撮像装置
【課題】異物除去部材を光学部材の表面に接触させながら移動させる方式を採用することにより高い除去能力を発揮させるとともに、異物除去部材の交換作業を容易なものとする。
【解決手段】撮像装置は、被写体像を光電変換する撮像素子１０１と、撮像素子１０１の前方に配置されたローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０４と、ＬＰＦ１０４の前方に配置されたシャッタユニット２０と、レンズユニットが着脱可能に固定されるレンズマウント２と、ＬＰＦ１０４とシャッタユニット２０との間に設けられ、異物除去部材１２０をＬＰＦ１０４の表面に接触させながら移動させる異物除去機構とを備える。異物除去部材１２０よりもレンズマウント２側には、異物除去部材１２０の長さＬよりも広い幅の開口部のみが存在するようにして、レンズユニットを取り外した状態で、レンズマウント２のマウント開口から異物除去部材１２０の交換作業を行えるようにしている。
【解決手段】撮像装置は、被写体像を光電変換する撮像素子１０１と、撮像素子１０１の前方に配置されたローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０４と、ＬＰＦ１０４の前方に配置されたシャッタユニット２０と、レンズユニットが着脱可能に固定されるレンズマウント２と、ＬＰＦ１０４とシャッタユニット２０との間に設けられ、異物除去部材１２０をＬＰＦ１０４の表面に接触させながら移動させる異物除去機構とを備える。異物除去部材１２０よりもレンズマウント２側には、異物除去部材１２０の長さＬよりも広い幅の開口部のみが存在するようにして、レンズユニットを取り外した状態で、レンズマウント２のマウント開口から異物除去部材１２０の交換作業を行えるようにしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部材の表面に付着した異物を除去する異物除去機構を備えたデジタルカメラ等の撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像素子を備えたデジタルカメラ等の撮像装置が普及しているが、特にレンズ交換が可能なデジタルカメラにおいては、光学部材（撮像素子のカバーガラスや光学フィルタ）の表面に異物が付着することがあった。この異物は、外部から塵埃が進入したり、クイックリターンミラーやフォーカルプレンシャッタ等の機構部品の動作により摩耗紛が発生したりしたものである。このようにして発生した異物が光学部材の表面に付着すると、その異物の像が撮影画像に写り込んでしまうという問題が生じていた。
【０００３】
光学部材の表面にエアを吹きかけることにより、異物をある程度除去できる場合もあるが、完全に除去することは難しく、そのような場合には、光学部材の表面を拭いて異物を除去する作業が必要となる。しかしながら、手作業では拭きむらが生じたり、光学部材の表面を疵つけたりするおそれもある。
【０００４】
そこで、光学部材の表面に付着した異物を簡便に除去する方式がいくつか提案されている。例えば光学部材に振動を与え、その表面に付着した異物を落下させる方式が提案され、実際にカメラにも搭載されるようになってきている。しかしながら、必要以上に振動を与えると、振動させている光学部材が割れてしまうおそれがあり、与える振動には限界がある。そのため、付着力の大きい異物や粘着性のある異物については振動式の異物除去方式では完全に除去できないという問題があった。
【０００５】
他の方式としては、例えば特許文献１に、モータ駆動により撮像素子面上を接触させて走査するワイパ部材を、カメラに内蔵することが開示されている。
【０００６】
また、特許文献２に、清掃作業を効率良く行うことができるようにするために、受光面上のゴミ等を除去する清掃作業を行う場合には、メインミラーが撮影光路から退避した後、撮像ユニットが開口部へ近づくように移動する電子カメラが開示されている。
【０００７】
また、特許文献３に、撮像ユニットへのゴミの付着を阻止するために、光透過性の防塵部材を該撮像ユニットの光入射面の直前に挿抜できるようにした電子カメラが開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２９８６４０号公報
【特許文献２】特開２００４−４０６５２号公報
【特許文献３】特開２００６−８０９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に開示されている方式では、ワイパ部材で異物を直接除去できるので、光学部材を振動させる方式に比べて除去能力は高い。しかしながら、ワイパ部が汚れたり、ワイパ部に異物が付着したままとなった場合、カメラを分解した上で、ワイパ部を掃除したり、新品に交換したりする必要があった。
【００１０】
また、撮像素子面に液体や粘着性のある異物が付着していた場合には、逆に撮像素子面に粘着物を擦りつける結果となりかねず、付着面積を広げてしまう可能性があった。このような場合には、手作業で異物を除去しなければならず、清掃作業が煩雑になってしまうという問題があった。
【００１１】
また、上記特許文献２に開示されている方式では、撮像ユニットを光軸方向に移動させる必要があり、カメラの大型化を招き、更にはピント精度を悪化させてしまう懸念が生じる。
【００１２】
また、上記特許文献３に開示されている方式では、防塵部材を交換可能にするための穴部をカメラボディの側面等に設ける必要があり、部品の配置に制約を生じてしまい、カメラの大型化を招くという問題があった。
【００１３】
更に、上記特許文献２、３に開示されている方式では、清掃作業中は直ぐに撮影状態に復帰させることが難しく、撮影チャンスを逃してしまうおそれがある。更に、異物が付着するたびに手作業での清掃作業が必要であるので、拭きむらが生じたり、疵つけたりするという問題があった。
【００１４】
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、異物除去部材を光学部材の表面に接触させながら移動させる方式を採用することにより高い除去能力を発揮させるとともに、異物除去部材の交換作業を容易なものとすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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、前記撮像素子の前方に配置された光学部材と、前記光学部材の前方に配置されたシャッタユニットと、レンズユニットが着脱可能に固定されるレンズマウントと、前記光学部材と前記シャッタユニットとの間に設けられ、異物除去部材を前記光学部材の表面に接触させながら移動させる異物除去機構とを備え、前記レンズユニットを取り外した状態で、前記レンズマウントのマウント開口から前記異物除去部材の交換作業を行えるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、異物除去部材を光学部材の表面に接触させながら移動させる方式を採用することにより高い除去能力を発揮させることができる。しかも、レンズマウントのマウント開口から異物除去部材の交換作業を行えるようにしたので、カメラを分解する必要がなく、異物除去部材の交換作業を容易なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る撮像装置であるデジタル一眼レフカメラの構成を示す図である。なお、本明細書において上下とは、カメラの通常構えた状態での上下、すなわち図１の上下をいうものとする。カメラボディ１のレンズマウント２には、被写体像を結像させる不図示のレンズユニットが着脱可能に固定される。
【００１８】
カメラボディ１に内装されたミラーボックス１０には、クイックリターンミラー３及びサブミラー４が設けられる。撮影準備状態において、クイックリターンミラー３及びサブミラー４は光軸上に位置する（図１の状態）。この状態で、被写体像はミラーボックス１０の撮影開口部を通過し、クイックリターンミラー３により上方に反射して、ペンタプリズム６によりファインダレンズ７に導かれる。また、被写体像の一部はクイックリターンミラー３の裏側のサブミラー４により下方に導かれ、測距ユニット５により被写体までの距離情報を得ることができるようになっている。
【００１９】
撮影の際には、クイックリターンミラー３及びサブミラー４が光軸上から退避するように上方に移動する。そして、シャッタユニット２０のシャッタ羽根が走行して、被写体像がローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと称する）１０４を介して撮像素子１０１に結像されて、光電変換される。
【００２０】
カメラボディ１の背面側には表示モニタ８が備えられており、撮影画像を表示したり、操作情報を表示したりする。
【００２１】
このようなデジタル一眼レフカメラでは、レンズユニットの交換時に外部から異物が進入したり、シャッタ羽根の走行等により異物が発生したりすることがある。そして、その異物がＬＰＦ１０４の表面に付着すると、異物の像が撮影画像に写り込んでしまう。そこで、ＬＰＦ１０４とシャッタユニット２０との間に異物除去機構を設け、異物除去部材１２０をＬＰＦ１０４の表面に接触させながら移動させることにより異物を除去するようにしている。
【００２２】
本実施形態のカメラでは、以下に詳述するが、レンズユニットを取り外した状態で、レンズマウント２のマウント開口から異物除去部材１２０の交換作業が行えるようになっている。図２は、被写体側から見たカメラの一部正面図であり（図１の矢印IIを参照）、各部のサイズの関係を示す。図２に示すように、ミラーボックス１０の撮影開口部が最も大きく、次いでその奥に配置されたシャッタユニット２０の撮影開口部、更に奥に配置された撮像素子１０１の撮像エリアの順で小さくなる。そして、撮像素子１０１の前方に配置されたＬＰＦ１０４の表面を走査する異物除去部材１２０は、その移動方向Ｓ（カメラの上下方向）と垂直な長辺の長さＬが、撮像素子１０１の撮像エリアの幅よりも長く、且つ、シャッタユニット２０の開口部の幅より短い関係を有する。要するに、異物除去部材１２０よりも前方（レンズマウント２側）には、異物除去部材１２０の長さＬよりも広い幅の開口部のみが存在するように設計されている。このような各部のサイズの関係により、レンズマウント２のマウント開口から異物除去部材１２０を交換することが可能となる。
【００２３】
なお、図１、図２ではカメラの上下方向に異物除去部材１２０を走査する例を示したが、横方向に走査する構成とした場合も上述したサイズの関係を有するようにする。
【００２４】
図３は、カメラ内部のユニット構成を示す分解斜視図であり、（ａ）は前方側（被写体側）から見た斜視図、（ｂ）が背面側から見た斜視図である。ミラーボックス１０は、シャッタユニット２０が固定された状態でメインフレーム５０に前方側から固定される。ミラーボックス１０には、レンズマウント２、クイックリターンミラー３、測距ユニット５等が組み付けられている。
【００２５】
また、撮像素子１０１、ＬＰＦ１０４、異物除去機構がユニット化されており（撮像ユニット１００）、その撮像ユニット１００がメインフレーム５０に背面側から固定される。
【００２６】
図４を参照して、撮像ユニット１００について説明する。図４（ａ）、（ｂ）は撮像ユニット１００の斜視図であり、異物除去部材１２０が装着された支持板（スライダ）１０８を移動させている状態を示す。
【００２７】
ベース板１０２には、撮像素子１０１が背面側から取り付けられ（図３（ｂ）を参照）、ＬＰＦ１０４や異物除去機構が被写体側となる表面に順に組み付けられる。
【００２８】
ＬＰＦ１０４は、ベース板１０２の表面に設けられたＬＰＦ枠１０３に嵌め込まれる。そして、ＬＰＦ１０４の左右に画枠端面の反射防止マスク１０５が位置決めされた後、ＬＰＦ固定枠１０６がＬＰＦ枠１０３に固定されて、ＬＰＦ１０４が固定される。
【００２９】
矩形状のＬＰＦ１０４を挟んで両側には異物除去機構の駆動部及びガイド部が配置され、その間に架設された支持板１０８を走査方向Ｓに往復移動させる構成となっている。具体的に、駆動部は、ＬＰＦ１０４の一方の側方において上下に延伸するモータアングル１０９を備える。モータアングル１０９には、駆動モータ１１０と、駆動モータ１１０の回転出力軸に固定されたリードスクリュ１１１と、支持板１０８の移動をガイドするガイドバー１１２とが組み付けられている。また、ガイド部は、ＬＰＦ１０４の他方の側方において上下に延伸するガイドアングル１１３を備える。ガイドアングル１１３には、ガイドバー１１４が組み付けられている。
【００３０】
支持板１０８の一端は駆動ガイド１１５にネジで固定され、駆動ガイド１１５がガイドバー１１２に沿って移動可能とされている。なお、ガイドバー１１２は、駆動ガイド１１５を挿通させた後、モータアングル１０９に固定される。更に、駆動ガイド１１５には駆動ラック１１６が固定され、駆動ラック１１６がリードスクリュ１１１に連結する。駆動ラック１１６は、リードスクリュ１１１と同じネジ山のピッチを有する。
【００３１】
また、支持板１０８の他端には平面板部及びＬ字状の曲げ部が隣接して設けられており、ガイドバー１１４を挟み込むかたちでガイドバー１１４に係合する。
【００３２】
駆動モータ１１０の回転力はリードスクリュ１１１から駆動ラック１１６に伝達され、駆動ガイド１１５がガイドバー１１２、１１４にガイドされながら移動し、支持板１０８を往復移動させることになる。
【００３３】
ここで、支持板１０８の中央部にはＬＰＦ１０４側から離れる方向に凹む凹部が形成されている。本実施形態では、支持板１０８の中央部が一段下がるように曲げ加工された曲げ部が形成されており、そこに異物除去部材１２０が着脱可能に装着される。このように支持板１０８とＬＰＦ１０４との間にスペースを確保し、そのスペースに異物除去部材１２０を装着するようにしたので、異物除去部材１２０の構成に自由度が増し、最適な異物除去部材１２０に着脱可能に装着することができる。なお、異物除去部材１２０の詳細な構成、及び、支持板１０８との着脱方式については後述する。
【００３４】
ところで、支持板１０８に曲げ部を形成する分、その曲げ部がシャッタユニット２０側に凸部として突出する。そこで、図３（ｂ）に示すように、シャッタユニット２０のカバー板２２の上部に撮影開口部につながる切り欠き部２２ａを形成し、組み立て時に、支持板１０８の凸部がシャッタユニット２０と干渉しないように構成されている。
【００３５】
また、図５に示すように、支持板１０８の凸部がシャッタユニット２０のシャッタ羽根の走行面を移動する場合もある。そこで、異物除去動作時には、シャッタユニット２０のシャッタ羽根を撮影開口部から退避させることで、支持板１０８の凸部がシャッタユニット２０と干渉しないように動作シーケンスを工夫している。図５を参照して、異物除去機構による異物除去動作とシャッタユニット２０によるシャッタ動作とについて説明する。図５は、異物除去機構及びシャッタユニット２０の各動作状態での断面を模式的に示す図である。被写体側から、シャッタプレート２１、後羽根群（後幕）２４、先羽根群（先幕）２３、カバー板２２、支持板１０８及び異物除去部材１２０、ＬＰＦ１０４、撮像素子１０１が位置する。
【００３６】
図５（ａ）は撮影待機状態を示し、カバー板２２の撮影開口部につながるように形成された切り欠き部２２ａが異物除去部（支持板１０８及び異物除去部材１２０）の退避スペースとなっている。すなわち、異物除去部はカバー板２２に光軸方向に重複して収納されるように配置されている。更に、異物除去部は先幕２３の走行面に重複して配置されても良い。
【００３７】
先幕２３の動作時の干渉を避けるために、異物除去部の退避位置をカバー板２２の上方とし、先幕２３の退避方向（下方向）とは逆にしている。そして、図５（ｂ）に示すように、先幕２３が撮影開口部から退避した後に、異物除去部を移動させる動作シーケンスとすることで、異物除去部が先幕２３に干渉するのを避けている。
【００３８】
後幕２４は、不図示の中間板により先幕２３と走行空間が仕切られた状態で被写体側に配置されているので、異物除去部が後幕２４に干渉することはない。従って、後幕２４が撮影開口部を閉鎖した状態でも異物除去動作は実行可能である。
【００３９】
このような構成とすることで、異物除去部材１２０が内蔵されたカメラであっても、シャッタユニット２０とＬＰＦ１０４との間隔を狭くすることができ、カメラが大型化する（厚くなる）のを防ぐことができる。なお、支持板１０８の凸形状やカバー板２２の切り欠き部２２ａの形状、異物除去動作に先立つシャッタ羽根の退避動作についてはこれらに限定されるものではない。
【００４０】
ここで、図６を参照して、支持板１０８及び異物除去部材１２０の構造について説明する。支持板１０８に装着される異物除去部材１２０は、板バネ１２１、ベース板１２２、ワイパ部材１０７を主要要素として構成される。
【００４１】
具体的に、支持板１０８の曲げ部の底部（装着面）には、板バネ１２１が一対の板バネ取付軸１２４により装着される。板バネ１２１は、光軸方向に付勢力を付与するように左右に折り曲げ部を有し、中央部が板バネ取付軸１２４により固定される。その状態で光軸方向に圧縮力を受けると、左右の折り曲げ部が変形し、厚みが減る方向に変位する。
【００４２】
板バネ１２１の両端部は取付軸１２３によりベース板１２２に固定される。この場合に、板バネ１２１に形成された取付軸１２３の挿通部は、板バネ１２１が変形する際に干渉しないように長溝形状となっている。
【００４３】
板バネ取付軸１２４は、板バネ１２１の中央部の左右位置を貫通する。一方、支持板１０８には、板バネ取付軸１２４が挿入される一対の規制穴１０８ｃが形成されている。板バネ取付軸１２４が規制穴１０８ｃに挿入されて係合した状態では、異物除去部材１２０の光軸と直交する方向への移動が規制されることになる。なお、板バネ取付軸１２４が本発明でいう係合部に相当し、規制穴１０８ｃが本発明でいう規制部に相当する。
【００４４】
また、支持板１０８には、各規制穴１０８ｃにつながるガイド溝１０８ａが形成されており、これらガイド溝１０８ａが支持板１０８の下辺で開口する。ガイド溝１０８ａは、板バネ取付軸１２４の規制穴１０８ｃとの係合を解除した状態、すなわち板バネ取付軸１２４を規制穴１０８ｃから抜いた状態で、異物除去部材１２０を支持板１０８の外へとガイドする役割を果たす。なお、ガイド溝１０８ａが本発明でいうガイド部に相当する。
【００４５】
また、支持板１０８の中央部には左右のガイド溝１０８ａの間に挿入穴１０８ｂが形成されており、支持板１０８の装着面とは裏側から棒等を挿入して板バネ１２１を押圧できるようになっている。
【００４６】
ベース板１２２にはワイパ部材１０７が固定される。ワイパ部材１０７は板バネ１２１によりＬＰＦ１０４側に付勢されるので、ＬＰＦ１０４の表面に略均一な圧力で接触し、拭きむらをなくすことができる。ここでは、ワイパ部材１０７として植毛ブラシを用い、更に植毛ブラシの上下両側に粘着部１２５を配置している。粘着部１２５は薄い両面テープであり、異物除去部材１２０の装着時や異物除去動作時にＬＰＦ１０４に接触することがなく、植毛ブラシにより弾き飛ばされたり、落下したりする異物を捕獲するようになっている。
【００４７】
なお、図５（ａ）に示すように、退避位置においてワイパ部材１０７の先端は他の部材と接触しておらず、先端が塑性変形するのを防ぐことができる。
【００４８】
次に、図７も参照して、異物除去部材１２０の着脱作業について説明する。図７（ａ）に示すように、異物除去部材１２０をＬＰＦ１０４の表面上に配し、板バネ１２１を押圧して光軸方向に圧縮した状態とする。そして、図７（ｂ）に示すように、異物除去部材１２０の板バネ取付軸１２４を支持板１０８のガイド溝１０８ａにスライド挿入する。なお、図６（ｂ）に示すように、ガイド溝１０８ａの開口部の幅を徐々に広くする形状にしておけば、板バネ取付軸１２４をスライド挿入しやすくすることができる。その後、板バネ１２１の圧縮を解除すれば、板バネ取付軸１２４が規制穴１０８ｃに挿入されるので、異物除去部材１２０は光軸と直交する方向への移動が規制され、板バネ１２１の付勢力により支持板１０８とＬＰＦ１０４との間に狭持される。
【００４９】
逆に、異物除去部材１２０を支持板１０８から取り外すときは、支持板１０８の挿入穴１０８ｂに棒等を挿入し、板バネ１２１を押圧して光軸方向に圧縮した状態とする。これにより、板バネ取付軸１２４の規制穴１０８ｃとの係合を解除する、すなわち板バネ取付軸１２４を規制穴１０８ｃから抜くことができるので、板バネ取付軸１２４をガイド溝１０８ａに沿わせて異物除去部材１２０を支持板１０８の外まで移動させる。
【００５０】
上記構成では、本発明でいう弾性部材である板バネ１２１の付勢力を利用して支持板１０８とＬＰＦ１０４との間に異物除去部材１２０を狭持する例を示したが、これに限定されるものではない。板バネ１２１を利用せずに、例えばワイパ部材１０７自体の弾性を利用しても良い（本発明でいうワイパ部材と弾性部材とが一体化された例）。この場合、ベース板１２２の中央部に板バネ取付軸１２４を設けておき、支持板１０８の規制穴１０８ｃに挿入するようにすれば良い。この場合にも、ワイパ部材１０７自体の弾性を利用して支持板１０８とＬＰＦ１０４との間に異物除去部材１２０を狭持することができる。
【００５１】
また、ワイパ部材１０７としては、上述した植毛ブラシやゴムワイパ等の弾性がある材料が適している。植毛ブラシの場合、毛の隙間で微少な異物を捕獲するので、数μｍ〜数十μｍの異物を除去することができる。ゴムワイパの場合、ＬＰＦ１０４の表面に付着した異物だけでなく、結露した際のクリーニング効果も期待できる。ＬＰＦ１０４の表面に粘着物が付着してしまった場合には、ワイパ部材１０７を不織布等の繊維状材料とし、そこに洗浄液（アルコール等のクリーニング溶剤）を染み込ませたものを使用すれば除去することができる。このように複数種のワイパ部材１０７を準備しておき、適宜選択して交換できるので、確実かつ効率よく異物を除去することができる。
【００５２】
以上述べたように、異物除去部材１２０を支持板１０８に着脱する際に、板バネ１２１やワイパ部材１０７を光軸方向に圧縮させるが、後述する専用の交換装置を用いても良いし、手作業でももちろん良い。レンズユニットを取り外した状態で、レンズマウント２のマウント開口から手指やピンセット等を差し入れて作業を行うことができる。
【００５３】
次に、図５、図８を参照して、異物除去部材１２０の交換時のカメラ動作シーケンスについて説明する。通常の撮影待機状態（図５（ａ））から、ユーザの操作により異物除去部材１２０の交換モードに入った場合（ステップＳ１００）、制御手段である不図示のコントローラは、レンズユニットがレンズマウント２から取り外されているかの否かを確認する（ステップＳ１０１）。レンズユニット装着の有無の確認は、レンズマウント２の電気接点等により行うことができる。レンズユニットが取り付けられたままであれば、例えば表示モニタ８にレンズユニットを取り外す旨のメッセージを表示する。
【００５４】
レンズユニットが取り外されていることが確認されると、コントローラは、クイックリターンミラー３を退避させ（ステップＳ１０２）、続いて先幕２３を撮影開口部から退避させる（ステップＳ１０３）。
【００５５】
次に、コントローラは、異物除去部（支持板１０８及び異物除去部材１２０）をＬＰＦ１０４の表面上の所定の位置まで移動させる（図５（ｂ）、ステップＳ１０４）。この状態で、既述したようにしてレンズマウント２のマウント開口から異物除去部材１２０を交換する（ステップＳ１０５）。すなわち、支持板１０８の挿入穴１０８ｂに棒等を挿入し、板バネ１２１を押圧して光軸方向に圧縮した状態とする。そして、板バネ取付軸１２４をガイド溝１０８ａに沿わせて異物除去部材１２０を支持板１０８の外まで移動させる。異物除去部材１２０が完全に支持板１０８の下方にスライドすれば、異物除去部材１２０を光軸方向に取り出すことが可能となる（図５（ｄ））。続いて、新たな異物除去部材１２０をＬＰＦ１０４の表面上で支持板１０８の下方に配し、板バネ１２１を押圧して光軸方向に圧縮した状態とする。そして、板バネ取付軸１２４を支持板１０８のガイド溝１０８ａにスライド挿入することにより、異物除去部材１２０を装着することができる。
【００５６】
次に、ユーザがカメラボタン等を操作することにより交換の完了が確認されると（ステップＳ１０６）、異物除去部（支持板１０８及び異物除去部材１２０）を退避位置に戻す（ステップＳ１０７）。
【００５７】
次に、退避させていた先幕２３を再び撮影待機状態にセットし（ステップＳ１０８）、クイックリターンミラー３も撮影待機状態にセットして（ステップＳ１０９）、撮影待機状態となる（ステップＳ１１０）。
【００５８】
以上述べた交換作業中には、図８に示すように、例えば表示モニタ８に交換作業中である旨のメッセージを表示する。異物除去部材１２０の交換作業中に電源が絶たれると、クイックリターンミラー３やシャッタ羽根の係合が解かれ、交換作業部と干渉してしまう不具合が生じるおそれがあるからである。また、交換モードが選択された際には、ＡＣ電源で電源供給されているか充電池の残容量が一定以上である場合のみ交換作業を許可するようにしても良い。
【００５９】
次に、図９、１０を参照して、異物除去部材１２０の交換を専用の装置を用いて行う例について説明する。図９は、異物除去部材１２０の交換作業を容易化するための交換装置の構成例を示す斜視図である。
【００６０】
交換装置２００は、レンズマウント２に固定する円形のマウント取付座２０７を備え、台座２０４、アーム２０２、操作レバー２０６、交換レバー２０１がそれぞれ光軸を対称に左右に配置される。
【００６１】
各台座２０４には内外側面を貫通する長穴部２０４ａが形成されている。これら左右の台座２０４の長穴部２０４ａには２本のガイドバー２０３が挿通し、ガイドバー２０３の端部が抜け止めされている。
【００６２】
各台座２０４の内側にはマウント取付座２０７を貫通するアーム２０２が配置されており、ガイドバー２０３は左右のアーム２０２も挿通する。アーム２０２の長さは、後述するように、マウント取付座２０７をレンズマウント２にセットしたときに異物除去部材１２０に届くように設定されている。
【００６３】
マウント取付座２０７にはアーム２０２まわりに矩形穴２０８が形成されており、アーム２０２はそれぞれ矩形穴２０８内で移動可能となっている。すなわち、アーム２０２は台座２０４の長穴部２０４ａの長穴方向、及び、ガイドバー２０３に沿う方向に移動可能となっている。ガイドバー２０３の中央部には圧縮バネ２０５が配設され、アーム２０２はそれぞれ矩形穴２０８の外側にガタ寄せされている。
【００６４】
各アーム２０２の先端には、交換レバー２０１が設けられる。交換レバー２０１には、異物除去部材１２０の板バネ取付軸１２４と係合するための半円状の切欠部２０１ａが形成されている。また、各アーム２０２の上部には、アーム２０２を操作するための操作レバー２０６が設けられる。
【００６５】
図１０を参照して、交換装置２００による異物除去部材１２０の交換作業を説明する。交換レバー２０１の半円状の切欠部２０１ａを異物除去部材１２０の板バネ取付軸１２４に係合させて、圧縮バネ２０５の圧縮方向に左右の操作レバー２０６を操作し、異物除去部材１２０を予め把持しておく。また、支持板１０８を、退避位置から、ＬＰＦ１０４の表面上の所定の位置に移動させておく。この状態で、把持した異物除去部材１２０をマウント開口内に挿入し、マウント取付座２０７をレンズマウント２にセットする（図１０（ａ））。このとき、異物除去部材１２０を支持板１０８の移動方向の下方に配する。アーム２０２の長さは、ワイパ部材１０７がＬＰＦ１０４と接触し、板バネ１２１が適度に圧縮され、支持板１０８よりも交換レバー２０１の方がＬＰＦ１０４に接近する状態となるように設定されている。
【００６６】
左右の操作レバー２０６を操作して、圧縮バネ２０５を圧縮したままアーム２０２を台座２０４の長穴部２０４ａの長穴方向に移動させる。そして、板バネ取付軸１２４を支持板１０８のガイド溝１０８ａにスライド挿入するように異物除去部材１２０を支持板１０８の下部から差し入れる（図１０（ｂ））。
【００６７】
次に、左右の操作レバー２０６を外側に開くと、アーム２０２もそれぞれ外側に移動し、交換レバー２０１と異物除去部材１２０との係合が解かれ、板バネ取付軸１２４が支持板１０８の規制穴１０８ｃに挿入される。
【００６８】
その後、左右の操作レバー２０６を操作して、アーム２０２を開いた状態のまま交換レバー２０１を支持板１０８の下部から退避させる（図１０（ｃ））。そして、マウント取付座２０７をレンズマウント２から取り外せば、異物除去部材１２０の交換作業が完了する。
【００６９】
異物除去部材１２０を支持板１０８から取り外す際は、上述の装着動作と逆の手順を行えば良い。
【００７０】
以上のように交換装置２００を用いることにより、異物除去部材１２０の交換作業が容易かつ確実に行うことができる。なお、本例では手動操作を行う交換装置２００を説明したが、モータ等のアクチュエータを用いて電動化しても良い。
【００７１】
なお、本実施形態では、本発明でいう光学部材としてＬＰＦ１０４の表面に付着した異物を除去する構成を説明したが、他のフィルタ類や撮像素子１０１の表面（カバーガラスの表面）に付着した異物を除去する構成としてもよい。
【００７２】
また、異物除去動作は、カメラの電源ＯＮ時やＯＦＦ時、若しくはユーザが設定した任意のタイミングで行われるようにすればよい。また、カメラに、異物除去動作の回数を記憶する記憶手段を備えておき、所定の動作回数を経過した際に、異物除去部材１２０の交換を促す通知を行う（例えば表示モニタ８にメッセージを表示する）ようにしても良い。これにより、異物除去部材１２０の異物除去能力が低下した状態で異物除去動作が行われることを防止することができる。
【００７３】
また、光学部材の表面に付着している異物の種類を判定する判定手段を備えておき、通常の異物除去部では除去できないと判定されたときに、異物除去部材１２０の交換を促す通知を行うようにしても良い。例えば、通常は異物除去部材１２０のワイパ部材１０７として金属や樹脂の微粒子除去に適した植毛ブラシを装着しておき、判定手段により液体が付着していることが判定された場合に、洗浄液をつけた繊維状材料に交換を促すようにする。
【００７４】
なお、本発明を適用する撮像装置は上記実施形態の構成に限定されるものではない。例えばシャッタ構成について、先幕及び後幕の羽根の配置や走行方向にも限定されることはない。撮影開始前状態で撮影開口を開放して被写体像をモニタ表示できるようにしたシャッタや、羽根が一組しかなく、撮像素子自体のシャッタ機能により露出制御し、露光完了時に撮影開口を遮蔽して不要光をカットするタイプのシャッタであっても良い。また、クイックリターンミラーが無いカメラや、シャッタが無いカメラ等にも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの構成を示す図である。
【図２】被写体側から見たカメラの一部正面図であり、各部のサイズの関係を示す図である。
【図３】カメラ内部のユニット構成を示す分解斜視図である。
【図４】撮像ユニットの斜視図である。
【図５】異物除去機構及びシャッタユニットの各動作状態での断面を模式的に示す図である。
【図６】支持板及び異物除去部材の斜視図である。
【図７】異物除去部材の着脱作業を説明するための図である。
【図８】異物除去部材の交換時のカメラ動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図９】異物除去部材の交換装置を示す斜視図である。
【図１０】交換装置による異物除去部材の交換作業を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ カメラボディ
２ レンズマウント
３ クイックリターンミラー
４ サブミラー
１０ ミラーボックス
２０ シャッタユニット
２１ シャッタプレート
２２ カバー板
２３ 先羽根群（先幕）
２４ 後羽根群（後幕）
５０ メインフレーム
１００ 撮像ユニット
１０１ 撮像素子
１０４ ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
１０７ ワイパ部
１０８ 支持板
１０８ａ ガイド溝
１０８ｂ 挿入穴
１０８ｃ 規制穴
１０９ モータアングル
１１０ 駆動モータ
１１１ リードスクリュ
１１２ ガイドバー
１１３ ガイドアングル
１１４ ガイドバー
１１５ 駆動ガイド
１１６ 駆動ラック
１２０ 異物除去部材
１２１ 板バネ
１２２ ベース板
１２３ 取付軸
１２４ 板バネ取付軸
１２５ 粘着部
２００ 交換装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部材の表面に付着した異物を除去する異物除去機構を備えたデジタルカメラ等の撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像素子を備えたデジタルカメラ等の撮像装置が普及しているが、特にレンズ交換が可能なデジタルカメラにおいては、光学部材（撮像素子のカバーガラスや光学フィルタ）の表面に異物が付着することがあった。この異物は、外部から塵埃が進入したり、クイックリターンミラーやフォーカルプレンシャッタ等の機構部品の動作により摩耗紛が発生したりしたものである。このようにして発生した異物が光学部材の表面に付着すると、その異物の像が撮影画像に写り込んでしまうという問題が生じていた。
【０００３】
光学部材の表面にエアを吹きかけることにより、異物をある程度除去できる場合もあるが、完全に除去することは難しく、そのような場合には、光学部材の表面を拭いて異物を除去する作業が必要となる。しかしながら、手作業では拭きむらが生じたり、光学部材の表面を疵つけたりするおそれもある。
【０００４】
そこで、光学部材の表面に付着した異物を簡便に除去する方式がいくつか提案されている。例えば光学部材に振動を与え、その表面に付着した異物を落下させる方式が提案され、実際にカメラにも搭載されるようになってきている。しかしながら、必要以上に振動を与えると、振動させている光学部材が割れてしまうおそれがあり、与える振動には限界がある。そのため、付着力の大きい異物や粘着性のある異物については振動式の異物除去方式では完全に除去できないという問題があった。
【０００５】
他の方式としては、例えば特許文献１に、モータ駆動により撮像素子面上を接触させて走査するワイパ部材を、カメラに内蔵することが開示されている。
【０００６】
また、特許文献２に、清掃作業を効率良く行うことができるようにするために、受光面上のゴミ等を除去する清掃作業を行う場合には、メインミラーが撮影光路から退避した後、撮像ユニットが開口部へ近づくように移動する電子カメラが開示されている。
【０００７】
また、特許文献３に、撮像ユニットへのゴミの付着を阻止するために、光透過性の防塵部材を該撮像ユニットの光入射面の直前に挿抜できるようにした電子カメラが開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２９８６４０号公報
【特許文献２】特開２００４−４０６５２号公報
【特許文献３】特開２００６−８０９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に開示されている方式では、ワイパ部材で異物を直接除去できるので、光学部材を振動させる方式に比べて除去能力は高い。しかしながら、ワイパ部が汚れたり、ワイパ部に異物が付着したままとなった場合、カメラを分解した上で、ワイパ部を掃除したり、新品に交換したりする必要があった。
【００１０】
また、撮像素子面に液体や粘着性のある異物が付着していた場合には、逆に撮像素子面に粘着物を擦りつける結果となりかねず、付着面積を広げてしまう可能性があった。このような場合には、手作業で異物を除去しなければならず、清掃作業が煩雑になってしまうという問題があった。
【００１１】
また、上記特許文献２に開示されている方式では、撮像ユニットを光軸方向に移動させる必要があり、カメラの大型化を招き、更にはピント精度を悪化させてしまう懸念が生じる。
【００１２】
また、上記特許文献３に開示されている方式では、防塵部材を交換可能にするための穴部をカメラボディの側面等に設ける必要があり、部品の配置に制約を生じてしまい、カメラの大型化を招くという問題があった。
【００１３】
更に、上記特許文献２、３に開示されている方式では、清掃作業中は直ぐに撮影状態に復帰させることが難しく、撮影チャンスを逃してしまうおそれがある。更に、異物が付着するたびに手作業での清掃作業が必要であるので、拭きむらが生じたり、疵つけたりするという問題があった。
【００１４】
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、異物除去部材を光学部材の表面に接触させながら移動させる方式を採用することにより高い除去能力を発揮させるとともに、異物除去部材の交換作業を容易なものとすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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、前記撮像素子の前方に配置された光学部材と、前記光学部材の前方に配置されたシャッタユニットと、レンズユニットが着脱可能に固定されるレンズマウントと、前記光学部材と前記シャッタユニットとの間に設けられ、異物除去部材を前記光学部材の表面に接触させながら移動させる異物除去機構とを備え、前記レンズユニットを取り外した状態で、前記レンズマウントのマウント開口から前記異物除去部材の交換作業を行えるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、異物除去部材を光学部材の表面に接触させながら移動させる方式を採用することにより高い除去能力を発揮させることができる。しかも、レンズマウントのマウント開口から異物除去部材の交換作業を行えるようにしたので、カメラを分解する必要がなく、異物除去部材の交換作業を容易なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る撮像装置であるデジタル一眼レフカメラの構成を示す図である。なお、本明細書において上下とは、カメラの通常構えた状態での上下、すなわち図１の上下をいうものとする。カメラボディ１のレンズマウント２には、被写体像を結像させる不図示のレンズユニットが着脱可能に固定される。
【００１８】
カメラボディ１に内装されたミラーボックス１０には、クイックリターンミラー３及びサブミラー４が設けられる。撮影準備状態において、クイックリターンミラー３及びサブミラー４は光軸上に位置する（図１の状態）。この状態で、被写体像はミラーボックス１０の撮影開口部を通過し、クイックリターンミラー３により上方に反射して、ペンタプリズム６によりファインダレンズ７に導かれる。また、被写体像の一部はクイックリターンミラー３の裏側のサブミラー４により下方に導かれ、測距ユニット５により被写体までの距離情報を得ることができるようになっている。
【００１９】
撮影の際には、クイックリターンミラー３及びサブミラー４が光軸上から退避するように上方に移動する。そして、シャッタユニット２０のシャッタ羽根が走行して、被写体像がローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと称する）１０４を介して撮像素子１０１に結像されて、光電変換される。
【００２０】
カメラボディ１の背面側には表示モニタ８が備えられており、撮影画像を表示したり、操作情報を表示したりする。
【００２１】
このようなデジタル一眼レフカメラでは、レンズユニットの交換時に外部から異物が進入したり、シャッタ羽根の走行等により異物が発生したりすることがある。そして、その異物がＬＰＦ１０４の表面に付着すると、異物の像が撮影画像に写り込んでしまう。そこで、ＬＰＦ１０４とシャッタユニット２０との間に異物除去機構を設け、異物除去部材１２０をＬＰＦ１０４の表面に接触させながら移動させることにより異物を除去するようにしている。
【００２２】
本実施形態のカメラでは、以下に詳述するが、レンズユニットを取り外した状態で、レンズマウント２のマウント開口から異物除去部材１２０の交換作業が行えるようになっている。図２は、被写体側から見たカメラの一部正面図であり（図１の矢印IIを参照）、各部のサイズの関係を示す。図２に示すように、ミラーボックス１０の撮影開口部が最も大きく、次いでその奥に配置されたシャッタユニット２０の撮影開口部、更に奥に配置された撮像素子１０１の撮像エリアの順で小さくなる。そして、撮像素子１０１の前方に配置されたＬＰＦ１０４の表面を走査する異物除去部材１２０は、その移動方向Ｓ（カメラの上下方向）と垂直な長辺の長さＬが、撮像素子１０１の撮像エリアの幅よりも長く、且つ、シャッタユニット２０の開口部の幅より短い関係を有する。要するに、異物除去部材１２０よりも前方（レンズマウント２側）には、異物除去部材１２０の長さＬよりも広い幅の開口部のみが存在するように設計されている。このような各部のサイズの関係により、レンズマウント２のマウント開口から異物除去部材１２０を交換することが可能となる。
【００２３】
なお、図１、図２ではカメラの上下方向に異物除去部材１２０を走査する例を示したが、横方向に走査する構成とした場合も上述したサイズの関係を有するようにする。
【００２４】
図３は、カメラ内部のユニット構成を示す分解斜視図であり、（ａ）は前方側（被写体側）から見た斜視図、（ｂ）が背面側から見た斜視図である。ミラーボックス１０は、シャッタユニット２０が固定された状態でメインフレーム５０に前方側から固定される。ミラーボックス１０には、レンズマウント２、クイックリターンミラー３、測距ユニット５等が組み付けられている。
【００２５】
また、撮像素子１０１、ＬＰＦ１０４、異物除去機構がユニット化されており（撮像ユニット１００）、その撮像ユニット１００がメインフレーム５０に背面側から固定される。
【００２６】
図４を参照して、撮像ユニット１００について説明する。図４（ａ）、（ｂ）は撮像ユニット１００の斜視図であり、異物除去部材１２０が装着された支持板（スライダ）１０８を移動させている状態を示す。
【００２７】
ベース板１０２には、撮像素子１０１が背面側から取り付けられ（図３（ｂ）を参照）、ＬＰＦ１０４や異物除去機構が被写体側となる表面に順に組み付けられる。
【００２８】
ＬＰＦ１０４は、ベース板１０２の表面に設けられたＬＰＦ枠１０３に嵌め込まれる。そして、ＬＰＦ１０４の左右に画枠端面の反射防止マスク１０５が位置決めされた後、ＬＰＦ固定枠１０６がＬＰＦ枠１０３に固定されて、ＬＰＦ１０４が固定される。
【００２９】
矩形状のＬＰＦ１０４を挟んで両側には異物除去機構の駆動部及びガイド部が配置され、その間に架設された支持板１０８を走査方向Ｓに往復移動させる構成となっている。具体的に、駆動部は、ＬＰＦ１０４の一方の側方において上下に延伸するモータアングル１０９を備える。モータアングル１０９には、駆動モータ１１０と、駆動モータ１１０の回転出力軸に固定されたリードスクリュ１１１と、支持板１０８の移動をガイドするガイドバー１１２とが組み付けられている。また、ガイド部は、ＬＰＦ１０４の他方の側方において上下に延伸するガイドアングル１１３を備える。ガイドアングル１１３には、ガイドバー１１４が組み付けられている。
【００３０】
支持板１０８の一端は駆動ガイド１１５にネジで固定され、駆動ガイド１１５がガイドバー１１２に沿って移動可能とされている。なお、ガイドバー１１２は、駆動ガイド１１５を挿通させた後、モータアングル１０９に固定される。更に、駆動ガイド１１５には駆動ラック１１６が固定され、駆動ラック１１６がリードスクリュ１１１に連結する。駆動ラック１１６は、リードスクリュ１１１と同じネジ山のピッチを有する。
【００３１】
また、支持板１０８の他端には平面板部及びＬ字状の曲げ部が隣接して設けられており、ガイドバー１１４を挟み込むかたちでガイドバー１１４に係合する。
【００３２】
駆動モータ１１０の回転力はリードスクリュ１１１から駆動ラック１１６に伝達され、駆動ガイド１１５がガイドバー１１２、１１４にガイドされながら移動し、支持板１０８を往復移動させることになる。
【００３３】
ここで、支持板１０８の中央部にはＬＰＦ１０４側から離れる方向に凹む凹部が形成されている。本実施形態では、支持板１０８の中央部が一段下がるように曲げ加工された曲げ部が形成されており、そこに異物除去部材１２０が着脱可能に装着される。このように支持板１０８とＬＰＦ１０４との間にスペースを確保し、そのスペースに異物除去部材１２０を装着するようにしたので、異物除去部材１２０の構成に自由度が増し、最適な異物除去部材１２０に着脱可能に装着することができる。なお、異物除去部材１２０の詳細な構成、及び、支持板１０８との着脱方式については後述する。
【００３４】
ところで、支持板１０８に曲げ部を形成する分、その曲げ部がシャッタユニット２０側に凸部として突出する。そこで、図３（ｂ）に示すように、シャッタユニット２０のカバー板２２の上部に撮影開口部につながる切り欠き部２２ａを形成し、組み立て時に、支持板１０８の凸部がシャッタユニット２０と干渉しないように構成されている。
【００３５】
また、図５に示すように、支持板１０８の凸部がシャッタユニット２０のシャッタ羽根の走行面を移動する場合もある。そこで、異物除去動作時には、シャッタユニット２０のシャッタ羽根を撮影開口部から退避させることで、支持板１０８の凸部がシャッタユニット２０と干渉しないように動作シーケンスを工夫している。図５を参照して、異物除去機構による異物除去動作とシャッタユニット２０によるシャッタ動作とについて説明する。図５は、異物除去機構及びシャッタユニット２０の各動作状態での断面を模式的に示す図である。被写体側から、シャッタプレート２１、後羽根群（後幕）２４、先羽根群（先幕）２３、カバー板２２、支持板１０８及び異物除去部材１２０、ＬＰＦ１０４、撮像素子１０１が位置する。
【００３６】
図５（ａ）は撮影待機状態を示し、カバー板２２の撮影開口部につながるように形成された切り欠き部２２ａが異物除去部（支持板１０８及び異物除去部材１２０）の退避スペースとなっている。すなわち、異物除去部はカバー板２２に光軸方向に重複して収納されるように配置されている。更に、異物除去部は先幕２３の走行面に重複して配置されても良い。
【００３７】
先幕２３の動作時の干渉を避けるために、異物除去部の退避位置をカバー板２２の上方とし、先幕２３の退避方向（下方向）とは逆にしている。そして、図５（ｂ）に示すように、先幕２３が撮影開口部から退避した後に、異物除去部を移動させる動作シーケンスとすることで、異物除去部が先幕２３に干渉するのを避けている。
【００３８】
後幕２４は、不図示の中間板により先幕２３と走行空間が仕切られた状態で被写体側に配置されているので、異物除去部が後幕２４に干渉することはない。従って、後幕２４が撮影開口部を閉鎖した状態でも異物除去動作は実行可能である。
【００３９】
このような構成とすることで、異物除去部材１２０が内蔵されたカメラであっても、シャッタユニット２０とＬＰＦ１０４との間隔を狭くすることができ、カメラが大型化する（厚くなる）のを防ぐことができる。なお、支持板１０８の凸形状やカバー板２２の切り欠き部２２ａの形状、異物除去動作に先立つシャッタ羽根の退避動作についてはこれらに限定されるものではない。
【００４０】
ここで、図６を参照して、支持板１０８及び異物除去部材１２０の構造について説明する。支持板１０８に装着される異物除去部材１２０は、板バネ１２１、ベース板１２２、ワイパ部材１０７を主要要素として構成される。
【００４１】
具体的に、支持板１０８の曲げ部の底部（装着面）には、板バネ１２１が一対の板バネ取付軸１２４により装着される。板バネ１２１は、光軸方向に付勢力を付与するように左右に折り曲げ部を有し、中央部が板バネ取付軸１２４により固定される。その状態で光軸方向に圧縮力を受けると、左右の折り曲げ部が変形し、厚みが減る方向に変位する。
【００４２】
板バネ１２１の両端部は取付軸１２３によりベース板１２２に固定される。この場合に、板バネ１２１に形成された取付軸１２３の挿通部は、板バネ１２１が変形する際に干渉しないように長溝形状となっている。
【００４３】
板バネ取付軸１２４は、板バネ１２１の中央部の左右位置を貫通する。一方、支持板１０８には、板バネ取付軸１２４が挿入される一対の規制穴１０８ｃが形成されている。板バネ取付軸１２４が規制穴１０８ｃに挿入されて係合した状態では、異物除去部材１２０の光軸と直交する方向への移動が規制されることになる。なお、板バネ取付軸１２４が本発明でいう係合部に相当し、規制穴１０８ｃが本発明でいう規制部に相当する。
【００４４】
また、支持板１０８には、各規制穴１０８ｃにつながるガイド溝１０８ａが形成されており、これらガイド溝１０８ａが支持板１０８の下辺で開口する。ガイド溝１０８ａは、板バネ取付軸１２４の規制穴１０８ｃとの係合を解除した状態、すなわち板バネ取付軸１２４を規制穴１０８ｃから抜いた状態で、異物除去部材１２０を支持板１０８の外へとガイドする役割を果たす。なお、ガイド溝１０８ａが本発明でいうガイド部に相当する。
【００４５】
また、支持板１０８の中央部には左右のガイド溝１０８ａの間に挿入穴１０８ｂが形成されており、支持板１０８の装着面とは裏側から棒等を挿入して板バネ１２１を押圧できるようになっている。
【００４６】
ベース板１２２にはワイパ部材１０７が固定される。ワイパ部材１０７は板バネ１２１によりＬＰＦ１０４側に付勢されるので、ＬＰＦ１０４の表面に略均一な圧力で接触し、拭きむらをなくすことができる。ここでは、ワイパ部材１０７として植毛ブラシを用い、更に植毛ブラシの上下両側に粘着部１２５を配置している。粘着部１２５は薄い両面テープであり、異物除去部材１２０の装着時や異物除去動作時にＬＰＦ１０４に接触することがなく、植毛ブラシにより弾き飛ばされたり、落下したりする異物を捕獲するようになっている。
【００４７】
なお、図５（ａ）に示すように、退避位置においてワイパ部材１０７の先端は他の部材と接触しておらず、先端が塑性変形するのを防ぐことができる。
【００４８】
次に、図７も参照して、異物除去部材１２０の着脱作業について説明する。図７（ａ）に示すように、異物除去部材１２０をＬＰＦ１０４の表面上に配し、板バネ１２１を押圧して光軸方向に圧縮した状態とする。そして、図７（ｂ）に示すように、異物除去部材１２０の板バネ取付軸１２４を支持板１０８のガイド溝１０８ａにスライド挿入する。なお、図６（ｂ）に示すように、ガイド溝１０８ａの開口部の幅を徐々に広くする形状にしておけば、板バネ取付軸１２４をスライド挿入しやすくすることができる。その後、板バネ１２１の圧縮を解除すれば、板バネ取付軸１２４が規制穴１０８ｃに挿入されるので、異物除去部材１２０は光軸と直交する方向への移動が規制され、板バネ１２１の付勢力により支持板１０８とＬＰＦ１０４との間に狭持される。
【００４９】
逆に、異物除去部材１２０を支持板１０８から取り外すときは、支持板１０８の挿入穴１０８ｂに棒等を挿入し、板バネ１２１を押圧して光軸方向に圧縮した状態とする。これにより、板バネ取付軸１２４の規制穴１０８ｃとの係合を解除する、すなわち板バネ取付軸１２４を規制穴１０８ｃから抜くことができるので、板バネ取付軸１２４をガイド溝１０８ａに沿わせて異物除去部材１２０を支持板１０８の外まで移動させる。
【００５０】
上記構成では、本発明でいう弾性部材である板バネ１２１の付勢力を利用して支持板１０８とＬＰＦ１０４との間に異物除去部材１２０を狭持する例を示したが、これに限定されるものではない。板バネ１２１を利用せずに、例えばワイパ部材１０７自体の弾性を利用しても良い（本発明でいうワイパ部材と弾性部材とが一体化された例）。この場合、ベース板１２２の中央部に板バネ取付軸１２４を設けておき、支持板１０８の規制穴１０８ｃに挿入するようにすれば良い。この場合にも、ワイパ部材１０７自体の弾性を利用して支持板１０８とＬＰＦ１０４との間に異物除去部材１２０を狭持することができる。
【００５１】
また、ワイパ部材１０７としては、上述した植毛ブラシやゴムワイパ等の弾性がある材料が適している。植毛ブラシの場合、毛の隙間で微少な異物を捕獲するので、数μｍ〜数十μｍの異物を除去することができる。ゴムワイパの場合、ＬＰＦ１０４の表面に付着した異物だけでなく、結露した際のクリーニング効果も期待できる。ＬＰＦ１０４の表面に粘着物が付着してしまった場合には、ワイパ部材１０７を不織布等の繊維状材料とし、そこに洗浄液（アルコール等のクリーニング溶剤）を染み込ませたものを使用すれば除去することができる。このように複数種のワイパ部材１０７を準備しておき、適宜選択して交換できるので、確実かつ効率よく異物を除去することができる。
【００５２】
以上述べたように、異物除去部材１２０を支持板１０８に着脱する際に、板バネ１２１やワイパ部材１０７を光軸方向に圧縮させるが、後述する専用の交換装置を用いても良いし、手作業でももちろん良い。レンズユニットを取り外した状態で、レンズマウント２のマウント開口から手指やピンセット等を差し入れて作業を行うことができる。
【００５３】
次に、図５、図８を参照して、異物除去部材１２０の交換時のカメラ動作シーケンスについて説明する。通常の撮影待機状態（図５（ａ））から、ユーザの操作により異物除去部材１２０の交換モードに入った場合（ステップＳ１００）、制御手段である不図示のコントローラは、レンズユニットがレンズマウント２から取り外されているかの否かを確認する（ステップＳ１０１）。レンズユニット装着の有無の確認は、レンズマウント２の電気接点等により行うことができる。レンズユニットが取り付けられたままであれば、例えば表示モニタ８にレンズユニットを取り外す旨のメッセージを表示する。
【００５４】
レンズユニットが取り外されていることが確認されると、コントローラは、クイックリターンミラー３を退避させ（ステップＳ１０２）、続いて先幕２３を撮影開口部から退避させる（ステップＳ１０３）。
【００５５】
次に、コントローラは、異物除去部（支持板１０８及び異物除去部材１２０）をＬＰＦ１０４の表面上の所定の位置まで移動させる（図５（ｂ）、ステップＳ１０４）。この状態で、既述したようにしてレンズマウント２のマウント開口から異物除去部材１２０を交換する（ステップＳ１０５）。すなわち、支持板１０８の挿入穴１０８ｂに棒等を挿入し、板バネ１２１を押圧して光軸方向に圧縮した状態とする。そして、板バネ取付軸１２４をガイド溝１０８ａに沿わせて異物除去部材１２０を支持板１０８の外まで移動させる。異物除去部材１２０が完全に支持板１０８の下方にスライドすれば、異物除去部材１２０を光軸方向に取り出すことが可能となる（図５（ｄ））。続いて、新たな異物除去部材１２０をＬＰＦ１０４の表面上で支持板１０８の下方に配し、板バネ１２１を押圧して光軸方向に圧縮した状態とする。そして、板バネ取付軸１２４を支持板１０８のガイド溝１０８ａにスライド挿入することにより、異物除去部材１２０を装着することができる。
【００５６】
次に、ユーザがカメラボタン等を操作することにより交換の完了が確認されると（ステップＳ１０６）、異物除去部（支持板１０８及び異物除去部材１２０）を退避位置に戻す（ステップＳ１０７）。
【００５７】
次に、退避させていた先幕２３を再び撮影待機状態にセットし（ステップＳ１０８）、クイックリターンミラー３も撮影待機状態にセットして（ステップＳ１０９）、撮影待機状態となる（ステップＳ１１０）。
【００５８】
以上述べた交換作業中には、図８に示すように、例えば表示モニタ８に交換作業中である旨のメッセージを表示する。異物除去部材１２０の交換作業中に電源が絶たれると、クイックリターンミラー３やシャッタ羽根の係合が解かれ、交換作業部と干渉してしまう不具合が生じるおそれがあるからである。また、交換モードが選択された際には、ＡＣ電源で電源供給されているか充電池の残容量が一定以上である場合のみ交換作業を許可するようにしても良い。
【００５９】
次に、図９、１０を参照して、異物除去部材１２０の交換を専用の装置を用いて行う例について説明する。図９は、異物除去部材１２０の交換作業を容易化するための交換装置の構成例を示す斜視図である。
【００６０】
交換装置２００は、レンズマウント２に固定する円形のマウント取付座２０７を備え、台座２０４、アーム２０２、操作レバー２０６、交換レバー２０１がそれぞれ光軸を対称に左右に配置される。
【００６１】
各台座２０４には内外側面を貫通する長穴部２０４ａが形成されている。これら左右の台座２０４の長穴部２０４ａには２本のガイドバー２０３が挿通し、ガイドバー２０３の端部が抜け止めされている。
【００６２】
各台座２０４の内側にはマウント取付座２０７を貫通するアーム２０２が配置されており、ガイドバー２０３は左右のアーム２０２も挿通する。アーム２０２の長さは、後述するように、マウント取付座２０７をレンズマウント２にセットしたときに異物除去部材１２０に届くように設定されている。
【００６３】
マウント取付座２０７にはアーム２０２まわりに矩形穴２０８が形成されており、アーム２０２はそれぞれ矩形穴２０８内で移動可能となっている。すなわち、アーム２０２は台座２０４の長穴部２０４ａの長穴方向、及び、ガイドバー２０３に沿う方向に移動可能となっている。ガイドバー２０３の中央部には圧縮バネ２０５が配設され、アーム２０２はそれぞれ矩形穴２０８の外側にガタ寄せされている。
【００６４】
各アーム２０２の先端には、交換レバー２０１が設けられる。交換レバー２０１には、異物除去部材１２０の板バネ取付軸１２４と係合するための半円状の切欠部２０１ａが形成されている。また、各アーム２０２の上部には、アーム２０２を操作するための操作レバー２０６が設けられる。
【００６５】
図１０を参照して、交換装置２００による異物除去部材１２０の交換作業を説明する。交換レバー２０１の半円状の切欠部２０１ａを異物除去部材１２０の板バネ取付軸１２４に係合させて、圧縮バネ２０５の圧縮方向に左右の操作レバー２０６を操作し、異物除去部材１２０を予め把持しておく。また、支持板１０８を、退避位置から、ＬＰＦ１０４の表面上の所定の位置に移動させておく。この状態で、把持した異物除去部材１２０をマウント開口内に挿入し、マウント取付座２０７をレンズマウント２にセットする（図１０（ａ））。このとき、異物除去部材１２０を支持板１０８の移動方向の下方に配する。アーム２０２の長さは、ワイパ部材１０７がＬＰＦ１０４と接触し、板バネ１２１が適度に圧縮され、支持板１０８よりも交換レバー２０１の方がＬＰＦ１０４に接近する状態となるように設定されている。
【００６６】
左右の操作レバー２０６を操作して、圧縮バネ２０５を圧縮したままアーム２０２を台座２０４の長穴部２０４ａの長穴方向に移動させる。そして、板バネ取付軸１２４を支持板１０８のガイド溝１０８ａにスライド挿入するように異物除去部材１２０を支持板１０８の下部から差し入れる（図１０（ｂ））。
【００６７】
次に、左右の操作レバー２０６を外側に開くと、アーム２０２もそれぞれ外側に移動し、交換レバー２０１と異物除去部材１２０との係合が解かれ、板バネ取付軸１２４が支持板１０８の規制穴１０８ｃに挿入される。
【００６８】
その後、左右の操作レバー２０６を操作して、アーム２０２を開いた状態のまま交換レバー２０１を支持板１０８の下部から退避させる（図１０（ｃ））。そして、マウント取付座２０７をレンズマウント２から取り外せば、異物除去部材１２０の交換作業が完了する。
【００６９】
異物除去部材１２０を支持板１０８から取り外す際は、上述の装着動作と逆の手順を行えば良い。
【００７０】
以上のように交換装置２００を用いることにより、異物除去部材１２０の交換作業が容易かつ確実に行うことができる。なお、本例では手動操作を行う交換装置２００を説明したが、モータ等のアクチュエータを用いて電動化しても良い。
【００７１】
なお、本実施形態では、本発明でいう光学部材としてＬＰＦ１０４の表面に付着した異物を除去する構成を説明したが、他のフィルタ類や撮像素子１０１の表面（カバーガラスの表面）に付着した異物を除去する構成としてもよい。
【００７２】
また、異物除去動作は、カメラの電源ＯＮ時やＯＦＦ時、若しくはユーザが設定した任意のタイミングで行われるようにすればよい。また、カメラに、異物除去動作の回数を記憶する記憶手段を備えておき、所定の動作回数を経過した際に、異物除去部材１２０の交換を促す通知を行う（例えば表示モニタ８にメッセージを表示する）ようにしても良い。これにより、異物除去部材１２０の異物除去能力が低下した状態で異物除去動作が行われることを防止することができる。
【００７３】
また、光学部材の表面に付着している異物の種類を判定する判定手段を備えておき、通常の異物除去部では除去できないと判定されたときに、異物除去部材１２０の交換を促す通知を行うようにしても良い。例えば、通常は異物除去部材１２０のワイパ部材１０７として金属や樹脂の微粒子除去に適した植毛ブラシを装着しておき、判定手段により液体が付着していることが判定された場合に、洗浄液をつけた繊維状材料に交換を促すようにする。
【００７４】
なお、本発明を適用する撮像装置は上記実施形態の構成に限定されるものではない。例えばシャッタ構成について、先幕及び後幕の羽根の配置や走行方向にも限定されることはない。撮影開始前状態で撮影開口を開放して被写体像をモニタ表示できるようにしたシャッタや、羽根が一組しかなく、撮像素子自体のシャッタ機能により露出制御し、露光完了時に撮影開口を遮蔽して不要光をカットするタイプのシャッタであっても良い。また、クイックリターンミラーが無いカメラや、シャッタが無いカメラ等にも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの構成を示す図である。
【図２】被写体側から見たカメラの一部正面図であり、各部のサイズの関係を示す図である。
【図３】カメラ内部のユニット構成を示す分解斜視図である。
【図４】撮像ユニットの斜視図である。
【図５】異物除去機構及びシャッタユニットの各動作状態での断面を模式的に示す図である。
【図６】支持板及び異物除去部材の斜視図である。
【図７】異物除去部材の着脱作業を説明するための図である。
【図８】異物除去部材の交換時のカメラ動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図９】異物除去部材の交換装置を示す斜視図である。
【図１０】交換装置による異物除去部材の交換作業を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ カメラボディ
２ レンズマウント
３ クイックリターンミラー
４ サブミラー
１０ ミラーボックス
２０ シャッタユニット
２１ シャッタプレート
２２ カバー板
２３ 先羽根群（先幕）
２４ 後羽根群（後幕）
５０ メインフレーム
１００ 撮像ユニット
１０１ 撮像素子
１０４ ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
１０７ ワイパ部
１０８ 支持板
１０８ａ ガイド溝
１０８ｂ 挿入穴
１０８ｃ 規制穴
１０９ モータアングル
１１０ 駆動モータ
１１１ リードスクリュ
１１２ ガイドバー
１１３ ガイドアングル
１１４ ガイドバー
１１５ 駆動ガイド
１１６ 駆動ラック
１２０ 異物除去部材
１２１ 板バネ
１２２ ベース板
１２３ 取付軸
１２４ 板バネ取付軸
１２５ 粘着部
２００ 交換装置
【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、
前記撮像素子の前方に配置された光学部材と、
前記光学部材の前方に配置されたシャッタユニットと、
レンズユニットが着脱可能に固定されるレンズマウントと、
前記光学部材と前記シャッタユニットとの間に設けられ、異物除去部材を前記光学部材の表面に接触させながら移動させる異物除去機構とを備え、
前記レンズユニットを取り外した状態で、前記レンズマウントのマウント開口から前記異物除去部材の交換作業を行えるようにしたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記異物除去部材を交換する交換モードにおいて、
撮影準備状態において光軸上に位置するミラー及び撮影準備状態において光軸上に位置する前記シャッタユニットのシャッタ羽根を退避させる処理と、
前記異物除去部材を前記光学部材の表面上の所定の位置まで移動させる処理と、
前記異物除去部材の交換の完了後に前記異物除去部材を退避させる処理と、
前記ミラー及び前記シャッタユニットのシャッタ羽根を撮影準備状態にセットする処理とを行う制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記異物除去部材は支持板に着脱可能に装着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記支持板には、前記異物除去部材の係合部と係合して前記異物除去部材の光軸と直交する方向への移動を規制する規制部と、前記係合部の前記規制部との係合を解除した状態で前記異物除去部材を前記支持板の外へとガイドするガイド部とを備え、
前記異物除去部材は、前記係合部を前記規制部に係合させるように付勢する弾性部材を備えたことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記異物除去部材は、前記弾性部材により前記光学部材側に付勢されるワイパ部材を備えたことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記ワイパ部材は植毛ブラシ、ゴムワイパ、及び繊維状材料のいずれかであ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】
前記支持板には挿入穴が形成されており、前記支持板の前記異物除去部材の装着面とは裏側から前記弾性部材を押圧して、前記係合部の前記規制部との係合を解除できるようにしたことを特徴とする請求項５又は６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記異物除去部材の少なくとも一部が前記シャッタユニットのシャッタ羽根の走行面を移動することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
異物除去動作の回数を記憶する記憶手段を備え、所定の動作回数を経過した際に、前記異物除去部材の交換を促す通知を行うことを特徴とする請求項１〜８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、
前記撮像素子の前方に配置された光学部材と、
前記光学部材の前方に配置されたシャッタユニットと、
レンズユニットが着脱可能に固定されるレンズマウントと、
前記光学部材と前記シャッタユニットとの間に設けられ、異物除去部材を前記光学部材の表面に接触させながら移動させる異物除去機構とを備え、
前記レンズユニットを取り外した状態で、前記レンズマウントのマウント開口から前記異物除去部材の交換作業を行えるようにしたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記異物除去部材を交換する交換モードにおいて、
撮影準備状態において光軸上に位置するミラー及び撮影準備状態において光軸上に位置する前記シャッタユニットのシャッタ羽根を退避させる処理と、
前記異物除去部材を前記光学部材の表面上の所定の位置まで移動させる処理と、
前記異物除去部材の交換の完了後に前記異物除去部材を退避させる処理と、
前記ミラー及び前記シャッタユニットのシャッタ羽根を撮影準備状態にセットする処理とを行う制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記異物除去部材は支持板に着脱可能に装着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記支持板には、前記異物除去部材の係合部と係合して前記異物除去部材の光軸と直交する方向への移動を規制する規制部と、前記係合部の前記規制部との係合を解除した状態で前記異物除去部材を前記支持板の外へとガイドするガイド部とを備え、
前記異物除去部材は、前記係合部を前記規制部に係合させるように付勢する弾性部材を備えたことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記異物除去部材は、前記弾性部材により前記光学部材側に付勢されるワイパ部材を備えたことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記ワイパ部材は植毛ブラシ、ゴムワイパ、及び繊維状材料のいずれかであ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】
前記支持板には挿入穴が形成されており、前記支持板の前記異物除去部材の装着面とは裏側から前記弾性部材を押圧して、前記係合部の前記規制部との係合を解除できるようにしたことを特徴とする請求項５又は６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記異物除去部材の少なくとも一部が前記シャッタユニットのシャッタ羽根の走行面を移動することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
異物除去動作の回数を記憶する記憶手段を備え、所定の動作回数を経過した際に、前記異物除去部材の交換を促す通知を行うことを特徴とする請求項１〜８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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１８８８３４（Ｐ２００９−１８８８３４Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８０１６（Ｐ２００８−２８０１６）
【出願日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【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２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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