撮像装置
【課題】撮像部の清掃対象面内において付着した異物を、容易に且つカメラを損傷する危険性なく的確に除去する撮像装置を提供する。
【解決手段】被写体像を光電変換する撮像素子近傍に配置された光学部材の表面を清掃する。光学部材表面に沿って接触しながら走査することにより異物を捕獲除去する捕獲部１６を含む異物除去機構１と、異物除去機構１の走査により捕獲された異物を捕獲部１６から払拭清掃する払拭部２２を含む清掃機構２とを備える。
【解決手段】被写体像を光電変換する撮像素子近傍に配置された光学部材の表面を清掃する。光学部材表面に沿って接触しながら走査することにより異物を捕獲除去する捕獲部１６を含む異物除去機構１と、異物除去機構１の走査により捕獲された異物を捕獲部１６から払拭清掃する払拭部２２を含む清掃機構２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像部の清掃対象面に付着した異物を除去する機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カメラの撮影レンズの焦点面近傍に塵埃等の異物が存在すると、その異物の影が固体撮像素子に写り込んでしまうという問題がある。このような異物は、レンズ交換時に塵埃が外部から侵入したり、カメラ内部でのシャッタやミラーの動作に伴い、その構造部材である樹脂等の微細な磨耗紛が発生することが原因と考えられている。
【０００３】
かかる原因で発生した塵埃が、特に固体撮像素子の保護用のカバーガラスとカバーガラスの前面に配設されている赤外カットフィルタや光学ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと略す）等の光学フィルタの間に入り込んでしまう場合がある。この場合には、その塵埃を除去するためにカメラを分解しなければならなかった。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に塵埃が入り込まないように密閉構造にすることは極めて有効なものであった。
【０００４】
しかしながら、光学フィルタの固体撮像素子と対向していない側の面に塵埃が付着した場合、それが焦点面の近傍である場合にはその塵埃が影となって固体撮像素子に写り込んでしまうという問題が依然として残っている。
【０００５】
そこで、このような問題点を解決するために粘着性を有する清掃棒により、付着している塵埃を清掃対象物から除去するものが知られている（特許文献１参照）。これは棒状部材の一端部にクッション材を介して粘着材を配設し、クッション性と粘着性を併せ持った清掃部を備えた粘着性清掃棒により、固体撮像素子のカバーガラスの表面や光学フィルタの表面に付着した塵埃を取り除くものである。
【０００６】
これとは別に、固体撮像素子のカバーガラスの表面もしくは防塵構造の最外面を、シャッタに設置したワイパーで清掃するものがある（特許文献２参照）。このようなカメラ構成にすると、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表面又は防塵構造の最外面（例えば光学フィルタ表面）に付着した塵埃を除去することができる。更に、吸着性のクリーニングフィルムを受光素子面で摺動走行し、付着した塵埃を除去するというものがある（特許文献３参照）。特許文献２と同様、このようなカメラ構成にすると、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表面または防塵構造の最外面（例えば光学フィルター表面）に付着した塵埃を除去することができる。また、特許文献３にはクリーニングフィルムをブラシで洗浄するという発明も開示されている。
【０００７】
【特許文献１】実開平０６-０６３１８３号公報
【特許文献２】特開２００３−５２５４号公報
【特許文献３】特開２００４−１７２９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の構成では、固体撮像素子のカバーガラスの表面や光学フィルタの表面に付着した塵埃が少なければ比較的簡単に取り除くことができるが、多くの塵埃が付着した場合には、複数回の除去作業が必要になる。また、このような構成では、粘着性の清掃棒をカメラ内の清掃対象部以外に接触させてしまうとカメラ内部を汚染し、或いは精密な機構部分に誤って挿入してしまい、専門家による修理が必要となるなどの虞がある。
【０００９】
また、特許文献２の構成では、ワイパーに塵埃が付着したまま固体撮像素子のカバーガラスの表面や防塵構造の最外面の同じ部分を何度も摩擦するため、固体撮像素子のカバーガラスの表面や防塵構造の最外面を傷つける。その上、ワイパーに付着した塵埃が固体撮像素子のカバーガラスの表面や防塵構造の最外面に再付着したりするという問題がある。
【００１０】
また、特許文献３の構成では、クリーニングフィルムを巻き取るスペースが必要であり、カメラが大型化してしまうという問題がある。また、清掃対象である受光素子面近傍にブラシを設置しただけであれば、ブラシによって除去された塵埃が受光素子面に再付着するという問題もある。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本願発明の目的は撮像部の清掃対象面内において付着した異物を、容易に且つカメラを損傷する危険性なく的確に除去する。また撮像部の清掃対象面を傷つけることなく、更には除去した異物を撮像部に再付着しないようにすることを可能にした撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体像を光電変換する撮像素子と、この撮像素子近傍に配設された光学部材と、光学部材表面に接触しながら走査することにより異物を捕獲除去する捕獲部を含む異物除去機構と、走査により捕獲された異物を捕獲部から払拭清掃する払拭部を含む清掃機構とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、撮像部の清掃対象面内において付着した異物を、容易に且つカメラを損傷させることなく、そして撮像部の清掃対象面を傷つけることなく除去することができる。更に、除去した異物を撮像部に再付着しないようにすることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳しく説明する。
（第１の実施形態）
図１には、本発明の第１の実施形態に係る異物除去機構１と清掃機構２を備えた撮像装置の概略構成図を示している。図において、１０１は入射した光のエネルギーを電気信号に変換する撮像部であり、主に固体撮像素子とこの固体撮像素子を保護するカバーガラスとその前面に配設された光学フィルタとから構成されている。１０２は被写体からの反射光を捉えて、撮像部１０１に結像させるための複数のレンズ１０２ａ，１０２ｂ等と絞り１０２ｃとからなる交換レンズである。１０４は交換レンズ１０２を装着するためのマウント部である。
【００１５】
１０６は、入射した光束の一部をファインダ１０３方向に反射すると共に残りの光束を撮像部１０１に透過する状態と、全光束を撮像部１０１に導くべく光束から退避した状態をとりうる主ミラーである。具体的には、ミラーボックス１０５内で回動することにより２つの状態を取りうる。１１１は被写体との距離を測定するＡＦユニットである。１１０は入射した光束のうち主ミラー１０６を透過した光束をＡＦユニット１１１に導くサブミラーである。１１２は入射した光束を所望の時間だけ撮像部１０１に照射させるようにする複数のシャッタ羽根からなるフォーカルプレーンシャッタである。ファインダ１０３は主ミラー１０６により上部に反射した光束が結像するフォーカシングスクリーン１０７と、フォーカシングスクリーン１０７に結像した像を正立実像にするために内部で像を反射させるプリズム１０８と、プリズム１０８から射出された像を適正な倍率で使用者が確認できるようにする接眼レンズ１０９とから構成されている。
【００１６】
撮像部１０１に付着した異物を除去するための異物除去機構１は、撮像部１０１とフォーカルプレーンシャッタ１１２との間に設置されている。清掃機構２は、撮像部１０１の図１中下側に設けられている。また、撮像装置は撮影モード及びクリーニングモードを切り替えるモード切替スイッチと、異物除去機構動作ボタンとが設けられている。
【００１７】
図２は撮像部１０１とフォーカルプレーンシャッタ１１２と異物除去機構１と清掃機構２の概略構成を説明するための側方断面図である。ここで、撮像部１０１は主に次の部材等から構成されている。２０１は光学ローパスフィルタであり、保持部材２０２により保持されている。２０３は固体撮像素子であり、パッケージ部材２０４に収められ、カバー部材２０５により保護されている。そして、光学ローパスフィルタ２０１及びカバー部材２０５はそれらの間を密閉するためのシール部材２０６により固定されている。２０７は固体撮像素子２０３の接続端子２０８が接続していると共に、撮像装置１００の動作を制御する制御回路を構成する電気素子が搭載されている基板、２０９は固体撮像素子２０３を固定するための保持板である。
【００１８】
フォーカルプレーンシャッタ１１２は主に次の部材等から構成されている。２１１は複数のシャッタ羽根２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ，２１１ｄから構成された先幕、２１２は複数のシャッタ羽根から構成された後幕である。２１３はフォーカルプレーンシャッタ１１２において先幕２１１及び後幕２１２の駆動スペースを分割している中間板である。２１４は後幕２１２の押え板であると同時に、撮像のためにその略中央部に開口が設けてある押え板、２１５は先幕２１１の押え板であると同時に、撮像のためにその略中央部に開口が設けられているカバー板である。
【００１９】
ここで、異物除去機構１は初期状態では位置１ａにあり、位置１ｂまで移動することが可能である。清掃機構２は光学ローパスフィルタ２０１の図２中下方に配置される。
【００２０】
図３は異物除去機構１と清掃機構２を交換レンズ１０２側の斜め上から見た斜視図である。なお、図３における上下方向は、図１中の上下方向と同一である。異物除去機構１は主に清掃機構２側に繊維が植毛された基体１１と、基体１１から清掃機構２側に突出した突起部１２と、リンク部１３とから構成されている。
【００２１】
リンク部１３は、ガイド軸１４に嵌合する穴１３ａ及びガイド軸１４に平行に配設されたリードスクリュ１５に合わせて切られたネジ穴１３ｂを有する。なお、ガイド軸１４は交換レンズ１０２から撮像部１０１までを結ぶ光軸５００に垂直に設けられている。リードスクリュ１５が駆動モータ（図示せず）によって回転すると、異物除去機構１はガイド軸１４により回転が抑えられているため、リードスクリュ１５の回転数に応じてガイド軸１４と同一方向に移動する。なお、これらガイド軸１４、駆動モータ等は、本発明のガイド手段及び駆動手段を構成する。
【００２２】
清掃機構２は基体２１と、基体２１に保持されている繊維２２（払拭部）と、後に詳述するガイド部２３と、ガイド軸２４と、ガイド軸２４を芯として壁部２６と基体２１とを引き離す方向に働く圧縮ばね２５と、壁部２６と壁部２７と、押さえ板２８とから構成される。ガイド軸２４は壁部２６と壁部２７に交換レンズ１０２から撮像部１０１までを結ぶ光軸５００に垂直で、且つガイド軸１４に垂直に固定されている。基体２１はガイド軸２４に嵌合しており、ガイド軸２４に沿って移動可能である。ただし、基体２１は圧縮ばね２５により壁部２６から引き離す方向に付勢されているため、外力が働かなければ壁部２７に当接した状態となる。
【００２３】
更に、基体２１はガイド軸２４を中心に回転可能となっている。また、不図示のばねにより基体２１は図中矢印の方向（ガイド軸２４を中心に壁部２６に向かって時計回り）に付勢されており、外力が働かなければ押さえ板２８に当接した状態となる。この状態においてのみ、基体２１の繊維２２がある面と基体１１に植毛された繊維との距離は繊維２２の長さよりも短くなる。なお、これらは前述した突起部１２と共に本発明の変位手段を構成する。
【００２４】
図４及び図５を用いてガイド部２３について説明する。図４は異物除去機構１と清掃機構２の撮像部１０１側から見た背面図である。図５は異物除去機構１と清掃機構２の側面図である。１６は基体１１に植毛された繊維群（捕獲部）を表しており、繊維群１６の幅Ｗ１（図５では紙面に対して垂直方向）は、撮像部１０１の被清掃面の幅Ｗ２（図５では紙面に対して垂直方向）よりも広い。１２ａは突起部１２の図４中右側の面であり、１２ｂは図４中左側の面である。
【００２５】
２３ａはガイド部２３の図４中右側の面であり、２３ｂはガイド部２３の図４中左側の面である。１２ｃは突起部１２の図５中右側の面である。２１ｃは基体２１の図５中左側の面であり、２３ｃはガイド部２３の図５中右側の面である。なお、ガイド部２３の説明がし易いように説明に不要な部分は省略してある。図４に示すようにガイド部２３の面２３ａの図４中下端は突起部１２の面１２ａよりも右側にあり、面２３ｂは面１２ｂよりも左側にある。また、図５に示すようにガイド部２３の面２３ｃは突起部１２の面１２ｃよりも右側にあり、面２１ｃは面１２ｃよりも左側にある。
【００２６】
次に、図６及び図７を用いて異物除去機構１と清掃機構２の動きを説明する。図６（Ａ）〜（Ｄ）及び図７（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、異物除去機構１及び清掃機構２を交換レンズ１０１側から見た図と右側から見た図とが併記されている。これらの図は本実施形態における一連の動作の流れを表しており、図において異物除去機構１が下方向に走行する場合をダウン走行、上方向に走行する場合をアップ走行とする。なお、付番脇の矢印は、それぞれの移動方向を示すものである。
【００２７】
先ず、撮像装置をクリーニングモードにし、異物除去動作ボタン（図示せず）を押すと、図２の位置１ａにあった異物除去機構１は繊維群１６が撮像部１０１に接触しながらダウン走行（往路）する。このとき異物除去機構１の繊維群１６が、撮像部１０１に付着していた異物を捕獲する。異物除去機構１が撮像部１０１の下までダウン走行した時、撮像部１０１に付着していた異物の除去が終了する（図２中の位置１ｃ）。
【００２８】
更に異物除去機構１がダウン走行すると、図６（Ａ）のタイミングで突起部１２が清掃機構２の基体２１に当接する。異物除去機構１がダウン走行を続けると、図６（Ｂ）に示すように突起部１２が基体２１を図６中下方向に押すため、清掃機構２は付勢ばねの弾力に抗して、ガイド軸２４を中心に図６右図において反時計回りに回転する。すると、そのまま異物除去機構１がダウン走行を続けても図６（Ｂ）に示すように、繊維２２の先端は繊維群１６よりも図６右図中右側にあるので、繊維２２は繊維群１６には接触しない。そして、清掃機構２は図３で説明したように、不図示のばねによって図６右図中時計回りに付勢されているため、異物除去機構１がダウン走行中には常に突起部１２と基体２１は接触している。更に異物除去機構１がダウン走行し、図６（Ｃ）のタイミングで、突起部１２は基体２１から離れる。
【００２９】
ここで、清掃機構２は不図示のばねの付勢により図６（Ａ）の位置へと戻り始める。この場合、繊維群１６は繊維２２よりも図６（Ｃ）中下側にあるので、繊維群１６は繊維２２に接触しない。そして、図６（Ｄ）のタイミングで異物除去機構１は清掃機構２の下端よりも下方までダウン走行が完了し、アップ走行へと切り替わる（図２中の位置１ｂ）。
【００３０】
異物除去機構１がアップ走行動作を開始して清掃機構２に接触するとき、ガイド部２３の図６左図中左下端が突起部１２の左端よりも左側にあるため、突起部１２はガイド部２３の領域内へ導かれる。そして、異物除去機構１がアップ走行を続けると、図７（Ａ）に示すように、突起部１２はガイド部２３の図７左図中左側の面に接触しながら上昇する。このとき基体２１は突起部１２によって図７（Ａ）左図中左側に押されるために、圧縮ばね２５の弾力に抗してガイド軸２４に沿って図７（Ａ）左図中左方向に移動する。また、図７に示すように異物除去機構１がアップ走行動作中は清掃機構２は押さえ板２８に当接し、図７右図中時計回りには回転しない。このため繊維２２が繊維群１６に接した状態のままアップ走行動作が行われ、繊維群１６に付着した異物は繊維２２によって払い落とされる。このように清掃機構２は繊維群１６の復路起端付近１ｂで、繊維２２と繊維群１６とが係合するように初期位置に自動復帰するようになっている。
【００３１】
この場合、繊維２２は繊維群１６を下方向に払うため、繊維群１６から払われた異物は清掃機構２よりも上方にある撮像部１０１には指向せず、つまり撮像部１０１に異物が再付着することはない。そして、図７（Ｃ）に示すように、異物除去機構１が清掃機構２の上端よりも上側までアップ走行動作が進むと、圧縮ばね２５によって基体２１は図６左図中右側に押し戻され、清掃機構２は図６（Ａ）の位置に復帰する。その後、異物除去機構１はアップ走行動作を続けることで、初期位置（図２中の位置１ａ）まで戻る。このとき繊維群１６には異物が付いていないため、撮像部１０１への異物の再付着や撮像部１０１を傷つける心配はない。以上で異物除去機構１と清掃機構２の一連の動作の流れが終了する。
【００３２】
以上の構成によれば、撮像部１０１の清掃対象面内において付着した異物を容易に且つ的確に除去することができ、その際カメラを損傷する危険性は全くない。そして撮像部１０１の清掃対象面を傷つけることなく行ない、更に除去した異物を撮像部１０１に再付着しないようにすることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では異物除去機構１に突起部１２、清掃機構２にガイド部２３を設けたが、異物除去機構１側にガイド部を、清掃機構２側に突起部を設けても構わない。また、本実施形態では清掃機構２を異物除去機構１との接触によりガイド軸２４に沿って移動するようにしたが、異物除去機構１にガイド軸を設けて清掃機構２を移動させるようにしても構わない。また、圧縮ばねの代わりに、例えばゴム材等でなる弾性部材を用いても構わない。
【００３４】
（第２の実施形態）
図８は本発明の第２の実施形態に係る異物除去機構３を撮像部１０１側の斜め上から見た斜視図である。なお、図８における上下方向は、図１中の上下方向と同一である。３１は基体、３２は基体３１に植毛された繊維群である。３３と３４は基体３１の繊維群３２が設けられた面に掘られた溝である。３５はガイド軸３６に嵌合する穴３５ａ及びガイド軸３６に平行に配設されたリードスクリュ３７に合わせて切られたネジ穴３５ｂを有するリンク部である。異物除去機構３の移動方法は第１の実施形態で説明した異物除去機構１と同様であるため、その説明は省略する。また、異物除去機構３及び清掃機構４のカメラにおける基本的位置関係等については、第１の実施形態の異物除去機構１及び清掃機構２をそれぞれ置き換えた場合と実質的に同様であるため適宜、図２等を参照するものとする。
【００３５】
ここで、溝３３と溝３４について図９を用いて説明する。図９（Ａ）は異物除去機構３を図８中上から見た図、図９（Ｂ）は異物除去機構３を不図示の撮像部１０１側から見た図、図９（Ｃ）は異物除去機構３を図８中下から見た図である。図９（Ａ）と図９（Ｃ）に示すように、溝３３は図８中上側になるにつれて溝の深さは浅くなっている。一方、溝３４は溝の深さは一定である。また、図９（Ｂ）に示すように、溝３３と溝３４はそれぞれが平行の関係にあり、更に溝３３の図９（Ｂ）中下端の中点３３ａと溝３４の図９（Ｂ）中上端の中点３４ａがガイド軸３６と平行な直線（図９（Ｂ）中の点線）上にある。
【００３６】
図１０は清掃機構４の図１中の下方向から見た構成図である。４１は基体、４２は基体４１に設けられた繊維、４３はガイド軸３６に垂直で基体３１の繊維群３２が設けられた面に垂直に、基体４１から繊維群３２側に突出した突起部、４４は基体４１から突起部４３と逆側に突出したガイド軸である。４５はガイド軸４４に嵌合する穴４６が設けられたベースであり、４７は基体４１とベース４５を引き離す方向に働く圧縮ばねである。４８は圧縮ばね４７によって図１０中上方向に付勢された基体４１を押さえる板材である。つまり、基体４１は図１０中上下方向に板材４８から圧縮ばね４７の圧縮限界までを移動可能となっている。４９は壁部５０の間に異物除去機構３のガイド軸３６に垂直で、且つ撮像部１０１の被清掃面に平行に固定されたガイドバーである。ベース４５はガイドバー４９に嵌合する穴があいており、ガイドバー４９に沿って図１０中左右方向に移動可能となっている。５１はベース４５と壁部５０との間に設けられた圧縮ばねである。
【００３７】
次に、図１１及び図１２を用いて異物除去機構３と清掃機構４の動きを説明する。図１１（Ａ）〜（Ｃ）及び図１２（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ、異物除去機構３及び清掃機構４を図１０と同一方向から見た図と異物除去機構３及び清掃機構４の概略側面図とが併記されている。これらの図は第２の実施形態における一連の動作の流れを表しており、図において異物除去機構３が下方向に走行する場合をダウン走行、上方向に走行する場合をアップ走行とする。
【００３８】
先ず、撮像装置１００をクリーニングモードにし、異物除去動作ボタン（図示せず）を押すと、図２の位置１ａにあった異物除去機構３は繊維群３２が撮像部１０１に接触しながらダウン走行する。このとき異物除去機構３の繊維群３２が、撮像部１０１に付着していた異物を捕獲する。異物除去機構３が撮像部１０１の下までダウン走行した時、撮像部１０１に付着していた異物の除去が終了する（図２中の位置１ｃ）。
【００３９】
図１１（Ａ）のタイミングで溝３３に清掃機構４の突起部４３が入る。そのまま異物除去機構３がダウン走行を続けると、突起部４３は溝３３に沿って移動する。図１１の各側面図に示すように、溝３３は図１１中上方向になるにつれてその溝が浅くなっているので、ダウン走行中は基体４１は異物除去機構３から遠ざかっていく。よって、異物除去機構３は繊維４２の先端と繊維群３２が接触しないでダウン走行を続ける。図１１（Ｂ）のタイミングで異物除去機構３は清掃機構４の下端まで到達し（図２中の位置１ｂと位置１ｃの間の位置）、図１１（Ｃ）のタイミングで異物除去機構３は清掃機構４の下端よりも下方までダウン走行が完了し、アップ走行へと切り替わる（図２中の位置１ｂ）。
【００４０】
ここで、図１１（Ｃ）に示すように、清掃機構４は圧縮ばね４７の付勢力により図１１（Ｃ）右図中左右方向は図中の矢印（側面図）に示すように、破線で示す位置４１ａから板材４８に規制される位置まで戻る。更に図１１（Ｃ）に示すように、清掃機構４は圧縮ばね５１の付勢力により図１１（Ｃ）左図中左右方向は初期位置（図１２（Ａ）の位置）に戻る。
【００４１】
異物除去機構３がアップ走行動作を開始して清掃機構４に接触するとき、溝３４に清掃機構４の突起部４３が入る。そのまま異物除去機構３がアップ走行を続けると、突起部４３は溝３４に沿って移動する。溝３４は溝の深さが変わらないので、基体４１は板材４８に規制された位置のままである。ゆえに、異物除去機構３がアップ走行中は基体４１と異物除去機構３の距離は変わらず、基体４１は図１２左図中右方向にのみ移動する。よって、異物除去機構３は繊維４２の先端と繊維群３２が接触しながらアップ走行を続ける。そして、繊維群３２に付着した異物は繊維４２によって払い落とされる。
【００４２】
この場合、繊維４２は繊維群３２を下方向に払うため、繊維群３２から払われた異物は清掃機構４よりも上方にある撮像部１０１には指向せず、つまり撮像部１０１に異物が再付着することはない。そして、図１２（Ｂ）に示すように、異物除去機構３が清掃機構４の上端に到達したあと（図２中の位置１ｃ）、異物除去機構３が清掃機構４の上端よりも上側までアップ動作が進む。これにより突起部４３が溝３４から抜けるので、清掃機構４は圧縮ばね５１の付勢力により図１１（Ａ）の位置まで戻る。その後、異物除去機構３はアップ動作を続け、初期位置（図２中の位置１ａ）まで戻る。このとき繊維群１６には異物が付いていないため、撮像部１０１への異物の再付着や撮像部１０１を傷つける心配はない。以上で第２の実施形態における異物除去機構３及び清掃機構４の一連の動作の流れが終了する。
【００４３】
以上の構成によれば、撮像部１０１の清掃対象面内において付着した異物を容易に且つ的確に除去することができ、その際カメラを損傷する危険性は全くない。そして撮像部１０１の清掃対象面を傷つけることなく行ない、更に除去した異物を撮像部１０１に再付着しないようにすることができる。
【００４４】
なお、本実施形態では異物除去機構３に溝３３と溝３４、清掃機構４に突起部４３を設けたが、異物除去機構３側に突起部、清掃機構４側に溝を設けても構わない。また、本実施形態では清掃機構４を異物除去機構３との接触によりガイド軸４９に沿って移動するようにしたが、異物除去機構３にガイド軸を設けて清掃機構４を移動させるようにしても構わない。また、圧縮ばねの代わりに、例えばゴム材等でなる弾性部材を用いても構わない。
【００４５】
更に、本実施形態では捕獲部、すなわち繊維群１６が撮像装置本体の上下方向に走行し、清掃対象部位の被清掃面の下方に払拭部、すなわち繊維２２を配置した例を説明した。この場合に限らず、繊維群１６が撮像装置本体の左右方向に走行し、繊維２２を被清掃面の左右いずれかの側方に配置することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る異物除去機構と清掃機構を備えた撮像装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置における撮像部とフォーカルプレーンシャッタと異物除去機構と清掃機構の概略構成を示す側方断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置における異物除去機構と清掃機構を交換レンズ側から見た斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置における異物除去機構と清掃機構の撮像部側から見た背面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置における異物除去機構と清掃機構の側面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置における動作を示すそれぞれ異物除去機構と清掃機構を交換レンズ側から見た図及び右側面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置における動作を示すそれぞれ異物除去機構と清掃機構を交換レンズ側から見た図及び右側面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置における異物除去機構を交換レンズ側から見た斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置における異物除去機構の上面図、正面及び底面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置における清掃機構の底面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置における動作を示すそれぞれ異物除去機構と清掃機構の底面図及び側面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置における動作を示すそれぞれ異物除去機構と清掃機構の底面図及び側面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 異物除去機構、２ 清掃機構、１１ 基体、１２ 突起部、１３ リンク部、１４ ガイド軸、１５ リードスクリュ、１６ 繊維群、２１ 基体、２２ 繊維、２３ ガイド部、２４ ガイド軸、２５ 圧縮ばね、２６ 壁部、２８ 押さえ板、３１ 基体、３２ 繊維群、３３，３４ 溝、３５ リンク部、３６ ガイド軸、３７ リードスクリュ、４１ 基体、４２ 繊維、４３ 突起部、４４ ガイド軸、４５ ベース、４７ 圧縮ばね、４９ ガイドバー、５０ 壁部、１０１ 撮像部、１０２ 交換レンズ、１０３ ファインダ、１０４ マウント部、１０５ ミラーボックス、１０６ 主ミラー、１０７ フォーカシングスクリーン、１０８ プリズム、１０９ 接眼レンズ、１１０ サブミラー、１１１ ＡＦユニット、１１２ フォーカルプレーンシャッタ、２０１ 光学ローパスフィルタ、２０２ 保持部材、２０３ 固体撮像素子、２０４ パッケージ部材、２０５ カバー部材、２０６ シール部材、２０９ 保持板。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像部の清掃対象面に付着した異物を除去する機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カメラの撮影レンズの焦点面近傍に塵埃等の異物が存在すると、その異物の影が固体撮像素子に写り込んでしまうという問題がある。このような異物は、レンズ交換時に塵埃が外部から侵入したり、カメラ内部でのシャッタやミラーの動作に伴い、その構造部材である樹脂等の微細な磨耗紛が発生することが原因と考えられている。
【０００３】
かかる原因で発生した塵埃が、特に固体撮像素子の保護用のカバーガラスとカバーガラスの前面に配設されている赤外カットフィルタや光学ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと略す）等の光学フィルタの間に入り込んでしまう場合がある。この場合には、その塵埃を除去するためにカメラを分解しなければならなかった。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に塵埃が入り込まないように密閉構造にすることは極めて有効なものであった。
【０００４】
しかしながら、光学フィルタの固体撮像素子と対向していない側の面に塵埃が付着した場合、それが焦点面の近傍である場合にはその塵埃が影となって固体撮像素子に写り込んでしまうという問題が依然として残っている。
【０００５】
そこで、このような問題点を解決するために粘着性を有する清掃棒により、付着している塵埃を清掃対象物から除去するものが知られている（特許文献１参照）。これは棒状部材の一端部にクッション材を介して粘着材を配設し、クッション性と粘着性を併せ持った清掃部を備えた粘着性清掃棒により、固体撮像素子のカバーガラスの表面や光学フィルタの表面に付着した塵埃を取り除くものである。
【０００６】
これとは別に、固体撮像素子のカバーガラスの表面もしくは防塵構造の最外面を、シャッタに設置したワイパーで清掃するものがある（特許文献２参照）。このようなカメラ構成にすると、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表面又は防塵構造の最外面（例えば光学フィルタ表面）に付着した塵埃を除去することができる。更に、吸着性のクリーニングフィルムを受光素子面で摺動走行し、付着した塵埃を除去するというものがある（特許文献３参照）。特許文献２と同様、このようなカメラ構成にすると、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表面または防塵構造の最外面（例えば光学フィルター表面）に付着した塵埃を除去することができる。また、特許文献３にはクリーニングフィルムをブラシで洗浄するという発明も開示されている。
【０００７】
【特許文献１】実開平０６-０６３１８３号公報
【特許文献２】特開２００３−５２５４号公報
【特許文献３】特開２００４−１７２９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の構成では、固体撮像素子のカバーガラスの表面や光学フィルタの表面に付着した塵埃が少なければ比較的簡単に取り除くことができるが、多くの塵埃が付着した場合には、複数回の除去作業が必要になる。また、このような構成では、粘着性の清掃棒をカメラ内の清掃対象部以外に接触させてしまうとカメラ内部を汚染し、或いは精密な機構部分に誤って挿入してしまい、専門家による修理が必要となるなどの虞がある。
【０００９】
また、特許文献２の構成では、ワイパーに塵埃が付着したまま固体撮像素子のカバーガラスの表面や防塵構造の最外面の同じ部分を何度も摩擦するため、固体撮像素子のカバーガラスの表面や防塵構造の最外面を傷つける。その上、ワイパーに付着した塵埃が固体撮像素子のカバーガラスの表面や防塵構造の最外面に再付着したりするという問題がある。
【００１０】
また、特許文献３の構成では、クリーニングフィルムを巻き取るスペースが必要であり、カメラが大型化してしまうという問題がある。また、清掃対象である受光素子面近傍にブラシを設置しただけであれば、ブラシによって除去された塵埃が受光素子面に再付着するという問題もある。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本願発明の目的は撮像部の清掃対象面内において付着した異物を、容易に且つカメラを損傷する危険性なく的確に除去する。また撮像部の清掃対象面を傷つけることなく、更には除去した異物を撮像部に再付着しないようにすることを可能にした撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体像を光電変換する撮像素子と、この撮像素子近傍に配設された光学部材と、光学部材表面に接触しながら走査することにより異物を捕獲除去する捕獲部を含む異物除去機構と、走査により捕獲された異物を捕獲部から払拭清掃する払拭部を含む清掃機構とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、撮像部の清掃対象面内において付着した異物を、容易に且つカメラを損傷させることなく、そして撮像部の清掃対象面を傷つけることなく除去することができる。更に、除去した異物を撮像部に再付着しないようにすることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳しく説明する。
（第１の実施形態）
図１には、本発明の第１の実施形態に係る異物除去機構１と清掃機構２を備えた撮像装置の概略構成図を示している。図において、１０１は入射した光のエネルギーを電気信号に変換する撮像部であり、主に固体撮像素子とこの固体撮像素子を保護するカバーガラスとその前面に配設された光学フィルタとから構成されている。１０２は被写体からの反射光を捉えて、撮像部１０１に結像させるための複数のレンズ１０２ａ，１０２ｂ等と絞り１０２ｃとからなる交換レンズである。１０４は交換レンズ１０２を装着するためのマウント部である。
【００１５】
１０６は、入射した光束の一部をファインダ１０３方向に反射すると共に残りの光束を撮像部１０１に透過する状態と、全光束を撮像部１０１に導くべく光束から退避した状態をとりうる主ミラーである。具体的には、ミラーボックス１０５内で回動することにより２つの状態を取りうる。１１１は被写体との距離を測定するＡＦユニットである。１１０は入射した光束のうち主ミラー１０６を透過した光束をＡＦユニット１１１に導くサブミラーである。１１２は入射した光束を所望の時間だけ撮像部１０１に照射させるようにする複数のシャッタ羽根からなるフォーカルプレーンシャッタである。ファインダ１０３は主ミラー１０６により上部に反射した光束が結像するフォーカシングスクリーン１０７と、フォーカシングスクリーン１０７に結像した像を正立実像にするために内部で像を反射させるプリズム１０８と、プリズム１０８から射出された像を適正な倍率で使用者が確認できるようにする接眼レンズ１０９とから構成されている。
【００１６】
撮像部１０１に付着した異物を除去するための異物除去機構１は、撮像部１０１とフォーカルプレーンシャッタ１１２との間に設置されている。清掃機構２は、撮像部１０１の図１中下側に設けられている。また、撮像装置は撮影モード及びクリーニングモードを切り替えるモード切替スイッチと、異物除去機構動作ボタンとが設けられている。
【００１７】
図２は撮像部１０１とフォーカルプレーンシャッタ１１２と異物除去機構１と清掃機構２の概略構成を説明するための側方断面図である。ここで、撮像部１０１は主に次の部材等から構成されている。２０１は光学ローパスフィルタであり、保持部材２０２により保持されている。２０３は固体撮像素子であり、パッケージ部材２０４に収められ、カバー部材２０５により保護されている。そして、光学ローパスフィルタ２０１及びカバー部材２０５はそれらの間を密閉するためのシール部材２０６により固定されている。２０７は固体撮像素子２０３の接続端子２０８が接続していると共に、撮像装置１００の動作を制御する制御回路を構成する電気素子が搭載されている基板、２０９は固体撮像素子２０３を固定するための保持板である。
【００１８】
フォーカルプレーンシャッタ１１２は主に次の部材等から構成されている。２１１は複数のシャッタ羽根２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ，２１１ｄから構成された先幕、２１２は複数のシャッタ羽根から構成された後幕である。２１３はフォーカルプレーンシャッタ１１２において先幕２１１及び後幕２１２の駆動スペースを分割している中間板である。２１４は後幕２１２の押え板であると同時に、撮像のためにその略中央部に開口が設けてある押え板、２１５は先幕２１１の押え板であると同時に、撮像のためにその略中央部に開口が設けられているカバー板である。
【００１９】
ここで、異物除去機構１は初期状態では位置１ａにあり、位置１ｂまで移動することが可能である。清掃機構２は光学ローパスフィルタ２０１の図２中下方に配置される。
【００２０】
図３は異物除去機構１と清掃機構２を交換レンズ１０２側の斜め上から見た斜視図である。なお、図３における上下方向は、図１中の上下方向と同一である。異物除去機構１は主に清掃機構２側に繊維が植毛された基体１１と、基体１１から清掃機構２側に突出した突起部１２と、リンク部１３とから構成されている。
【００２１】
リンク部１３は、ガイド軸１４に嵌合する穴１３ａ及びガイド軸１４に平行に配設されたリードスクリュ１５に合わせて切られたネジ穴１３ｂを有する。なお、ガイド軸１４は交換レンズ１０２から撮像部１０１までを結ぶ光軸５００に垂直に設けられている。リードスクリュ１５が駆動モータ（図示せず）によって回転すると、異物除去機構１はガイド軸１４により回転が抑えられているため、リードスクリュ１５の回転数に応じてガイド軸１４と同一方向に移動する。なお、これらガイド軸１４、駆動モータ等は、本発明のガイド手段及び駆動手段を構成する。
【００２２】
清掃機構２は基体２１と、基体２１に保持されている繊維２２（払拭部）と、後に詳述するガイド部２３と、ガイド軸２４と、ガイド軸２４を芯として壁部２６と基体２１とを引き離す方向に働く圧縮ばね２５と、壁部２６と壁部２７と、押さえ板２８とから構成される。ガイド軸２４は壁部２６と壁部２７に交換レンズ１０２から撮像部１０１までを結ぶ光軸５００に垂直で、且つガイド軸１４に垂直に固定されている。基体２１はガイド軸２４に嵌合しており、ガイド軸２４に沿って移動可能である。ただし、基体２１は圧縮ばね２５により壁部２６から引き離す方向に付勢されているため、外力が働かなければ壁部２７に当接した状態となる。
【００２３】
更に、基体２１はガイド軸２４を中心に回転可能となっている。また、不図示のばねにより基体２１は図中矢印の方向（ガイド軸２４を中心に壁部２６に向かって時計回り）に付勢されており、外力が働かなければ押さえ板２８に当接した状態となる。この状態においてのみ、基体２１の繊維２２がある面と基体１１に植毛された繊維との距離は繊維２２の長さよりも短くなる。なお、これらは前述した突起部１２と共に本発明の変位手段を構成する。
【００２４】
図４及び図５を用いてガイド部２３について説明する。図４は異物除去機構１と清掃機構２の撮像部１０１側から見た背面図である。図５は異物除去機構１と清掃機構２の側面図である。１６は基体１１に植毛された繊維群（捕獲部）を表しており、繊維群１６の幅Ｗ１（図５では紙面に対して垂直方向）は、撮像部１０１の被清掃面の幅Ｗ２（図５では紙面に対して垂直方向）よりも広い。１２ａは突起部１２の図４中右側の面であり、１２ｂは図４中左側の面である。
【００２５】
２３ａはガイド部２３の図４中右側の面であり、２３ｂはガイド部２３の図４中左側の面である。１２ｃは突起部１２の図５中右側の面である。２１ｃは基体２１の図５中左側の面であり、２３ｃはガイド部２３の図５中右側の面である。なお、ガイド部２３の説明がし易いように説明に不要な部分は省略してある。図４に示すようにガイド部２３の面２３ａの図４中下端は突起部１２の面１２ａよりも右側にあり、面２３ｂは面１２ｂよりも左側にある。また、図５に示すようにガイド部２３の面２３ｃは突起部１２の面１２ｃよりも右側にあり、面２１ｃは面１２ｃよりも左側にある。
【００２６】
次に、図６及び図７を用いて異物除去機構１と清掃機構２の動きを説明する。図６（Ａ）〜（Ｄ）及び図７（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、異物除去機構１及び清掃機構２を交換レンズ１０１側から見た図と右側から見た図とが併記されている。これらの図は本実施形態における一連の動作の流れを表しており、図において異物除去機構１が下方向に走行する場合をダウン走行、上方向に走行する場合をアップ走行とする。なお、付番脇の矢印は、それぞれの移動方向を示すものである。
【００２７】
先ず、撮像装置をクリーニングモードにし、異物除去動作ボタン（図示せず）を押すと、図２の位置１ａにあった異物除去機構１は繊維群１６が撮像部１０１に接触しながらダウン走行（往路）する。このとき異物除去機構１の繊維群１６が、撮像部１０１に付着していた異物を捕獲する。異物除去機構１が撮像部１０１の下までダウン走行した時、撮像部１０１に付着していた異物の除去が終了する（図２中の位置１ｃ）。
【００２８】
更に異物除去機構１がダウン走行すると、図６（Ａ）のタイミングで突起部１２が清掃機構２の基体２１に当接する。異物除去機構１がダウン走行を続けると、図６（Ｂ）に示すように突起部１２が基体２１を図６中下方向に押すため、清掃機構２は付勢ばねの弾力に抗して、ガイド軸２４を中心に図６右図において反時計回りに回転する。すると、そのまま異物除去機構１がダウン走行を続けても図６（Ｂ）に示すように、繊維２２の先端は繊維群１６よりも図６右図中右側にあるので、繊維２２は繊維群１６には接触しない。そして、清掃機構２は図３で説明したように、不図示のばねによって図６右図中時計回りに付勢されているため、異物除去機構１がダウン走行中には常に突起部１２と基体２１は接触している。更に異物除去機構１がダウン走行し、図６（Ｃ）のタイミングで、突起部１２は基体２１から離れる。
【００２９】
ここで、清掃機構２は不図示のばねの付勢により図６（Ａ）の位置へと戻り始める。この場合、繊維群１６は繊維２２よりも図６（Ｃ）中下側にあるので、繊維群１６は繊維２２に接触しない。そして、図６（Ｄ）のタイミングで異物除去機構１は清掃機構２の下端よりも下方までダウン走行が完了し、アップ走行へと切り替わる（図２中の位置１ｂ）。
【００３０】
異物除去機構１がアップ走行動作を開始して清掃機構２に接触するとき、ガイド部２３の図６左図中左下端が突起部１２の左端よりも左側にあるため、突起部１２はガイド部２３の領域内へ導かれる。そして、異物除去機構１がアップ走行を続けると、図７（Ａ）に示すように、突起部１２はガイド部２３の図７左図中左側の面に接触しながら上昇する。このとき基体２１は突起部１２によって図７（Ａ）左図中左側に押されるために、圧縮ばね２５の弾力に抗してガイド軸２４に沿って図７（Ａ）左図中左方向に移動する。また、図７に示すように異物除去機構１がアップ走行動作中は清掃機構２は押さえ板２８に当接し、図７右図中時計回りには回転しない。このため繊維２２が繊維群１６に接した状態のままアップ走行動作が行われ、繊維群１６に付着した異物は繊維２２によって払い落とされる。このように清掃機構２は繊維群１６の復路起端付近１ｂで、繊維２２と繊維群１６とが係合するように初期位置に自動復帰するようになっている。
【００３１】
この場合、繊維２２は繊維群１６を下方向に払うため、繊維群１６から払われた異物は清掃機構２よりも上方にある撮像部１０１には指向せず、つまり撮像部１０１に異物が再付着することはない。そして、図７（Ｃ）に示すように、異物除去機構１が清掃機構２の上端よりも上側までアップ走行動作が進むと、圧縮ばね２５によって基体２１は図６左図中右側に押し戻され、清掃機構２は図６（Ａ）の位置に復帰する。その後、異物除去機構１はアップ走行動作を続けることで、初期位置（図２中の位置１ａ）まで戻る。このとき繊維群１６には異物が付いていないため、撮像部１０１への異物の再付着や撮像部１０１を傷つける心配はない。以上で異物除去機構１と清掃機構２の一連の動作の流れが終了する。
【００３２】
以上の構成によれば、撮像部１０１の清掃対象面内において付着した異物を容易に且つ的確に除去することができ、その際カメラを損傷する危険性は全くない。そして撮像部１０１の清掃対象面を傷つけることなく行ない、更に除去した異物を撮像部１０１に再付着しないようにすることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では異物除去機構１に突起部１２、清掃機構２にガイド部２３を設けたが、異物除去機構１側にガイド部を、清掃機構２側に突起部を設けても構わない。また、本実施形態では清掃機構２を異物除去機構１との接触によりガイド軸２４に沿って移動するようにしたが、異物除去機構１にガイド軸を設けて清掃機構２を移動させるようにしても構わない。また、圧縮ばねの代わりに、例えばゴム材等でなる弾性部材を用いても構わない。
【００３４】
（第２の実施形態）
図８は本発明の第２の実施形態に係る異物除去機構３を撮像部１０１側の斜め上から見た斜視図である。なお、図８における上下方向は、図１中の上下方向と同一である。３１は基体、３２は基体３１に植毛された繊維群である。３３と３４は基体３１の繊維群３２が設けられた面に掘られた溝である。３５はガイド軸３６に嵌合する穴３５ａ及びガイド軸３６に平行に配設されたリードスクリュ３７に合わせて切られたネジ穴３５ｂを有するリンク部である。異物除去機構３の移動方法は第１の実施形態で説明した異物除去機構１と同様であるため、その説明は省略する。また、異物除去機構３及び清掃機構４のカメラにおける基本的位置関係等については、第１の実施形態の異物除去機構１及び清掃機構２をそれぞれ置き換えた場合と実質的に同様であるため適宜、図２等を参照するものとする。
【００３５】
ここで、溝３３と溝３４について図９を用いて説明する。図９（Ａ）は異物除去機構３を図８中上から見た図、図９（Ｂ）は異物除去機構３を不図示の撮像部１０１側から見た図、図９（Ｃ）は異物除去機構３を図８中下から見た図である。図９（Ａ）と図９（Ｃ）に示すように、溝３３は図８中上側になるにつれて溝の深さは浅くなっている。一方、溝３４は溝の深さは一定である。また、図９（Ｂ）に示すように、溝３３と溝３４はそれぞれが平行の関係にあり、更に溝３３の図９（Ｂ）中下端の中点３３ａと溝３４の図９（Ｂ）中上端の中点３４ａがガイド軸３６と平行な直線（図９（Ｂ）中の点線）上にある。
【００３６】
図１０は清掃機構４の図１中の下方向から見た構成図である。４１は基体、４２は基体４１に設けられた繊維、４３はガイド軸３６に垂直で基体３１の繊維群３２が設けられた面に垂直に、基体４１から繊維群３２側に突出した突起部、４４は基体４１から突起部４３と逆側に突出したガイド軸である。４５はガイド軸４４に嵌合する穴４６が設けられたベースであり、４７は基体４１とベース４５を引き離す方向に働く圧縮ばねである。４８は圧縮ばね４７によって図１０中上方向に付勢された基体４１を押さえる板材である。つまり、基体４１は図１０中上下方向に板材４８から圧縮ばね４７の圧縮限界までを移動可能となっている。４９は壁部５０の間に異物除去機構３のガイド軸３６に垂直で、且つ撮像部１０１の被清掃面に平行に固定されたガイドバーである。ベース４５はガイドバー４９に嵌合する穴があいており、ガイドバー４９に沿って図１０中左右方向に移動可能となっている。５１はベース４５と壁部５０との間に設けられた圧縮ばねである。
【００３７】
次に、図１１及び図１２を用いて異物除去機構３と清掃機構４の動きを説明する。図１１（Ａ）〜（Ｃ）及び図１２（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ、異物除去機構３及び清掃機構４を図１０と同一方向から見た図と異物除去機構３及び清掃機構４の概略側面図とが併記されている。これらの図は第２の実施形態における一連の動作の流れを表しており、図において異物除去機構３が下方向に走行する場合をダウン走行、上方向に走行する場合をアップ走行とする。
【００３８】
先ず、撮像装置１００をクリーニングモードにし、異物除去動作ボタン（図示せず）を押すと、図２の位置１ａにあった異物除去機構３は繊維群３２が撮像部１０１に接触しながらダウン走行する。このとき異物除去機構３の繊維群３２が、撮像部１０１に付着していた異物を捕獲する。異物除去機構３が撮像部１０１の下までダウン走行した時、撮像部１０１に付着していた異物の除去が終了する（図２中の位置１ｃ）。
【００３９】
図１１（Ａ）のタイミングで溝３３に清掃機構４の突起部４３が入る。そのまま異物除去機構３がダウン走行を続けると、突起部４３は溝３３に沿って移動する。図１１の各側面図に示すように、溝３３は図１１中上方向になるにつれてその溝が浅くなっているので、ダウン走行中は基体４１は異物除去機構３から遠ざかっていく。よって、異物除去機構３は繊維４２の先端と繊維群３２が接触しないでダウン走行を続ける。図１１（Ｂ）のタイミングで異物除去機構３は清掃機構４の下端まで到達し（図２中の位置１ｂと位置１ｃの間の位置）、図１１（Ｃ）のタイミングで異物除去機構３は清掃機構４の下端よりも下方までダウン走行が完了し、アップ走行へと切り替わる（図２中の位置１ｂ）。
【００４０】
ここで、図１１（Ｃ）に示すように、清掃機構４は圧縮ばね４７の付勢力により図１１（Ｃ）右図中左右方向は図中の矢印（側面図）に示すように、破線で示す位置４１ａから板材４８に規制される位置まで戻る。更に図１１（Ｃ）に示すように、清掃機構４は圧縮ばね５１の付勢力により図１１（Ｃ）左図中左右方向は初期位置（図１２（Ａ）の位置）に戻る。
【００４１】
異物除去機構３がアップ走行動作を開始して清掃機構４に接触するとき、溝３４に清掃機構４の突起部４３が入る。そのまま異物除去機構３がアップ走行を続けると、突起部４３は溝３４に沿って移動する。溝３４は溝の深さが変わらないので、基体４１は板材４８に規制された位置のままである。ゆえに、異物除去機構３がアップ走行中は基体４１と異物除去機構３の距離は変わらず、基体４１は図１２左図中右方向にのみ移動する。よって、異物除去機構３は繊維４２の先端と繊維群３２が接触しながらアップ走行を続ける。そして、繊維群３２に付着した異物は繊維４２によって払い落とされる。
【００４２】
この場合、繊維４２は繊維群３２を下方向に払うため、繊維群３２から払われた異物は清掃機構４よりも上方にある撮像部１０１には指向せず、つまり撮像部１０１に異物が再付着することはない。そして、図１２（Ｂ）に示すように、異物除去機構３が清掃機構４の上端に到達したあと（図２中の位置１ｃ）、異物除去機構３が清掃機構４の上端よりも上側までアップ動作が進む。これにより突起部４３が溝３４から抜けるので、清掃機構４は圧縮ばね５１の付勢力により図１１（Ａ）の位置まで戻る。その後、異物除去機構３はアップ動作を続け、初期位置（図２中の位置１ａ）まで戻る。このとき繊維群１６には異物が付いていないため、撮像部１０１への異物の再付着や撮像部１０１を傷つける心配はない。以上で第２の実施形態における異物除去機構３及び清掃機構４の一連の動作の流れが終了する。
【００４３】
以上の構成によれば、撮像部１０１の清掃対象面内において付着した異物を容易に且つ的確に除去することができ、その際カメラを損傷する危険性は全くない。そして撮像部１０１の清掃対象面を傷つけることなく行ない、更に除去した異物を撮像部１０１に再付着しないようにすることができる。
【００４４】
なお、本実施形態では異物除去機構３に溝３３と溝３４、清掃機構４に突起部４３を設けたが、異物除去機構３側に突起部、清掃機構４側に溝を設けても構わない。また、本実施形態では清掃機構４を異物除去機構３との接触によりガイド軸４９に沿って移動するようにしたが、異物除去機構３にガイド軸を設けて清掃機構４を移動させるようにしても構わない。また、圧縮ばねの代わりに、例えばゴム材等でなる弾性部材を用いても構わない。
【００４５】
更に、本実施形態では捕獲部、すなわち繊維群１６が撮像装置本体の上下方向に走行し、清掃対象部位の被清掃面の下方に払拭部、すなわち繊維２２を配置した例を説明した。この場合に限らず、繊維群１６が撮像装置本体の左右方向に走行し、繊維２２を被清掃面の左右いずれかの側方に配置することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る異物除去機構と清掃機構を備えた撮像装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置における撮像部とフォーカルプレーンシャッタと異物除去機構と清掃機構の概略構成を示す側方断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置における異物除去機構と清掃機構を交換レンズ側から見た斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置における異物除去機構と清掃機構の撮像部側から見た背面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置における異物除去機構と清掃機構の側面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置における動作を示すそれぞれ異物除去機構と清掃機構を交換レンズ側から見た図及び右側面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置における動作を示すそれぞれ異物除去機構と清掃機構を交換レンズ側から見た図及び右側面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置における異物除去機構を交換レンズ側から見た斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置における異物除去機構の上面図、正面及び底面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置における清掃機構の底面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置における動作を示すそれぞれ異物除去機構と清掃機構の底面図及び側面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置における動作を示すそれぞれ異物除去機構と清掃機構の底面図及び側面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 異物除去機構、２ 清掃機構、１１ 基体、１２ 突起部、１３ リンク部、１４ ガイド軸、１５ リードスクリュ、１６ 繊維群、２１ 基体、２２ 繊維、２３ ガイド部、２４ ガイド軸、２５ 圧縮ばね、２６ 壁部、２８ 押さえ板、３１ 基体、３２ 繊維群、３３，３４ 溝、３５ リンク部、３６ ガイド軸、３７ リードスクリュ、４１ 基体、４２ 繊維、４３ 突起部、４４ ガイド軸、４５ ベース、４７ 圧縮ばね、４９ ガイドバー、５０ 壁部、１０１ 撮像部、１０２ 交換レンズ、１０３ ファインダ、１０４ マウント部、１０５ ミラーボックス、１０６ 主ミラー、１０７ フォーカシングスクリーン、１０８ プリズム、１０９ 接眼レンズ、１１０ サブミラー、１１１ ＡＦユニット、１１２ フォーカルプレーンシャッタ、２０１ 光学ローパスフィルタ、２０２ 保持部材、２０３ 固体撮像素子、２０４ パッケージ部材、２０５ カバー部材、２０６ シール部材、２０９ 保持板。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子近傍に配設された光学部材と、
前記光学部材表面に接触しながら走査することにより異物を捕獲除去する捕獲部を含む異物除去機構と、
前記走査により捕獲された異物を前記捕獲部から払拭清掃する払拭部を含む清掃機構とを備えた撮像装置。
【請求項２】
前記異物除去機構を前記光学部材表面に沿って往復動作させるガイド手段と、
前記異物除去機構の往動作もしくは復動作のいずれか一方の動作時に前記払拭清掃を行い、他方の動作時には前記払拭部が前記捕獲部に接触しないように、前記払拭部の該捕獲部に対する相対位置を変位させる変位手段とを更に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】
前記払拭部は前記変位手段により、前記光学部材表面に平行配置された回転軸のまわりに回転可能に支持され、前記異物除去機構の往動作もしくは復動作のいずれか一方の動作によって前記捕獲部と接触しないように回転変位し、他方の動作によっては変位することなく前記捕獲部と接触することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記変位手段として前記異物除去機構に突起部を付設し、この突起部が前記清掃機構の適所に当接することにより前記払拭部を回転変位させることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記払拭部は前記変位手段により、前記光学部材表面に直交配置されたガイド軸に沿って往復動可能に支持され、前記異物除去機構の往動作もしくは復動作のいずれか一方の動作によって前記捕獲部と接触しないように後退変位し、他方の動作によっては変位することなく前記捕獲部と接触することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記変位手段として前記異物除去機構に溝、前記清掃機構に突起部をそれぞれ付設し、前記溝及び前記突起部が係合することにより前記払拭部を後退変位させることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記異物除去機構は撮像装置本体の上下方向に走行し、前記光学部材の下方に前記払拭部を配置したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１】
被写体像を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子近傍に配設された光学部材と、
前記光学部材表面に接触しながら走査することにより異物を捕獲除去する捕獲部を含む異物除去機構と、
前記走査により捕獲された異物を前記捕獲部から払拭清掃する払拭部を含む清掃機構とを備えた撮像装置。
【請求項２】
前記異物除去機構を前記光学部材表面に沿って往復動作させるガイド手段と、
前記異物除去機構の往動作もしくは復動作のいずれか一方の動作時に前記払拭清掃を行い、他方の動作時には前記払拭部が前記捕獲部に接触しないように、前記払拭部の該捕獲部に対する相対位置を変位させる変位手段とを更に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】
前記払拭部は前記変位手段により、前記光学部材表面に平行配置された回転軸のまわりに回転可能に支持され、前記異物除去機構の往動作もしくは復動作のいずれか一方の動作によって前記捕獲部と接触しないように回転変位し、他方の動作によっては変位することなく前記捕獲部と接触することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記変位手段として前記異物除去機構に突起部を付設し、この突起部が前記清掃機構の適所に当接することにより前記払拭部を回転変位させることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記払拭部は前記変位手段により、前記光学部材表面に直交配置されたガイド軸に沿って往復動可能に支持され、前記異物除去機構の往動作もしくは復動作のいずれか一方の動作によって前記捕獲部と接触しないように後退変位し、他方の動作によっては変位することなく前記捕獲部と接触することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記変位手段として前記異物除去機構に溝、前記清掃機構に突起部をそれぞれ付設し、前記溝及び前記突起部が係合することにより前記払拭部を後退変位させることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記異物除去機構は撮像装置本体の上下方向に走行し、前記光学部材の下方に前記払拭部を配置したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−２８８４５２（Ｐ２００７−２８８４５２Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１２６４３（Ｐ２００６−１１２６４３）
【出願日】平成１８年４月１４日（２００６．４．１４）
【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１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１４日（２００６．４．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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