は一体化されて保持板１８に保持され、保持板１８は、カメラ本体１００のシャーシ（図示せず）にビス（図示せず）により固定されている。
【００３０】
上記カバー部材１５ｄは、光学フィルタ１１に対して予め定められた間隔を置いて配置されており、カバー部材１５ｄと光学フィルタ１１間に形成された空間は、シール部材１６により、外部と遮断されている。これにより、カバー部材１５ｄと光学フィルタ１１間の空間へ塵埃が侵入することが防止される。
【００３１】
このように、光学部材１９と光学フィルタ１１間の空間およびカバー部材１５ｄと光学フィルタ１１間の空間は外部から遮断された空間である。よって、撮影画像における影の写り込みの要因となる塵埃が付着する対象部位は、光学部材１９の表面（光入射面）となる。
【００３２】
次に、光学部材１９の表面に形成されている櫛形電極６３について図３を参照しながら詳細に説明する。図３は図２の光学部材１９の表面に形成されている櫛形電極６３の構成を示す平面図である。
【００３３】
櫛形電極６３は、図３に示すように、光学部材１９に規定されている撮影領域Ｅを避けるように、その短辺方向に沿う一方の端部の近傍部位に形成されている。光学部材１９の短辺方向に沿う他方の端部近傍の部位には、振動吸収部材６５が形成され、この振動吸収部材６５は、櫛形電極６３と対向するように配置されている。櫛形電極６３には、後述する電源回路６７から予め定められた周波数の交流電圧が印加され、この電源回路６７の交流電圧の印加動作は、カメラシステム制御部１３５により制御される。
【００３４】
櫛形電極６３に予め定められた周波数の交流電圧が印加されると、光学部材１９の表面近傍の各部位が楕円運動し、これにより表面弾性波が励振される。この表面弾性波は、櫛形電極６３から振動吸収部材６５へ向けて進行する。この振動吸収部材６５は、表面弾性波を吸収し、表面弾性波の反射波の発生を抑制するので、反射波により、進行する表面弾性波が定常波になることが防止される。
【００３５】
ここで、光学部材１９の結晶軸のカット方向は、櫛形電極６３に交流電圧を印加した際に、光学部材１９の櫛形電極６３から振動吸収部材６５へ向けて進行する表面弾性波が発生するように、設定されている。本実施の形態においては、光学部材１９を構成する部材として、表面弾性波の伝搬面に対し４２．７５π／１８０（ｒａｄ）Ｙカットされた水晶が用いられており、その厚さは、０．５ｍｍである。
【００３６】
また、上記櫛形電極６３の電極幅をｄ１、電極間距離（交差幅）をｄ２、光学部材１９における表面弾性波の伝搬速度をｖ、表面弾性波の周波数をｆとすると、この周波数ｆは、以下の（１）式で与えられる。
【００３７】
ｆ＝ｖ／｛２×（ｄ１＋ｄ２）｝ …（１）
ここで、光学部材１９の表面弾性波の伝搬速度ｖは、３１５７ｍ／ｓｅｃである。また、櫛形電極６３の電極幅ｄ１は１０μｍ、電極間距離ｄ２は２０μｍにそれぞれ設定されている。この場合の表面弾性波の周波数ｆは、上記（１）式から、５２ＭＨｚとなる。従って、櫛形電極６３に対して、５２ＭＨｚの周波数を有する交流電圧を印加すれば、最大の効率で、光学部材１９の表面上に、表面弾性波を励振させることができることになる。
【００３８】
本実施の形態においては、振動吸収部材６５が用いられているが、振動吸収部材６５の代わりに、櫛形電極を形成し、この櫛形電極により表面弾性波を励振させることにより、上述した反射波の発生を抑制することも可能である。
【００３９】
次に、本実施の形態のデジタルカメラの制御構成について図４を参照しながら説明する。図４は図１のデジタルカメラの制御構成を示すブロック図である。
【００４０】
本実施の形態における制御構成は、図４に示すように、カメラ本体１００に設けられているカメラシステム制御部１３５を有する。カメラシステム制御部１３５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成され、カメラ全体の制御を行うとともに、各種の個別制御を行う。
【００４１】
レンズ装置１０１がマウント機構１２６を介してカメラ本体１００と装着されると、端子１００ａと端子１０１ａとが電気的に接続され、カメラシステム制御部１３５は、レンズシステム制御部１４１と通信可能になる。レンズシステム制御部１４１は、レンズ装置１０１の状態（絞り１０２の絞り値、焦点距離、フォーカスレンズ位置など）を示すレンズ状態信号を、カメラシステム制御部１３５へ送出する。
【００４２】
カメラシステム制御部１３５には、上記レンズ状態信号、操作検出部１３６からの検出信号、ＡＦ制御部１４０からの信号などが入力される。ここで、操作検出部１３６は、メインスイッチ１１９、レリーズボタン１２０、クリーニングスイッチ１２３（図１を参照）などの操作の有無を検出する。この検出結果は、操作検出信号としてカメラシステム制御部１３５へ出力される。ＡＦ制御部１４０は、焦点検出ユニット１６７からの出力信号に基づいて撮影光学系１０３の焦点調節状態（デフォーカス量）を示す信号を生成し、カメラシステム制御部１３５へ出力する。焦点検出ユニット１６７は、サブミラー１２２からの反射光に基づいて、撮影画面内の予め定められた位置に設けられた焦点検出領域内における像の合焦状態を検出し、この検出結果を示す信号を出力する。
【００４３】
カメラシステム制御部１３５は、上記レンズ状態信号、操作検出部１３６からの検出信号、ＡＦ制御部１４０からの信号などに基づいて、レンズシステム制御部１４１に対して、制御信号を生成する。また、カメラシステム制御部１３５は、上記各信号に基づいて、カメラ本体１００の各部のそれぞれに対して個別に制御信号を生成する。具体的には、ハーフミラー駆動部１３８、シャッタ制御部１４５、電源部６７、基板１７のそれぞれに対する制御信号が個別に生成される。また、Ａ／Ｄ変換器１３０、ＲＧＢ画像処理部１３１、ＹＣ処理部１３２、記録処理部１３３、再生処理部１３３、情報表示ユニット１８０のそれぞれに対する制御信号が個別に生成される。これらの制御信号は、動作タイミング、動作内容などを指示するための信号である。
【００４４】
レンズシステム制御部１４１は、カメラシステム制御部１３５からの制御信号に基づいて、絞り１０４を駆動する絞り駆動部１４３の駆動信号を生成する。絞り駆動部１４３は、上記駆動信号により、絞り１０４の絞り口径が上記制御信号により指示された絞り値になるように、絞り１０４を駆動する。また、レンズシステム制御部１４１は、カメラシステム制御部１３５からの制御信号に基づいて、撮影光学系１０３のフォーカスレンズを駆動するＡＦモータ１４７の駆動信号を生成する。この駆動信号により、ＡＦモータ１４７は、上記フォーカスレンズを上記制御信号により指示された位置へ移動させる。
【００４５】
カメラ本体１００のハーフミラー駆動部１３８は、カメラシステム制御部１３５からの制御信号に基づいて、ハーフミラー１１１を駆動する。シャッタ制御部１４５は、カメラシステム制御部１３５からの制御信号に基づいて対応するシャッタ速度が得られるように、フォーカルプレンシャッタ５０（先幕および後幕）を駆動する。電源部６７は、カメラシステム制御部１３５からの制御信号に基づいて、光学部材１９に設けられている櫛形電極６３に対して予め定められた周波数（＝表面弾性波の周波数ｆ）の交流電圧を予め定められた期間に亘り周期的に繰り返し印加する。これにより、光学部材１９の表面には、表面弾性波が励振される。基板１７は、カメラシステム制御部１３５からの制御信号に基づいて、予め定められたタイミングで、固体撮像装置１５の撮像信号（電気信号）を読み出し、この読み出された撮像信号を、Ａ／Ｄ変換器１３０へ出力する。
【００４６】
Ａ／Ｄ変換器１３０は、上記撮像信号の振幅に応じて、当該撮像信号を例えば１０ビットのＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号に変換する。ＲＧＢ画像処理部１３１は、Ａ／Ｄ変換器１３０から入力されたＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号に対して、ホワイトバランス、ガンマ補正、補間演算による高解像度化処理などを施す。ＹＣ処理部１３２は、ＲＧＢ画像処理部１３１から入力されたＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号から、輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを生成する。この生成された輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙは、画像信号として、記録処理部１３３へ入力される。Ａ／Ｄ変換器１３０、ＲＧＢ画像処理部１３１、ＹＣ処理部１３２のそれぞれの動作は、カメラシステム制御部１３５からそれぞれに対して出力される制御信号により制御される。
【００４７】
記録処理部１３３は、カメラシステム制御部１３５からの制御信号に基づいて、入力された画像信号を例えばＣＦカード（登録商標）などのメモリ（図示せず）への書き込み処理、またメモリからの画像信号の読み出し処理を行う。再生処理部１３４は、カメラシステム制御部１３５からの制御信号に基づいて、上記メモリから読み出された画像信号を再生し、ディスプレイ１０７へ出力する。この再生処理部１３４およびディスプレイ１０７を、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信を介して接続するような構成を採用することも可能である。この場合、このデジタルカメラで撮像された画像をカメラから離れた位置でモニタすることができる。
【００４８】
情報表示ユニット１８０は、カメラシステム制御部１３５からの制御信号に基づいて、フォーカシングスクリーン１０５上に特定の情報を表示する。この表示する特定の情報は、カメラシステム制御部１３５から、上記制御信号とともに与えられる情報である。閃光発光ユニット１０４は、カメラシステム制御部１３５からの制御信号に基づいて、予め定められたタイミングで閃光を発光する。
【００４９】
次に、本実施の形態におけるクリーニングモードについて説明する。
【００５０】
上述したように、撮影画像における影の写り込みの要因となる塵埃が付着する対象部位は、光学部材１９の表面（光入射面）であるので、この光学部材１９の表面に付着した塵埃の除去がクリーングモードにより行われる。
【００５１】
このクリーニングモードは、クリーニングスイッチ１２３の操作に応じて、設定される。このクリーニングモードが設定されると、その直前に設定されていたモードおよび撮影条件などが記憶される。そして、クリーニングモードを開始すべく、カメラシステム制御部１３５から、交流電圧の印加開始を指示する制御信号が、電源部６７へ出力される。
【００５２】
電源部６７は、上記制御信号に基づいて、光学部材１９上の櫛形電極６３に対して、予め定められた周波数の交流電圧の印加を開始する。これにより、光学部材１９の表面には、表面弾性波が励振される。交流電圧の印加は、例えば予め定められた時間に亘り、周期的に繰り返し行われる。この表面弾性波により、光学部材１９の表面上に付着している埃塵は、当該表面上を移動しながら当該表面から離脱し、最終的にカメラ本体１００の下部に向けて落下する。すなわち、光学部材１９の表面上に付着している埃塵は、当該表面から取り除かれることになる。
【００５３】
次いで、予め定められた時間経過後、カメラシステム制御部１３５から、交流電圧の印加の停止を指示する制御信号が、電源部６７へ出力される。電源部６７は、上記制御信号に基づいて、櫛形電極６３への交流電圧の印加を停止する。これにより、クリーニングモードは、終了する。
【００５４】
本実施の形態においては、上述したように、任意のタイミングでクリーニングスイッチ１２３を操作すれば、光学部材１９の表面に付着した塵埃の除去を行うためのクリーニングモードが実施される。これに代えて、例えばデジタルカメラへの電源投入または撮影動作の終了をトリガーとして、光学部材１９の櫛形電極６３へ交流電圧を印加するようなシーケンスを採用することも可能である。
【００５５】
以上より、本実施の形態によれば、光学部材１９の表面に表面弾性波を励振させることにより、光学部材１９の表面に付着した塵埃を容易に除去することができる。すなわち、レンズ交換などの際に侵入する塵埃またはフォーカルプレンシャッタ５０の駆動時に生じる磨耗紛などが光学部材１９の表面上に付着したとしても、光学部材１９に触れることなく、その塵埃を除去することが可能である。その結果、常に、塵埃の影の写り込みがない良好な画質の画像を得ることができる。
【００５６】
また、表面弾性波は、光学部材１９の表面のみに発生するので、光学部材１９が支持板１３から剥離する恐れがない。また、例えば光学部材１９の裏面に赤外カットフィルタなどが接合されている場合でも、表面弾性波により、赤外カットフィルタが剥離することはない。換言すれば、光学部材の少なくとも一部（表面側）が圧電材料から構成されていれば、上述した効果を奏する光学部材を提供することが可能である。
【００５７】
さらに、表面弾性波を励振させるための櫛形電極６３は、光学部材１９の表面に設けられているので、特に、光学部材１９の厚さが大きく増すことはなく、光学部材１９の設置スペースを容易に確保することができる。その結果、光学部材１９の設置により、カメラ本体１００が大型化することはない。
【００５８】
本実施の形態においては、上記光学部材１９が厚さ０．５ｍｍの水晶基板から構成されている場合を示したが、これに代えて、光学部材を他の圧電材料から構成することも可能である。例えば、厚さ０．３ｍｍのニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）から上記光学部材１９を構成することも可能である。この場合、ニオブ酸リチウムは、伝播面に対して１２８π／１８０（ｒａｄ）Ｙカットしたものである。また、この場合、櫛形電極６３の電極幅ｄ１は１０μｍ、電極間距離ｄ２は３０μｍにそれぞれ設定される。
【００５９】
このニオブ酸リチウムから光学部材１９を構成した場合、表面弾性波の伝搬速度Ｖは４０００ｍ／ｓｅｃであるので、上記電極幅ｄ１および電極間距離ｄ２を有する櫛形電極６３により発生される表面弾性波の周波数ｆは、上記（１）式から、５０ＭＨｚとなる。よって、このような構成を有する光学部材１９の場合、櫛形電極６３に対して、５０ＭＨｚの交流電圧が印加されることになる。
【００６０】
また、本実施の形態においては、電源部６７がカメラ本体１００に内蔵されているが、これに代えて、例えば電源部６７に相当する外部電源部を用意し、これをカメラ本体１００に接続するような構成を採用することも可能である。この場合、カメラ本体１００に上記外部電源部と上記櫛形電極６３とを接続するための端子が設けられる。そして、上記外部電源を上記端子に接続し、上記外部電源部から上記端子を介して上記櫛形電極６３へ交流電圧を印加すれば、光学部材１９の表面に付着した塵埃を除去するためのクリーニングモードが実施されることになる。このような構成を採用すれば、電源部６７をカメラ本体１００に内蔵する必要はない。
【００６１】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について図５および図６を参照しながら説明する。図５は本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置におけるフォーカルプレンシャッタおよび固体撮像装置周りの構成を示す縦断面図である。ここで、本実施の形態の撮像装置は、一眼レフレックス方式のデジタルカメラであり、その基本的な構成は、上記第１の実施の形態と同じである。よって、本実施の形態においては、上記第１の実施の形態と異なる部分について説明する。また、図中、上記第１の実施の形態の同一の部材には、同一の符号が付されている。
【００６２】
本実施の形態においては、図５に示すように、フォーカルプレンシャッタ５０と固体撮像装置１５との間には、上記第１の実施の形態のように、光学フィルタ１１および光学部材１９が設けられていない。この場合、固体撮像装置１５のカバー部材の表面に塵埃が付着することになる。よって、本実施の形態においては、固体撮像装置１５のカバー部材として、上記第１の実施の形態に示すような、櫛形電極６３が形成されている光学部材１９が用いられる。また、この場合、例えば上記第１の実施の形態の光学フィルタ１１と同様のフィルタ特性を示すような圧電材から、光学部材１９を構成することが好ましい。
【００６３】
また、上記構成に代えて、図６に示すような構成を採用することも可能である。すなわち、この構成の場合、固体撮像装置１５のカバー部材１５ｄに対して、櫛形電極６３が形成されている光学部材１９が貼り付けられている。この場合においても、上記第１の実施の形態の光学フィルタ１１と同様のフィルタ特性を示すような圧電材から、光学部材１９を構成することが好ましい。
【００６４】
このように、上記図５または図６に示すいずれの構成でも、上記第１の実施の形態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】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】図１のフォーカルプレンシャッタ５０および固体撮像装置１５周りの構成を示す縦断面図である。
【図３】図２の光学部材１９の表面に形成されている櫛形電極６３の構成を示す平面図である。
【図４】図１のデジタルカメラの制御構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置におけるフォーカルプレンシャッタおよび固体撮像装置周りの構成を示す縦断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置におけるフォーカルプレンシャッタおよび固体撮像装置周りの代替構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１１ 光学フィルタ
１３ 支持部材
１５ 固体撮像装置
１５ａ 基体
１５ｂ 固体撮像素子
１５ｄ カバー部材
１９ 光学部材
６３ 櫛形電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光を電気信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段の前方に該撮像手段と間隔を置いて配置されている光学部材と、
前記撮像手段と前記光学部材との間に形成された空間を外部と遮断するための封止手段とを備え、
前記光学部材は、透過性を有する圧電部材から構成され、前記光学部材の前記被写体側の面上には、駆動電圧の印加により、該光学部材の前記被写体側の面上に表面弾性波を励振させるための電極が形成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記電極に駆動電圧を印加する駆動電圧印加手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記電極は、櫛形電極であることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記封止手段により外部と遮断された前記光学部材と前記撮像手段との間の空間内に配置され、予め定められた帯域の光成分の透過を制限する光学フィルタ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１つに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光学部材は、予め定められた帯域の周波数成分の透過を制限するフィルタ特性を有する圧電部材から構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項６】
被写体からの光を透過するカバー部材を有し、外部と遮断されている収容空間を構成する基体と、
前記基体の収容空間に収容され、前記カバー部材を透過した光を電気信号に変換する撮像素子とを備え、
前記カバー部材は、透過性を有する圧電部材から構成され、前記カバー部材の前記被写体側の面上には、駆動電圧の印加により、該カバー部材の前記被写体側の面上に表面弾性波を励振させるための電極が形成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
前記電極に駆動電圧を印加する駆動電圧印加手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記電極は、櫛形電極であることを特徴とする請求項６または７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記カバー部材は、予め定められた帯域の周波数成分の透過を制限するフィルタ特性を有する圧電部材から構成されていることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項１０】
被写体からの光を透過するカバー部材を有し、外部と遮断されている収容空間を構成する基体と、
前記基体の収容空間に収容され、前記カバー部材を透過した光を電気信号に変換する撮像素子とを備え、
前記カバー部材の前記被写体側の面上には、圧電性を有する光学部材が貼り付けられ、
前記光学部材の前記被写体側の面上には、駆動電圧の印加により、該光学部材の前記被写体側の面上に表面弾性波を励振させるための電極が形成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
前記電極に駆動電圧を印加する駆動電圧印加手段を備えることを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記電極は、櫛形電極であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記光学部材は、予め定められた帯域の周波数成分の透過を制限するフィルタ特性を有する圧電部材から構成されていることを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項１】
被写体からの光を電気信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段の前方に該撮像手段と間隔を置いて配置されている光学部材と、
前記撮像手段と前記光学部材との間に形成された空間を外部と遮断するための封止手段とを備え、
前記光学部材は、透過性を有する圧電部材から構成され、前記光学部材の前記被写体側の面上には、駆動電圧の印加により、該光学部材の前記被写体側の面上に表面弾性波を励振させるための電極が形成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記電極に駆動電圧を印加する駆動電圧印加手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記電極は、櫛形電極であることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記封止手段により外部と遮断された前記光学部材と前記撮像手段との間の空間内に配置され、予め定められた帯域の光成分の透過を制限する光学フィルタ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１つに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光学部材は、予め定められた帯域の周波数成分の透過を制限するフィルタ特性を有する圧電部材から構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項６】
被写体からの光を透過するカバー部材を有し、外部と遮断されている収容空間を構成する基体と、
前記基体の収容空間に収容され、前記カバー部材を透過した光を電気信号に変換する撮像素子とを備え、
前記カバー部材は、透過性を有する圧電部材から構成され、前記カバー部材の前記被写体側の面上には、駆動電圧の印加により、該カバー部材の前記被写体側の面上に表面弾性波を励振させるための電極が形成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
前記電極に駆動電圧を印加する駆動電圧印加手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記電極は、櫛形電極であることを特徴とする請求項６または７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記カバー部材は、予め定められた帯域の周波数成分の透過を制限するフィルタ特性を有する圧電部材から構成されていることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項１０】
被写体からの光を透過するカバー部材を有し、外部と遮断されている収容空間を構成する基体と、
前記基体の収容空間に収容され、前記カバー部材を透過した光を電気信号に変換する撮像素子とを備え、
前記カバー部材の前記被写体側の面上には、圧電性を有する光学部材が貼り付けられ、
前記光学部材の前記被写体側の面上には、駆動電圧の印加により、該光学部材の前記被写体側の面上に表面弾性波を励振させるための電極が形成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
前記電極に駆動電圧を印加する駆動電圧印加手段を備えることを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記電極は、櫛形電極であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記光学部材は、予め定められた帯域の周波数成分の透過を制限するフィルタ特性を有する圧電部材から構成されていることを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか１つに記載の撮像装置。
【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２００７−２８２１０１（Ｐ２００７−２８２１０１Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０８８６１（Ｐ２００６−１０８８６１）
【出願日】平成１８年４月１１日（２００６．４．１１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１１日（２００６．４．１１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]