撮像装置
【課題】 効率的にクリーニング動作を行い、無駄な電力消費を無くすことで、より長時間撮影が行える撮像装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】 カメラ本体に取り付けられているレンズの撮影時の絞り値を検出することによって、その情報に応じて、駆動手段の駆動時間、駆動周波数を変化させる。
【解決手段】 カメラ本体に取り付けられているレンズの撮影時の絞り値を検出することによって、その情報に応じて、駆動手段の駆動時間、駆動周波数を変化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子や光学ローパスフィルター等に付着した塵埃を除去するクリーニングモードを具備した電子スチルカメラ等の撮像装置、及びそのクリーニングモードの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像信号を電気信号に変換して撮像するデジタルカメラ等の撮像装置では、撮影光束をＣＣＤやＣ−ＭＯＳセンサ等の撮像素子で受光し、その撮像素子から出力される光電変換信号を画像データに変換して、メモリカード等の記録媒体に記録する。このような撮像装置では、撮像素子の前面側に、光学ローパスフィルタや赤外線カットフィルタが配置されており、撮像素子や光学ローパスフィルタや赤外線カットフィルタの表面に塵埃等の異物が付着すると、その付着部分が黒い点となって撮影画像に写り込み、画像の見栄えが低下する。
【０００３】
特にレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラでは、シャッタやクイックリターンミラーといった機械的な作動部が、撮像素子の近傍に配置されており、それらの作動部から発生した塵埃等の異物が、撮像素子やローパスフィルタに付着することがある。また、レンズ交換時に、レンズマウントの開口から塵埃等がカメラ本体内に入り込み、これが付着することもある。
【０００４】
そこで、上記問題点を解決するために、撮像素子の前面にある光を透過する防塵部材を、圧電素子で振動させることで、防塵部材の表面に付着した塵埃等の異物を除去するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開2003-319222号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記従来技術は、塵埃を除去するために、ユーザーに定期的にクリーニングを行わせるためのものであり、カメラ本体に取り付けられているレンズの撮影時の絞り値、撮像素子に付着した塵埃が実際に撮影された画像にどれだけの影響を与えるかどうかまで考慮したものではない。従って、仮に撮像素子に付着した塵埃が撮影された画像としてはほとんど写り込まない状態、例えば撮影レンズの絞りが大きい場合であっても、定期的にクリーニングは行われる。よって、クリーニング動作としては、あまり効率的であるとはいえない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、カメラ本体に取り付けられているレンズの撮影時の絞り値を検出し、その情報を元に、効率的にクリーニング動作を行い、無駄な電力消費を無くすことで、より長時間撮影が行える撮像装置及びその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本出願に係る発明の第１の構成は、
撮影レンズが着脱可能なマウント部と、
前記撮影レンズの装着と絞り値を検出する検出手段と、
被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段と、
該撮像手段の前面に配設された光学素子と、
前記光学素子を振動させる駆動遮断とを有する撮像装置において、
前記検出手段により検出された状態に基づいて前記駆動手段の振動モードを設定する設定手段を備え、
前記設定された振動モードにより前記駆動手段を駆動することを特徴とする。
【０００８】
また上記目的を達成するための本出願に係る発明の第２の構成は、
上記第１の構成において、前記設定手段は前記振動モードとして、前記駆動手段の駆動時間、駆動周波数のいずれかもしくは、これらの組み合わせについて設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、カメラ本体に取り付けられているレンズの撮影時の絞り値を検出することによって、その情報に応じて、駆動手段の駆動時間、駆動周波数を変化させることで、効率的にクリーニング動作を行い、無駄な電力消費を無くすことで、より長時間撮影が行える撮像装置及びその制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１１】
［カメラの説明］
以下、本発明の好適な第１の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
図１〜図３により本発明を適用した撮像装置について説明する。図１および図２は本発明の実施形態であるデジタル一眼レフカメラの外観図を示し、図３はデジタル一眼レフカメラの電気的構成を示すブロック図である。図１はカメラ前方より見た斜視図であり、撮影レンズユニットを外した状態を示す。図２はカメラ背面側より見た斜視図である。
【００１３】
図１において１はカメラ筐体であり、撮影時に使用者がカメラを安定して握り易いように前方に突出したグリップ部１ａが設けられている。２はマウント部であり、着脱可能な撮影レンズ（不図示）がカメラ本体に取り付けられる部位である。マウント接点２１は、カメラ本体と撮影レンズユニットとの間で制御信号、状態信号、データ信号などを伝え合うと共に、各種電圧の電流を供給する機能を有する。また、マウント接点２１は電気通信のみならず、光通信、音声通信などを可能なように構成してもよい。
【００１４】
４は撮影レンズユニットを取り外す際に押し込むレンズロック解除釦である。５はカメラ筐体内に配置されたミラーボックスで、撮影レンズを通ってきた光束を囲んだ形状である。また、撮影レンズを通った光をペンタプリズム２２（図３参照），ファインダ接眼窓１８へ導くため４５°の角度に保持されるクイックリターンミラー６を内蔵している。
【００１５】
カメラ上部（正面より見て）左方には、撮影開始の起動スイッチとしてのシャッタボタン７と、撮影時の動作モードに応じてシャッタスピードやレンズ絞り値を設定するメイン操作ダイヤル８と、カメラの各動作モードを示すＬＣＤ表示パネル９と、撮影系の上面動作モード設定ボタン１０が配置されている。シャッタボタン７は第１ストロークでＳＷ１＿７ａがＯＮし、第２ストロークにてＳＷ２＿７ｂがＯＮする構成となっている。
【００１６】
また、上面動作モード設定ボタン１０は、シャッタボタン７の１回の押込みで連写になるか１コマのみの撮影となるかの設定やセルフ撮影モードの設定などを行うものであり、外部液晶表示装置９にその設定状況が表示されるようになっている。なお、外部液晶表示装置９に表示される内容については、図４を用いて、後で詳述する。
【００１７】
カメラ上部中央には、カメラ本体に対してポップアップするストロボユニット１１とフラッシュ取付け用のシュー溝１２とフラッシュ接点１３があり、カメラ上部右よりには撮影モード設定ダイヤル１４が配置されている。
【００１８】
カメラ右側面には、開閉可能な外部端子蓋１５が設けられていて、この蓋１５を開けた内部には外部インタフェースとしてビデオ信号出力用ジャック１６とＵＳＢ出力用コネクタ１７が納められている。
【００１９】
カメラ背面には、光軸中心上の上方にファインダ接眼窓１８が設けられ、更にカメラ背面中央には画像表示可能なカラー液晶表示部１９が設けられている。カラー液晶表示部１９の横に配置されたサブ操作ダイヤル２０は、メイン操作ダイヤル８の機能の補助的役割を担い、例えばカメラのＡＥモードでは自動露出装置により算出された適正露出値に対する露出補正量を設定するために使用される。あるいはまた、シャッタスピードとレンズ絞り値の各々を使用者の意志によって設定するマニュアルモードにおいて、メイン操作ダイヤル８でシャッタスピードを設定し、サブ操作ダイヤル２０でレンズ絞り値を設定する。また、このサブ操作ダイヤル２０は、カラー液晶表示部１９に表示される撮影済み画像の表示選択手段としても用いられる。
【００２０】
４３は本デジタル一眼レフカメラの全ての動作を禁止するメインスイッチである。
【００２１】
４４はクリーニングモード操作部材であり、後述するローパスフィルタ上に付着したゴミをふるい落とす動作を起動する。
【００２２】
図３は前記構成のデジタルカメラに内蔵された電気的構成を示すブロック図であり、図１〜図２と同一のものは同一番号を付けている。
【００２３】
図３において、１００はカメラ本体に内蔵されたマイクロコンピュータの中央処理装置（以下、ＭＰＵと記す）である。なお、ＭＰＵ１００が制御手段に相当する。
【００２４】
１００ａはＭＰＵ１００に内蔵されたＥＥＰＲＯＭであり、時計計測回路１０９の時計情報やその他の撮影情報を記憶可能である。
【００２５】
ＭＰＵ１００には、ミラー駆動回路１０１、焦点検出回路１０２、シャッタ駆動回路１０３、映像信号処理回路１０４、スイッチセンス回路１０５、測光回路１０６、液晶表示駆動回路１０７、バッテリチェック回路１０８、時刻計測回路１０９、電源供給回路１１０、圧電素子駆動回路１１１が接続されている。ＭＰＵ１００は各要素および上記回路を、予め定めた順序でシーケンシャルに制御する。
【００２６】
また、ＭＰＵ１００は、撮影レンズ内に配置されたレンズ制御回路２０１と、図２にも示すマウント接点２１を介して通信を行う。また、マウント接点２１は撮影レンズユニットが接続されるとＭＰＵ１００へ信号を送信する機能も備えている。これによりカメラ本体と撮影レンズユニットとの間で通信を行い撮影レンズユニット内の撮影レンズ２００・絞り２０４の駆動を行うことが可能となる。
なお、本実施の形態では便宜上１枚の撮影レンズで示しているが、実際はさらに多数のレンズから構成されていることは周知の通りである。
【００２７】
２０２はＡＦ（オートフォーカス）駆動回路であり、たとえばステッピングモータによって構成され、ＭＰＵ１００の命令を受けたレンズ制御回路２０１の制御によって撮影レンズ２００内のフォーカスレンズ位置を変化させることにより撮像素子３３にピントを合わせる。２０３は絞り駆動回路であり、たとえばオートアイリスなどによって構成され、ＭＰＵ１００の命令を受けたレンズ制御回路２０１の制御によって絞り２０４を変化させて光学的な絞り値を変化させる。
【００２８】
６はメインミラーであり、撮影レンズ２００により結像される被写体像をペンタプリズム２２へ導くとともに、その一部を透過させ、後述するサブミラー３０を通して焦点検出用センサユニット３１へ導き、ミラー駆動回路１０１により、ファインダにて被写体像を観察可能な位置と撮影時に被写体光束の光路から待避する退避位置とを可動自在に構成されている。
【００２９】
３０はメインミラー６の一部を透過した被写体光を反射させて、焦点検出用センサユニット３１へ被写体像を導くためのサブミラーである。サブミラー３０は、メインミラー６またはメインミラー６のミラー駆動回路１０１と連動する。そして、メインミラー６がファインダにて被写体像を観察可能な位置にあるときには、焦点検出用センサ３１へ被写体光を導く位置に、また撮影時には被写体光束の光路から待避する退避位置に可動自在に構成されている。
【００３０】
３１は不図示である結像面近傍に配置されたフィールドレンズ、反射ミラー及び、２次結像レンズ、絞り、複数のＣＣＤから成るラインセンサ等から構成されている周知の位相差方式の焦点検出センサユニットである。
【００３１】
１０１はミラー駆動回路であり、たとえばＤＣモータとギヤトレインなどから構成され、ＭＰＵ１００の制御によってメインミラー６やサブミラー３０を駆動させる。
【００３２】
２２はペンタプリズムであり、メインミラー６によって導かれた被写体像を正立正像に変換反射する光学部材である。撮影レンズ２００を通過した被写体光束は、絞り２０４を通過してメインミラー６で反射され、ペンタプリズム２２に導かれファインダ接眼窓１８で被写体像を観察する。さらには測光センサ３７へも導かれる。
【００３３】
また、メインミラー６を透過した光束はサブミラー３０で反射され、撮像素子３３面とほぼ等価な位置に置かれた焦点検出用センサユニット３１の検出面上で再結像される。その光像は、電気的なイメージ信号に変換されて焦点検出回路１０２に供給される。
【００３４】
焦点検出回路１０２はＭＰＵ１００の信号に従い、焦点検出用センサユニット３１の蓄積制御と読出し制御を行って、画素情報をＭＰＵ１００へ出力する。ＭＰＵ１００は焦点検出回路１０２からの被写体像のイメージ信号に基づいて、位相差検出法による焦点検出演算を行う。そして、撮影レンズ２００による結像面とフィルム面等の予定結像面との差、すなわちデフォーカス量およびデフォーカス方向を求める。そして、ＭＰＵ１００は算出したデフォーカス量およびデフォーカス方向に基づいて、レンズ制御回路２０１，ＡＦ駆動回路２０２を介して、撮影レンズ２００内のフォーカスレンズ位置を変化させ合焦位置まで駆動する。
【００３５】
３２は機械シャッタ装置であり、ファインダ観察時には被写体光束を遮る。また撮像時にはレリーズ信号に応じて、被写体光束の光路から待避して露光を開始させる不図示の先羽根群と、ファインダ観察時には被写体光束の光路から待避しているとともに、撮像時には先羽根群の走行開始後所定のタイミングで被写体光束を遮光する不図示の後羽根群とを有するフォーカルプレーンシャッタである。機械シャッタ装置３２は、ＭＰＵ１００の指令を受けたシャッタ駆動回路１０３によって制御される。
【００３６】
本実施形態においては、先羽根群と後羽根群の両方とを有している場合について説明しているが、遮蔽部材を１つだけとして露光を開始する場合は被写体光束の光路から退避し、撮影の終了後、再び被写体光束の光路を遮蔽する位置まで戻るような構成としてもよい。
【００３７】
３３は撮像素子で、２次元型撮像デバイスであるＣＭＯＳセンサが用いられている。撮像デバイスには、ＣＣＤ型、ＣＭＯＳ型およびＣＩＤ型など様々な形態があり、何れの形態の撮像デバイスを採用してもよい。本実施の形態においては、ＣＭＯＳ型の撮像素子が採用されている。
【００３８】
３４はクランプ／ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路であり、Ａ／Ｄ変換する前の基本的なアナログ処理を行うとともに、クランプレベルの変更も可能である。３５はＡＧＣ（自動利得調整装置）であり、Ａ／Ｄ変換する前の基本的なアナログ処理を行うとともに、ＡＧＣ基本レベルの変更も可能である。３６はＡ／Ｄ変換器であり、撮像素子３３のアナログ出力信号をデジタル信号に変換する。
【００３９】
４１０は光学ローパスフィルタで、本実施例においては水晶からなる複屈折板と位相板と複屈折板を複数枚貼り合わせて積層してローパスフィルタを構成し、更に赤外カットフィルタを貼り合わせて構成されている。有効光束と略同一形状の矩形形状とし、高価な光学ローパスフィルタを極力小さくすることで低価格化を図ることが可能となる。
【００４０】
４３０は積層型の圧電素子であり、ＭＰＵ１００に指令を受けた圧電素子駆動回路１１１により加振され、その振動を光学ローパスフィルタ４１０に伝えるように構成されている。
【００４１】
また、４００は光学ローパスフィルタ４１０、圧電素子４３０、撮像素子３３と後述する他の部品と共にユニット化される撮像ユニットであり、詳細の構成については後述する。
【００４２】
１０４は映像信号処理回路であり、デジタル化された撮像素子３３の画像データに対してガンマ／ニー処理、フィルタ処理、モニタ表示用の情報合成処理など、ハードウエアによる画像処理全般を担当する。この映像信号処理回路１０４からのモニタ表示用の画像データは、カラー液晶駆動回路１０９を介してカラー液晶表示１９に表示される。これらの機能の切換えは、ＭＰＵ１００とのデータ交換により行われ、必要に応じて撮像素子３３の出力信号のホワイトバランス情報をＭＰＵ１００に出力可能であり、その情報を基にＭＰＵ１００はホワイトバランス調整やゲイン調整を行う。
【００４３】
また、ＭＰＵ１００の指示により、何もせずにメモリコントローラ３８を通じて、バッファメモリ３７に画像データを保存することも可能である。また、映像信号処理回路１０４は、ＪＰＥＧなどの圧縮処理を行う機能も有している。また、連写の場合は一旦、バッファメモリ３７に画像データを格納し、処理時間がかかる場合にメモリコントローラ３８を通して未処理の画像データを読み出し、映像信号処理回路１０４で画像処理や圧縮処理を行い、連写スピードを稼ぐ構成となっている。連写枚数は、バッファメモリ３７の容量に大きく左右される。
【００４４】
メモリコントローラ３８では、映像信号処理回路１０４から入力された未処理のデジタル画像データをバッファメモリ３７に格納する。そして、処理済みのデジタル画像データをメモリ３９に格納したり、あるいはその逆にバッファメモリ３７やメモリ３９から画像データを映像信号処理回路１０４に出力したりする。また、メモリコントローラ３８は、外部インタフェース４０（図１におけるビデオ信号出力用ジャック１６，ＵＳＢ出力用コネクタ１７の相当する）から送られてくる映像をメモリ３９に記憶することや、メモリ３９に記憶されている画像を外部インタフェース４０から出力可能である。なおメモリ３９は、カメラ本体に対して取外しが可能である。
【００４５】
１０５はスイッチセンス回路であり、各スイッチの操作状態に応じて各部を制御する。７ａはレリーズボタン７の第１ストロークによりオンするスイッチＳＷ１である。７ｂはレリーズボタン７の第２ストロークによりオンするスイッチＳＷ２である。スイッチＳＷ２がオンされると、レリーズ操作が開始される。また、メイン操作ダイヤル８、サブ操作ダイヤル２０、撮影モード設定ダイヤル１４、メインスイッチ４３、クリーニングモード操作部材４４が接続されていて、各ＳＷの状態をＭＰＵ１００へ送信する。
【００４６】
なお、スイッチセンス回路１０５とメインスイッチ４３とＭＰＵ１００とから電源スイッチを構成している。また、電源スイッチがＯＮされたことが検出されると、電源４２からカメラ本体へ給電が開始される。
【００４７】
１０６は測光回路であり、画面内の各エリアの輝度信号として、測光センサ３７からの出力をＭＰＵ１００に出力する。ＭＰＵ１００は輝度信号をＡ／Ｄ変換し、撮影の露出を算出する。
【００４８】
１０７は液晶表示駆動回路であり、ＭＰＵ１００の表示内容命令に従って、外部液晶表示装置９やファインダ内液晶表示装置４１を駆動する。また液晶表示駆動回路１０７は、ＭＰＵ１００の指示により特定のセグメントを点滅表示状態にすることが可能である。
【００４９】
なお、液晶表示駆動回路１０７と外部液晶表示９とから表示手段を構成し、さらに、液晶表示駆動回路１０７とＭＰＵ１００とから表示制御手段を構成している
１０８はバッテリチェック回路であり、ＭＰＵ１００からの信号に従って、所定時間バッテリチェックを行い、その検出出力をＭＰＵ１００へ送る。
【００５０】
なお、バッテリチェック回路１０８とＭＰＵ１００とからバッテリチェック手段を構成している。
【００５１】
１０９は時刻計測回路でメインスイッチ４３がＯＦＦされて次にＯＮされるまでの時間や日付を計測し、ＭＰＵ１００からの指令により、計測結果をＭＰＵ１００へ送信することができる。
【００５２】
なお、時刻計測回路１０９とＭＰＵ１００とから、計測手段を構成している。
４２は電源部であり、各ＩＣ（集積回路）や駆動系に必要な電源を供給する。
【００５３】
［撮像ユニットの説明］
次に、本実施形態の撮像ユニット４００の詳細な構成について、図４〜図１０を用いて以下に説明する。図４は撮像ユニット４００の構成及び保持構造を示すためのカメラ内部の概略構成を示す分解斜視図である。図５は撮像ユニット４００の構成部材の一部を示す正面図である。図６は撮像ユニット４００の構成を示す斜視図で、図７はローパスフィルタ及び撮像素子周りの詳細な構成を示す斜視図である。図４に示すように、ミラーボックス５にはそれぞれ被写体側から順にシャッターユニット３２、カメラ本体骨格となる本体シャーシ３００、撮像ユニット４００が固着され、特に撮像ユニット４００は着脱可能な撮影レンズが取り付けられる基準となるマウント２の取り付け面に撮像素子３３の撮像面が所定の距離にかつ平行になるように調整固定されている。
【００５４】
まず、４２０は光学ローパスフィルタ４１０の周囲を囲む枠部と左右に伸びた取り付け保持のための腕部を有するの樹脂または金属製のローパスフィルター保持部材であり、図示のように枠部の１辺側に圧電素子４３０を収納する収納部が設けられており、圧電素子４３０の一端を接着等により固着する。
【００５５】
また、枠部の対抗する側にはバネ性を有する付勢部材４４０を収納する収納部が設けられており、光学ローパスフィルタ４１０を圧電素子４３０の方向に付勢するように構成される。
【００５６】
すなわち、ローパスフィルター保持部材４２０に対して、光学ローパスフィルタ４１０は圧電素子４３０と付勢部材４４０とで略同一平面内方向で挟み込むように配置され、付勢部材４４０は、光学ローパスフィルタ４１０の運動が圧電素子４３０の伸縮運動と追随するようになっている。
【００５７】
付勢部材４４０は弾性体であれば、金属によって形成される板バネやコイルバネを用いてもよいし、ゴムやプラスチックなどの高分子重合体を用いてもよい。また、本実施の形態においては、付勢部材４４０を別部材として設けたが、ローパスフィルタ保持部材４２０にバネ性を持たせることで、光学ローパスフィルタ４１０の運動が圧電素子４３０の伸縮運動と追随するように保持しても良い。
【００５８】
また、光学ローパスフィルタ４１０の外周の４辺とローパスフィルター保持部材４２０の隙間は枠状の弾性部材４５０を介在させている。この弾性部材４５０の枠状の断面は、圧電素子４３０の伸縮方向に直交する腕部の断面B-Bと圧電素子４３０の伸縮方向に平行な腕部の断面A-Aとで剛性を変えてある。つまりは弾性部材４５０は圧電素子４３０の伸縮に追従する光学ローパスフィルタ４１０の揺動を許容する方向に剛性を弱く、また圧電素子４３０の伸縮に対して角度をもった光学ローパスフィルタ４１０の平面に対して倒れの方向に剛性を強くなるように一体的に形成されている。
【００５９】
さらには、光学ローパスフィルタ４１０の周囲４辺はローパスフィルター保持部材４２０にたいして圧電素子４３０と弾性部材４５０とで隙間のないように密閉される。
【００６０】
ここで圧電素子４３０は本実施例においては、圧電体と内部電極とを交互に積層してなる積層型の圧電素子を用いている。圧電体間には内部電極が配されているが、この内部電極は金属材料で形成しているので、内部電極を通じて各圧電体に所定の電圧を印加し、圧電体を逆圧電効果による変位を起こさせる作用を有する。本実施例においては、圧電体の積層方向に電圧を印加するｄ３３型の積層型圧電素子を採用しているが、圧電素子には様々な形態があり、光学ローパスフィルタの面水平方向に変位を生じるものであれば、何れの圧電素子を使用してもよい。
【００６１】
圧電素子の断面積は大きい方がより大きな出力を得ることが可能となるが、本実施例における圧電素子の断面形状は、光軸方向長さを光学ローパスフィルタの厚みと同等もしくはそれ以下とし、光軸方向に直角かつ揺動方向に直角な方向の長さが長くなるように構成することで、より大きな出力を得ながらも、光軸方向にカメラが大型化することを防止している。また、圧電素子の断面形状を上述のような構成にすることで、圧電素子４３０の光軸に垂直な面内での回転に対する許容座屈応力が大きくなるので、光学ローパスフィルタ４１０が光軸に垂直な面内での回転成分を持った振動をしても、圧電素子の座屈破壊を防止することが可能となる。
【００６２】
また、本実施例においては、光学ローパスフィルタ４１０と圧電素子４３０が直接当接する構成となっているが、間にスペーサを挟む構成としても良い。また、本実施例ではローパスフィルタ保持部材４２０に圧電素子４３０を収納する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、圧電素子収納部を別部材として構成しても適用可能である。
【００６３】
圧電素子４３０は、電圧印加による伸縮方向が光軸と直交する方向（カメラ天地方向）に保持されている。圧電素子４３０はローパスフィルタ保持部材４２０とは接着されていてもよいが、光学ローパスフィルタ４１０とは接着させない。光学ローパスフィルタ４１０の一端は圧電素子４３０と当接し、対向する一端は付勢部材４４０と当接する。付勢部材４４０は、光学ローパスフィルタ４１０の運動が圧電素子４３０の伸縮運動と追随するように、光学ローパスフィルタ４１０を圧電素子４３０に対して光軸と略直角方向に付勢する。付勢部材４４０は弾性体であれば、金属によって形成される板バネやコイルバネを用いてもよいし、ゴムやプラスチックなどの高分子重合体を用いてもよい。また、本実施の形態においては、付勢部材４４０を別部材として設けたが、ローパスフィルタ保持部材４２０にバネ性を持たせることで、光学ローパスフィルタ４１０の運動が圧電素子４３０の伸縮運動と追随するように保持しても良い。
【００６４】
次に４６０は、光学ローパスフィルター４１０を光学平面方向に直行する方向にローパスフィルタ保持部材４２０とで挟みこむように規制する板状の規制部材であり周囲をローパスフィルタ保持部材４２０に引掛けるように固定される。
【００６５】
これにより、光学ローパスフィルタ４１０は、光学部材規制部材４６０とローパスフィルタ保持部材４２０の間で光軸方向の動きを規制され、圧電素子４３０の光軸方向への倒れによる座屈破壊を防止することが可能となる。また、光学部材規制部材４６０は、光学ローパスフィルタ４１０の外周部を覆っており、光学ローパスフィルタ４１０の外周部から撮影光束が撮像素子へ入射することを防ぎ、光学ローパスフィルタ４１０の外周部の反射光によるゴーストを防止している。従って、光学ローパスフィルタの外周部寸法を有効光束（撮像素子３３の受光面）に近づけることができるので、高価な光学ローパスフィルタ４１０を可及的に小さくすることで、低価格化を図ることが可能となる。
【００６６】
以上、ローパスフィルタ保持部材４２０にたいして、光学ローパスフィルタ４１０を圧電素子４３０と付勢部材４４０とでサンドイッチするように揺動自在に保持し、光学ローパスフィルタ４１０の外周部を枠状の弾性部材４５０で揺動自在に密閉し、規制部材４６０で光学ローパスフィルタ４１０の光学面直交方向に規制するように固定されたローパスフィルタ保持ユニット４７０を構成する。
【００６７】
５１０は矩形の開口部を有しその開口部に撮像素子３３を露出させるように撮像素子３３を固着する板状の撮像素子保持部材であり、周囲にミラーボックス５にビス固定するための腕部を３ヶ所有する。そして撮像素子保持部材５１０と撮像素子３３とで撮像素子保持ユニット５００を構成する。
【００６８】
ローパスフィルタ保持ユニット４７０のローパスフィルタ保持部材４２０は、弾性を有するゴムシート５２０を挟み込むように撮像素子保持ユニット５００の撮像素子保持部材５１０に対してローパスフィルタ保持部材４２０の腕部を段ビス５３０で結合され、前述の撮像ユニット４００を構成する。ゴムシート５２０は枠部と対抗する２ヶ所の段ビス５３０を指示する環状の腕部とが一体的に形成され、枠部の一方は撮像素子３３に密着し他方はローパスフィルタ保持部材４２０の枠部に密着する。
【００６９】
したがって、ローパスフィルタ保持部材４２０と撮像素子３３との間をゴムシート５２０で、光学ローパスフィルタ４１０とローパスフィルタ保持部材４２０との間を圧電素子４３０と弾性部材４５０とで封止されるため、光学ローパスフィルタ４１０と撮像素子３３の空間は、ゴミ等が侵入しないような密閉空間となる。
【００７０】
さらには、圧電素子４３０が振動状態になってもローパスフィルタ保持ユニット４７０の振動は、ゴムシート５２０の弾性により浮遊支持構造になっているため撮像素子３３には伝わりにくい。
【００７１】
次に動作について述べる。
【００７２】
ローパスフィルタ保持部材４２０に収納されている圧電素子４３０に所定の周期電圧を印加すると、圧電素子４３０は光軸と直角方向（カメラ天地方向）に振動する。光学ローパスフィルタ４１０は圧電素子４３０と付勢部材４４０とで略同一平面内方向で挟み込むように配置されている。したがって、光学ローパスフィルタ４１０と圧電素子４３０は密着した状態で保持されているため、圧電素子４３０の振動により光学ローパスフィルタ４１０は圧電素子４３０の振動方向と略平行方向かつ光軸と直行する方向（カメラ天地方向）に振動させられる。
【００７３】
先述の通り、ローパスフィルタ保持部材４２０と撮像素子３３との間をゴムシート５２０で、光学ローパスフィルタ４１０とローパスフィルタ保持部材４２０との間を圧電素子４３０と弾性部材４５０とで封止されるため、光学ローパスフィルタ４１０と撮像素子３３の空間は、ゴミ等が侵入しないような密閉空間であり、ローパスフィルタ保持ユニット４７０の振動は、ゴムシート５２０によって吸収され撮像素子３３にほとんど伝わらない構造となっている。これらの構成により、圧電素子４３０が振動しても、撮像素子３３はほとんど振動せずに光学ローパスフィルタ４１０のみが振動するので、被振動物の質量を小さくすることができ、より少ないエネルギーで光学ローパスフィルタ４１０に振動を起こすことが可能となる。またさらに、光学ローパスフィルタ４１０の振動が、撮像素子３３にほとんど伝わらないため、撮像素子３３の接着剥がれといった破損を防止することが可能となる。また逆に、カメラに対する衝撃時には、その衝撃は圧電素子４３０にはほとんど伝わらないため、圧電素子４３０が衝撃により破損することを防止できる。
【００７４】
また、撮像素子と光学ローパスフィルタの間の略機密性を保持することで、この空間に外部から異物が侵入することを防止している。振動中にも隙間を発生させず外部から異物が侵入することを防止している。
【００７５】
先述の通り、光学ローパスフィルタ４１０と圧電素子４３０は結合しない構成となっているため、圧電素子４３０に周期電圧を印加して伸縮させても、圧電素子４３０は光学ローパスフィルタ４１０によって引張られない。そのため、これにより、圧電素子４３０に超音波域の高周波電圧を印加したとしても、圧電素子４３０に過大な引張応力が負荷されることがなく、積層部分における剥離といった破損を防ぐことが可能となる。
【００７６】
尚、上述の実施の形態においては、振動させる光学部品として光学ローパスフィルタ４１０を例示したが本発明はこれに限定されるものではなく、他の光学部品であっても適用可能である。
【００７７】
次に、本実施例において、光学ローパスフィルタ４１０表面に付着した塵埃などを除去する動作について、図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００７８】
まず、ステップＳ９でスタート、ステップＳ１０で、電源オン時に、カメラのスイープ動作の設定が有効になっているか否かの判定を行い、スイープ動作の設定が有効になっていなかったら、ステップＳ１４に進み、有効になっていたらステップＳ１１に進む。ここで、スイープ動作とは、光学ローパスフィルター４１０上の塵埃を除去するための動作を言う。
【００７９】
ステップＳ１１ではカメラに取り付けられているレンズの絞り値を取得する。さらにステップＳ１２では振動モードを決定する。決定方法の詳細については後述する。
【００８０】
ステップＳ１３では、ステップＳ１２で決定された振動モードで光学ローパスフィルター４１０を振動させる。この時、圧電素子４３０をマイクロコンピュータ１００の指示に従って振動させることで光学ローパスフィルター４１０を振動させる。
【００８１】
ステップＳ１４では、レリーズ釦７が半押しさすることにより、測光センサー３７を用いて被写体の輝度を測定し、シャッター秒時や絞り値を演算する。次にＡＦセンサー３１を用いて、被写体のデフォーカス量を検出し、カメラ側、レンズユニット側それぞれの通信端子２１を用いてレンズユニットと通信し、レンズシステム制御によりＡＦ駆動回路２０２を用いて、撮影レンズ２００を合焦位置に駆動する。
【００８２】
ステップＳ１５ではカメラに取り付けられているレンズ情報及び、ステップＳ１４で演算された絞り値を取得し、ステップＳ１６では振動モードを決定する
ステップＳ１７では、ステップＳ１６で決定された振動モードで光学ローパスフィルター４１０を振動させる。この時、圧電素子４３０をマイクロコンピュータ１００の指示に従って振動させることで光学ローパスフィルター４１０を振動させる。
【００８３】
ステップＳ１８でレリーズ釦７が完全に押されると、ＳＷ２がＯＮとなり、ステップＳ１９で、クイックリターンミラー６がミラーアップ状態になると共にレンズ制御回路２０１により絞り駆動回路２０３を介して、演算された絞り値にレンズの絞りが制御される。その後、露光が開始され、光学ローパスフィルター４１０によりある特定の周波数成分がカットされた後、撮像素子３３で画像信号を取り込む。取り込まれたアナログ信号はＡ／Ｄ変換器３６によりデジタル信号に変換され、映像信号処理回路１０４により、設定されているＩＳＯ値に基づいて画像処理が行われる。画像処理が行われた画像データは、メモリーコントローラ３８を介して一旦、バッファメモリー３７に書き込まれ、その後外付けメモリー３９に書き込まれるか、インターフェース４０を介して外部の記録媒体に書き込まれ、ステップＳ２０で終了となる。
【００８４】
また、撮影者により、クリーニングモード操作部材４４が操作されると、クリーニングモード開始の指令を受けて、カメラ本体１０１をクリーニングモードの状態に移行させる。なお、クリーニングモード操作部材４４は、クリーニングモードへの移行を指示するための操作部材で、例えば機械的なボタンやスイッチ等があっても良く、或いは外部液晶表示装置９に表示されたメニューからカーソルキーや指示ボタンなどを用いて設定するものであっても良い。
【００８５】
この操作がされると、ステップＳ１１からステップＳ１３と同じ動作を行う。
【００８６】
先述の通り、圧電素子４３０は印加される電圧に応じて伸縮する。圧電素子が伸びると、光学ローパスフィルタ４１０は圧電素子４３０に押されて光軸に直角で面水平方向に移動し、付勢部材４４０はその移動量分だけ縮む。圧電素子４３０が縮むと、光学ローパスフィルタ４１０は付勢部材４４０によって圧電素子４３０に対して付勢されているため、圧電素子４３０の縮む運動に追随して移動する。圧電素子４３０に周期電圧が印加されると、上記運動の繰り返しが生じ、光学ローパスフィルタ４１０は圧電素子４３０の周期的な伸縮に追随して、光軸に直角で面水平方向に振動する。
【００８７】
次に図１２を用いて、ステップＳ１２、ステップＳ１６の振動モード決定について説明する。
【００８８】
絞り値がF5.6までの場合は、撮像素子に付着した塵埃が撮影された画像としてはほとんど写り込まない状態なので、通電時間を短くし、使用周波数は振幅、加速度が小さく、消費電力が少ない状態を設定する。
【００８９】
また、絞り値がF5.6からF8までの場合は、撮像素子に付着した塵埃が撮影された画像としては比較的写り込みやすい状態なので通電時間を比較的長くし、使用周波数もある程度の振幅、加速度が出る状態を設定する。この場合は上記の場合よりも消費電力は大きくなる。
【００９０】
さらに、絞り値がF8以上の場合は、撮像素子に付着した塵埃が撮影された画像として非常に写り込みやすい状態なので、通電時間を長く、また使用周波数も共振周波数としては最大の振幅、加速度となる周波数を設定する。消費電力は最大となる。
【００９１】
通電時間や周波数、及びこの組み合わせは、これに限るものではない。
【００９２】
次に、光学ローパスフィルタ４１０の振動によって、光学ローパスフィルタ面上の異物が除去される仕組みについて、式（１）および（２）を用いて説明する。
【００９３】
異物は、液架橋力やファンデルワールス力、静電気力などの力によって光学ローパスフィルタに付着している。この付着力は、図に示すように、光学ローパスフィルタ面に対して、垂直方向に作用している。式（１）に示すように、光学ローパスフィルタが振動すると、その振動加速度αと異物の質量に比例する慣性力Ｆが、異物に加わる。
【００９４】
Ｆ＝ｍα・・・式（１）
このとき、光学ローパスフィルタの振動方向は面水平方向であるため、慣性力Ｆは付着力Ｎと垂直方向に作用する。この異物に加わる慣性力Ｆが、異物が動くために必要な最大静止摩擦力よりも大きいと、異物は光学ローパスフィルタに対して移動し、光学ローパスフィルタ面上から除去される。異物が動くための最大静止摩擦力は、異物と光学ローパスフィルタ間の付着力Ｎと、静止摩擦係数μの積で表されるため、異物除去に必要な慣性力の条件は、式（２）で表される。
【００９５】
Ｆ＝ｍα≧μＮ（Ｎ）・・・式（２）
静止摩擦係数μは、異物や光学ローパスフィルタの材質、表面状態、温湿度といった環境条件などにより左右されるが、例えばガラスとプラスチック間の静止摩擦係数μは一般的に0.3程度であると言われている。
【００９６】
つまり、光学ローパスフィルタを面水平方向に振動させ、付着力Ｎに対して垂直方向に慣性力Ｆを作用させることで、付着力Ｎのμ倍（0.3倍程度）の力で異物を動かすことができ、より少ないエネルギで異物を除去することが可能となる。
【００９７】
このように圧電素子に対して周期的な電圧を印加することで、光学ローパスフィルタが振動し、光学ローパスフィルタ表面に付着した異物は除去される。
【００９８】
以上説明したように本実施の形態によれば、撮像素子近傍の光学ローパスフィルタ表面に付着した異物を、より効率的にクリーニング動作で除去し、無駄な電力消費を無くすことで、より長時間撮影が行える撮像装置及びその制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施形態であるデジタル一眼レフカメラの前方より見た外観斜視図である。
【図２】本発明の実施形態であるデジタル一眼レフカメラの背面側より見た外観斜視図である。
【図３】本発明の実施形態であるデジタル一眼レフカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】ローパスフィルタ及び撮像素子周りの保持構造を示すためのカメラ内部の概略構成を示す分解斜視図である。
【図５】ローパスフィルタ保持ユニット４７０及びその断面A-Aを示す断面図である。
【図６】ローパスフィルタ保持ユニット４７０とゴムシート５２０、および撮像素子保持ユニット５００の保持構造を示すための分解斜視図である。
【図７】ローパスフィルタ及び撮像素子周りの詳細な構成を示す斜視図である。
【図８】ローパスフィルタ保持ユニット４７０の構成部材の一部を示す正面図である。
【図９】弾性部材４５０の部品詳細図である。
【図１０】ゴムシート５２０の部品詳細図である。
【図１１】振動モードの自動設定の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】振動モードをレンズの絞り値で段階別に定義した図である。
【符号の説明】
【０１００】
１ カメラ本体
１a グリップ部
２ マウント
４ レンズロック解除ボタン
５ ミラーボックス
６ クイックリターンミラー
７ シャッタボタン
８ メインダイヤル
９ 液晶表示部
１０ 上面動作モード設定ボタン
１１ ストロボユニット
１２ シュー溝
１３ フラッシュ接点
１４ 撮影モード設定ダイヤル
１５ 外部端子蓋
１６ ビデオ信号出力用ジャック
１７ USB出力用コネクタ
１８ ファインダー接眼窓
１９ 液晶表示部
２０ サブ操作ダイヤル
２１ マウント接点
３２ シャッターユニット
３３ 撮像素子
３００ 本体シャーシ
４００ 撮像ユニット
４１０ 光学ローパスフィルター
４２０ ローパスフィルター保持部材
４３０ 圧電素子
４４０ 付勢部材
４５０ 弾性部材
４６０ 規制部材
５００ 撮像素子保持ユニット
５１０ 撮像素子保持部材
５２０ ゴムシート
５２０a ゴムシート枠部
５２０b ゴムシート腕部
５３０ 段ビス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子や光学ローパスフィルター等に付着した塵埃を除去するクリーニングモードを具備した電子スチルカメラ等の撮像装置、及びそのクリーニングモードの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像信号を電気信号に変換して撮像するデジタルカメラ等の撮像装置では、撮影光束をＣＣＤやＣ−ＭＯＳセンサ等の撮像素子で受光し、その撮像素子から出力される光電変換信号を画像データに変換して、メモリカード等の記録媒体に記録する。このような撮像装置では、撮像素子の前面側に、光学ローパスフィルタや赤外線カットフィルタが配置されており、撮像素子や光学ローパスフィルタや赤外線カットフィルタの表面に塵埃等の異物が付着すると、その付着部分が黒い点となって撮影画像に写り込み、画像の見栄えが低下する。
【０００３】
特にレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラでは、シャッタやクイックリターンミラーといった機械的な作動部が、撮像素子の近傍に配置されており、それらの作動部から発生した塵埃等の異物が、撮像素子やローパスフィルタに付着することがある。また、レンズ交換時に、レンズマウントの開口から塵埃等がカメラ本体内に入り込み、これが付着することもある。
【０００４】
そこで、上記問題点を解決するために、撮像素子の前面にある光を透過する防塵部材を、圧電素子で振動させることで、防塵部材の表面に付着した塵埃等の異物を除去するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開2003-319222号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記従来技術は、塵埃を除去するために、ユーザーに定期的にクリーニングを行わせるためのものであり、カメラ本体に取り付けられているレンズの撮影時の絞り値、撮像素子に付着した塵埃が実際に撮影された画像にどれだけの影響を与えるかどうかまで考慮したものではない。従って、仮に撮像素子に付着した塵埃が撮影された画像としてはほとんど写り込まない状態、例えば撮影レンズの絞りが大きい場合であっても、定期的にクリーニングは行われる。よって、クリーニング動作としては、あまり効率的であるとはいえない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、カメラ本体に取り付けられているレンズの撮影時の絞り値を検出し、その情報を元に、効率的にクリーニング動作を行い、無駄な電力消費を無くすことで、より長時間撮影が行える撮像装置及びその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本出願に係る発明の第１の構成は、
撮影レンズが着脱可能なマウント部と、
前記撮影レンズの装着と絞り値を検出する検出手段と、
被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段と、
該撮像手段の前面に配設された光学素子と、
前記光学素子を振動させる駆動遮断とを有する撮像装置において、
前記検出手段により検出された状態に基づいて前記駆動手段の振動モードを設定する設定手段を備え、
前記設定された振動モードにより前記駆動手段を駆動することを特徴とする。
【０００８】
また上記目的を達成するための本出願に係る発明の第２の構成は、
上記第１の構成において、前記設定手段は前記振動モードとして、前記駆動手段の駆動時間、駆動周波数のいずれかもしくは、これらの組み合わせについて設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、カメラ本体に取り付けられているレンズの撮影時の絞り値を検出することによって、その情報に応じて、駆動手段の駆動時間、駆動周波数を変化させることで、効率的にクリーニング動作を行い、無駄な電力消費を無くすことで、より長時間撮影が行える撮像装置及びその制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１１】
［カメラの説明］
以下、本発明の好適な第１の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
図１〜図３により本発明を適用した撮像装置について説明する。図１および図２は本発明の実施形態であるデジタル一眼レフカメラの外観図を示し、図３はデジタル一眼レフカメラの電気的構成を示すブロック図である。図１はカメラ前方より見た斜視図であり、撮影レンズユニットを外した状態を示す。図２はカメラ背面側より見た斜視図である。
【００１３】
図１において１はカメラ筐体であり、撮影時に使用者がカメラを安定して握り易いように前方に突出したグリップ部１ａが設けられている。２はマウント部であり、着脱可能な撮影レンズ（不図示）がカメラ本体に取り付けられる部位である。マウント接点２１は、カメラ本体と撮影レンズユニットとの間で制御信号、状態信号、データ信号などを伝え合うと共に、各種電圧の電流を供給する機能を有する。また、マウント接点２１は電気通信のみならず、光通信、音声通信などを可能なように構成してもよい。
【００１４】
４は撮影レンズユニットを取り外す際に押し込むレンズロック解除釦である。５はカメラ筐体内に配置されたミラーボックスで、撮影レンズを通ってきた光束を囲んだ形状である。また、撮影レンズを通った光をペンタプリズム２２（図３参照），ファインダ接眼窓１８へ導くため４５°の角度に保持されるクイックリターンミラー６を内蔵している。
【００１５】
カメラ上部（正面より見て）左方には、撮影開始の起動スイッチとしてのシャッタボタン７と、撮影時の動作モードに応じてシャッタスピードやレンズ絞り値を設定するメイン操作ダイヤル８と、カメラの各動作モードを示すＬＣＤ表示パネル９と、撮影系の上面動作モード設定ボタン１０が配置されている。シャッタボタン７は第１ストロークでＳＷ１＿７ａがＯＮし、第２ストロークにてＳＷ２＿７ｂがＯＮする構成となっている。
【００１６】
また、上面動作モード設定ボタン１０は、シャッタボタン７の１回の押込みで連写になるか１コマのみの撮影となるかの設定やセルフ撮影モードの設定などを行うものであり、外部液晶表示装置９にその設定状況が表示されるようになっている。なお、外部液晶表示装置９に表示される内容については、図４を用いて、後で詳述する。
【００１７】
カメラ上部中央には、カメラ本体に対してポップアップするストロボユニット１１とフラッシュ取付け用のシュー溝１２とフラッシュ接点１３があり、カメラ上部右よりには撮影モード設定ダイヤル１４が配置されている。
【００１８】
カメラ右側面には、開閉可能な外部端子蓋１５が設けられていて、この蓋１５を開けた内部には外部インタフェースとしてビデオ信号出力用ジャック１６とＵＳＢ出力用コネクタ１７が納められている。
【００１９】
カメラ背面には、光軸中心上の上方にファインダ接眼窓１８が設けられ、更にカメラ背面中央には画像表示可能なカラー液晶表示部１９が設けられている。カラー液晶表示部１９の横に配置されたサブ操作ダイヤル２０は、メイン操作ダイヤル８の機能の補助的役割を担い、例えばカメラのＡＥモードでは自動露出装置により算出された適正露出値に対する露出補正量を設定するために使用される。あるいはまた、シャッタスピードとレンズ絞り値の各々を使用者の意志によって設定するマニュアルモードにおいて、メイン操作ダイヤル８でシャッタスピードを設定し、サブ操作ダイヤル２０でレンズ絞り値を設定する。また、このサブ操作ダイヤル２０は、カラー液晶表示部１９に表示される撮影済み画像の表示選択手段としても用いられる。
【００２０】
４３は本デジタル一眼レフカメラの全ての動作を禁止するメインスイッチである。
【００２１】
４４はクリーニングモード操作部材であり、後述するローパスフィルタ上に付着したゴミをふるい落とす動作を起動する。
【００２２】
図３は前記構成のデジタルカメラに内蔵された電気的構成を示すブロック図であり、図１〜図２と同一のものは同一番号を付けている。
【００２３】
図３において、１００はカメラ本体に内蔵されたマイクロコンピュータの中央処理装置（以下、ＭＰＵと記す）である。なお、ＭＰＵ１００が制御手段に相当する。
【００２４】
１００ａはＭＰＵ１００に内蔵されたＥＥＰＲＯＭであり、時計計測回路１０９の時計情報やその他の撮影情報を記憶可能である。
【００２５】
ＭＰＵ１００には、ミラー駆動回路１０１、焦点検出回路１０２、シャッタ駆動回路１０３、映像信号処理回路１０４、スイッチセンス回路１０５、測光回路１０６、液晶表示駆動回路１０７、バッテリチェック回路１０８、時刻計測回路１０９、電源供給回路１１０、圧電素子駆動回路１１１が接続されている。ＭＰＵ１００は各要素および上記回路を、予め定めた順序でシーケンシャルに制御する。
【００２６】
また、ＭＰＵ１００は、撮影レンズ内に配置されたレンズ制御回路２０１と、図２にも示すマウント接点２１を介して通信を行う。また、マウント接点２１は撮影レンズユニットが接続されるとＭＰＵ１００へ信号を送信する機能も備えている。これによりカメラ本体と撮影レンズユニットとの間で通信を行い撮影レンズユニット内の撮影レンズ２００・絞り２０４の駆動を行うことが可能となる。
なお、本実施の形態では便宜上１枚の撮影レンズで示しているが、実際はさらに多数のレンズから構成されていることは周知の通りである。
【００２７】
２０２はＡＦ（オートフォーカス）駆動回路であり、たとえばステッピングモータによって構成され、ＭＰＵ１００の命令を受けたレンズ制御回路２０１の制御によって撮影レンズ２００内のフォーカスレンズ位置を変化させることにより撮像素子３３にピントを合わせる。２０３は絞り駆動回路であり、たとえばオートアイリスなどによって構成され、ＭＰＵ１００の命令を受けたレンズ制御回路２０１の制御によって絞り２０４を変化させて光学的な絞り値を変化させる。
【００２８】
６はメインミラーであり、撮影レンズ２００により結像される被写体像をペンタプリズム２２へ導くとともに、その一部を透過させ、後述するサブミラー３０を通して焦点検出用センサユニット３１へ導き、ミラー駆動回路１０１により、ファインダにて被写体像を観察可能な位置と撮影時に被写体光束の光路から待避する退避位置とを可動自在に構成されている。
【００２９】
３０はメインミラー６の一部を透過した被写体光を反射させて、焦点検出用センサユニット３１へ被写体像を導くためのサブミラーである。サブミラー３０は、メインミラー６またはメインミラー６のミラー駆動回路１０１と連動する。そして、メインミラー６がファインダにて被写体像を観察可能な位置にあるときには、焦点検出用センサ３１へ被写体光を導く位置に、また撮影時には被写体光束の光路から待避する退避位置に可動自在に構成されている。
【００３０】
３１は不図示である結像面近傍に配置されたフィールドレンズ、反射ミラー及び、２次結像レンズ、絞り、複数のＣＣＤから成るラインセンサ等から構成されている周知の位相差方式の焦点検出センサユニットである。
【００３１】
１０１はミラー駆動回路であり、たとえばＤＣモータとギヤトレインなどから構成され、ＭＰＵ１００の制御によってメインミラー６やサブミラー３０を駆動させる。
【００３２】
２２はペンタプリズムであり、メインミラー６によって導かれた被写体像を正立正像に変換反射する光学部材である。撮影レンズ２００を通過した被写体光束は、絞り２０４を通過してメインミラー６で反射され、ペンタプリズム２２に導かれファインダ接眼窓１８で被写体像を観察する。さらには測光センサ３７へも導かれる。
【００３３】
また、メインミラー６を透過した光束はサブミラー３０で反射され、撮像素子３３面とほぼ等価な位置に置かれた焦点検出用センサユニット３１の検出面上で再結像される。その光像は、電気的なイメージ信号に変換されて焦点検出回路１０２に供給される。
【００３４】
焦点検出回路１０２はＭＰＵ１００の信号に従い、焦点検出用センサユニット３１の蓄積制御と読出し制御を行って、画素情報をＭＰＵ１００へ出力する。ＭＰＵ１００は焦点検出回路１０２からの被写体像のイメージ信号に基づいて、位相差検出法による焦点検出演算を行う。そして、撮影レンズ２００による結像面とフィルム面等の予定結像面との差、すなわちデフォーカス量およびデフォーカス方向を求める。そして、ＭＰＵ１００は算出したデフォーカス量およびデフォーカス方向に基づいて、レンズ制御回路２０１，ＡＦ駆動回路２０２を介して、撮影レンズ２００内のフォーカスレンズ位置を変化させ合焦位置まで駆動する。
【００３５】
３２は機械シャッタ装置であり、ファインダ観察時には被写体光束を遮る。また撮像時にはレリーズ信号に応じて、被写体光束の光路から待避して露光を開始させる不図示の先羽根群と、ファインダ観察時には被写体光束の光路から待避しているとともに、撮像時には先羽根群の走行開始後所定のタイミングで被写体光束を遮光する不図示の後羽根群とを有するフォーカルプレーンシャッタである。機械シャッタ装置３２は、ＭＰＵ１００の指令を受けたシャッタ駆動回路１０３によって制御される。
【００３６】
本実施形態においては、先羽根群と後羽根群の両方とを有している場合について説明しているが、遮蔽部材を１つだけとして露光を開始する場合は被写体光束の光路から退避し、撮影の終了後、再び被写体光束の光路を遮蔽する位置まで戻るような構成としてもよい。
【００３７】
３３は撮像素子で、２次元型撮像デバイスであるＣＭＯＳセンサが用いられている。撮像デバイスには、ＣＣＤ型、ＣＭＯＳ型およびＣＩＤ型など様々な形態があり、何れの形態の撮像デバイスを採用してもよい。本実施の形態においては、ＣＭＯＳ型の撮像素子が採用されている。
【００３８】
３４はクランプ／ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路であり、Ａ／Ｄ変換する前の基本的なアナログ処理を行うとともに、クランプレベルの変更も可能である。３５はＡＧＣ（自動利得調整装置）であり、Ａ／Ｄ変換する前の基本的なアナログ処理を行うとともに、ＡＧＣ基本レベルの変更も可能である。３６はＡ／Ｄ変換器であり、撮像素子３３のアナログ出力信号をデジタル信号に変換する。
【００３９】
４１０は光学ローパスフィルタで、本実施例においては水晶からなる複屈折板と位相板と複屈折板を複数枚貼り合わせて積層してローパスフィルタを構成し、更に赤外カットフィルタを貼り合わせて構成されている。有効光束と略同一形状の矩形形状とし、高価な光学ローパスフィルタを極力小さくすることで低価格化を図ることが可能となる。
【００４０】
４３０は積層型の圧電素子であり、ＭＰＵ１００に指令を受けた圧電素子駆動回路１１１により加振され、その振動を光学ローパスフィルタ４１０に伝えるように構成されている。
【００４１】
また、４００は光学ローパスフィルタ４１０、圧電素子４３０、撮像素子３３と後述する他の部品と共にユニット化される撮像ユニットであり、詳細の構成については後述する。
【００４２】
１０４は映像信号処理回路であり、デジタル化された撮像素子３３の画像データに対してガンマ／ニー処理、フィルタ処理、モニタ表示用の情報合成処理など、ハードウエアによる画像処理全般を担当する。この映像信号処理回路１０４からのモニタ表示用の画像データは、カラー液晶駆動回路１０９を介してカラー液晶表示１９に表示される。これらの機能の切換えは、ＭＰＵ１００とのデータ交換により行われ、必要に応じて撮像素子３３の出力信号のホワイトバランス情報をＭＰＵ１００に出力可能であり、その情報を基にＭＰＵ１００はホワイトバランス調整やゲイン調整を行う。
【００４３】
また、ＭＰＵ１００の指示により、何もせずにメモリコントローラ３８を通じて、バッファメモリ３７に画像データを保存することも可能である。また、映像信号処理回路１０４は、ＪＰＥＧなどの圧縮処理を行う機能も有している。また、連写の場合は一旦、バッファメモリ３７に画像データを格納し、処理時間がかかる場合にメモリコントローラ３８を通して未処理の画像データを読み出し、映像信号処理回路１０４で画像処理や圧縮処理を行い、連写スピードを稼ぐ構成となっている。連写枚数は、バッファメモリ３７の容量に大きく左右される。
【００４４】
メモリコントローラ３８では、映像信号処理回路１０４から入力された未処理のデジタル画像データをバッファメモリ３７に格納する。そして、処理済みのデジタル画像データをメモリ３９に格納したり、あるいはその逆にバッファメモリ３７やメモリ３９から画像データを映像信号処理回路１０４に出力したりする。また、メモリコントローラ３８は、外部インタフェース４０（図１におけるビデオ信号出力用ジャック１６，ＵＳＢ出力用コネクタ１７の相当する）から送られてくる映像をメモリ３９に記憶することや、メモリ３９に記憶されている画像を外部インタフェース４０から出力可能である。なおメモリ３９は、カメラ本体に対して取外しが可能である。
【００４５】
１０５はスイッチセンス回路であり、各スイッチの操作状態に応じて各部を制御する。７ａはレリーズボタン７の第１ストロークによりオンするスイッチＳＷ１である。７ｂはレリーズボタン７の第２ストロークによりオンするスイッチＳＷ２である。スイッチＳＷ２がオンされると、レリーズ操作が開始される。また、メイン操作ダイヤル８、サブ操作ダイヤル２０、撮影モード設定ダイヤル１４、メインスイッチ４３、クリーニングモード操作部材４４が接続されていて、各ＳＷの状態をＭＰＵ１００へ送信する。
【００４６】
なお、スイッチセンス回路１０５とメインスイッチ４３とＭＰＵ１００とから電源スイッチを構成している。また、電源スイッチがＯＮされたことが検出されると、電源４２からカメラ本体へ給電が開始される。
【００４７】
１０６は測光回路であり、画面内の各エリアの輝度信号として、測光センサ３７からの出力をＭＰＵ１００に出力する。ＭＰＵ１００は輝度信号をＡ／Ｄ変換し、撮影の露出を算出する。
【００４８】
１０７は液晶表示駆動回路であり、ＭＰＵ１００の表示内容命令に従って、外部液晶表示装置９やファインダ内液晶表示装置４１を駆動する。また液晶表示駆動回路１０７は、ＭＰＵ１００の指示により特定のセグメントを点滅表示状態にすることが可能である。
【００４９】
なお、液晶表示駆動回路１０７と外部液晶表示９とから表示手段を構成し、さらに、液晶表示駆動回路１０７とＭＰＵ１００とから表示制御手段を構成している
１０８はバッテリチェック回路であり、ＭＰＵ１００からの信号に従って、所定時間バッテリチェックを行い、その検出出力をＭＰＵ１００へ送る。
【００５０】
なお、バッテリチェック回路１０８とＭＰＵ１００とからバッテリチェック手段を構成している。
【００５１】
１０９は時刻計測回路でメインスイッチ４３がＯＦＦされて次にＯＮされるまでの時間や日付を計測し、ＭＰＵ１００からの指令により、計測結果をＭＰＵ１００へ送信することができる。
【００５２】
なお、時刻計測回路１０９とＭＰＵ１００とから、計測手段を構成している。
４２は電源部であり、各ＩＣ（集積回路）や駆動系に必要な電源を供給する。
【００５３】
［撮像ユニットの説明］
次に、本実施形態の撮像ユニット４００の詳細な構成について、図４〜図１０を用いて以下に説明する。図４は撮像ユニット４００の構成及び保持構造を示すためのカメラ内部の概略構成を示す分解斜視図である。図５は撮像ユニット４００の構成部材の一部を示す正面図である。図６は撮像ユニット４００の構成を示す斜視図で、図７はローパスフィルタ及び撮像素子周りの詳細な構成を示す斜視図である。図４に示すように、ミラーボックス５にはそれぞれ被写体側から順にシャッターユニット３２、カメラ本体骨格となる本体シャーシ３００、撮像ユニット４００が固着され、特に撮像ユニット４００は着脱可能な撮影レンズが取り付けられる基準となるマウント２の取り付け面に撮像素子３３の撮像面が所定の距離にかつ平行になるように調整固定されている。
【００５４】
まず、４２０は光学ローパスフィルタ４１０の周囲を囲む枠部と左右に伸びた取り付け保持のための腕部を有するの樹脂または金属製のローパスフィルター保持部材であり、図示のように枠部の１辺側に圧電素子４３０を収納する収納部が設けられており、圧電素子４３０の一端を接着等により固着する。
【００５５】
また、枠部の対抗する側にはバネ性を有する付勢部材４４０を収納する収納部が設けられており、光学ローパスフィルタ４１０を圧電素子４３０の方向に付勢するように構成される。
【００５６】
すなわち、ローパスフィルター保持部材４２０に対して、光学ローパスフィルタ４１０は圧電素子４３０と付勢部材４４０とで略同一平面内方向で挟み込むように配置され、付勢部材４４０は、光学ローパスフィルタ４１０の運動が圧電素子４３０の伸縮運動と追随するようになっている。
【００５７】
付勢部材４４０は弾性体であれば、金属によって形成される板バネやコイルバネを用いてもよいし、ゴムやプラスチックなどの高分子重合体を用いてもよい。また、本実施の形態においては、付勢部材４４０を別部材として設けたが、ローパスフィルタ保持部材４２０にバネ性を持たせることで、光学ローパスフィルタ４１０の運動が圧電素子４３０の伸縮運動と追随するように保持しても良い。
【００５８】
また、光学ローパスフィルタ４１０の外周の４辺とローパスフィルター保持部材４２０の隙間は枠状の弾性部材４５０を介在させている。この弾性部材４５０の枠状の断面は、圧電素子４３０の伸縮方向に直交する腕部の断面B-Bと圧電素子４３０の伸縮方向に平行な腕部の断面A-Aとで剛性を変えてある。つまりは弾性部材４５０は圧電素子４３０の伸縮に追従する光学ローパスフィルタ４１０の揺動を許容する方向に剛性を弱く、また圧電素子４３０の伸縮に対して角度をもった光学ローパスフィルタ４１０の平面に対して倒れの方向に剛性を強くなるように一体的に形成されている。
【００５９】
さらには、光学ローパスフィルタ４１０の周囲４辺はローパスフィルター保持部材４２０にたいして圧電素子４３０と弾性部材４５０とで隙間のないように密閉される。
【００６０】
ここで圧電素子４３０は本実施例においては、圧電体と内部電極とを交互に積層してなる積層型の圧電素子を用いている。圧電体間には内部電極が配されているが、この内部電極は金属材料で形成しているので、内部電極を通じて各圧電体に所定の電圧を印加し、圧電体を逆圧電効果による変位を起こさせる作用を有する。本実施例においては、圧電体の積層方向に電圧を印加するｄ３３型の積層型圧電素子を採用しているが、圧電素子には様々な形態があり、光学ローパスフィルタの面水平方向に変位を生じるものであれば、何れの圧電素子を使用してもよい。
【００６１】
圧電素子の断面積は大きい方がより大きな出力を得ることが可能となるが、本実施例における圧電素子の断面形状は、光軸方向長さを光学ローパスフィルタの厚みと同等もしくはそれ以下とし、光軸方向に直角かつ揺動方向に直角な方向の長さが長くなるように構成することで、より大きな出力を得ながらも、光軸方向にカメラが大型化することを防止している。また、圧電素子の断面形状を上述のような構成にすることで、圧電素子４３０の光軸に垂直な面内での回転に対する許容座屈応力が大きくなるので、光学ローパスフィルタ４１０が光軸に垂直な面内での回転成分を持った振動をしても、圧電素子の座屈破壊を防止することが可能となる。
【００６２】
また、本実施例においては、光学ローパスフィルタ４１０と圧電素子４３０が直接当接する構成となっているが、間にスペーサを挟む構成としても良い。また、本実施例ではローパスフィルタ保持部材４２０に圧電素子４３０を収納する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、圧電素子収納部を別部材として構成しても適用可能である。
【００６３】
圧電素子４３０は、電圧印加による伸縮方向が光軸と直交する方向（カメラ天地方向）に保持されている。圧電素子４３０はローパスフィルタ保持部材４２０とは接着されていてもよいが、光学ローパスフィルタ４１０とは接着させない。光学ローパスフィルタ４１０の一端は圧電素子４３０と当接し、対向する一端は付勢部材４４０と当接する。付勢部材４４０は、光学ローパスフィルタ４１０の運動が圧電素子４３０の伸縮運動と追随するように、光学ローパスフィルタ４１０を圧電素子４３０に対して光軸と略直角方向に付勢する。付勢部材４４０は弾性体であれば、金属によって形成される板バネやコイルバネを用いてもよいし、ゴムやプラスチックなどの高分子重合体を用いてもよい。また、本実施の形態においては、付勢部材４４０を別部材として設けたが、ローパスフィルタ保持部材４２０にバネ性を持たせることで、光学ローパスフィルタ４１０の運動が圧電素子４３０の伸縮運動と追随するように保持しても良い。
【００６４】
次に４６０は、光学ローパスフィルター４１０を光学平面方向に直行する方向にローパスフィルタ保持部材４２０とで挟みこむように規制する板状の規制部材であり周囲をローパスフィルタ保持部材４２０に引掛けるように固定される。
【００６５】
これにより、光学ローパスフィルタ４１０は、光学部材規制部材４６０とローパスフィルタ保持部材４２０の間で光軸方向の動きを規制され、圧電素子４３０の光軸方向への倒れによる座屈破壊を防止することが可能となる。また、光学部材規制部材４６０は、光学ローパスフィルタ４１０の外周部を覆っており、光学ローパスフィルタ４１０の外周部から撮影光束が撮像素子へ入射することを防ぎ、光学ローパスフィルタ４１０の外周部の反射光によるゴーストを防止している。従って、光学ローパスフィルタの外周部寸法を有効光束（撮像素子３３の受光面）に近づけることができるので、高価な光学ローパスフィルタ４１０を可及的に小さくすることで、低価格化を図ることが可能となる。
【００６６】
以上、ローパスフィルタ保持部材４２０にたいして、光学ローパスフィルタ４１０を圧電素子４３０と付勢部材４４０とでサンドイッチするように揺動自在に保持し、光学ローパスフィルタ４１０の外周部を枠状の弾性部材４５０で揺動自在に密閉し、規制部材４６０で光学ローパスフィルタ４１０の光学面直交方向に規制するように固定されたローパスフィルタ保持ユニット４７０を構成する。
【００６７】
５１０は矩形の開口部を有しその開口部に撮像素子３３を露出させるように撮像素子３３を固着する板状の撮像素子保持部材であり、周囲にミラーボックス５にビス固定するための腕部を３ヶ所有する。そして撮像素子保持部材５１０と撮像素子３３とで撮像素子保持ユニット５００を構成する。
【００６８】
ローパスフィルタ保持ユニット４７０のローパスフィルタ保持部材４２０は、弾性を有するゴムシート５２０を挟み込むように撮像素子保持ユニット５００の撮像素子保持部材５１０に対してローパスフィルタ保持部材４２０の腕部を段ビス５３０で結合され、前述の撮像ユニット４００を構成する。ゴムシート５２０は枠部と対抗する２ヶ所の段ビス５３０を指示する環状の腕部とが一体的に形成され、枠部の一方は撮像素子３３に密着し他方はローパスフィルタ保持部材４２０の枠部に密着する。
【００６９】
したがって、ローパスフィルタ保持部材４２０と撮像素子３３との間をゴムシート５２０で、光学ローパスフィルタ４１０とローパスフィルタ保持部材４２０との間を圧電素子４３０と弾性部材４５０とで封止されるため、光学ローパスフィルタ４１０と撮像素子３３の空間は、ゴミ等が侵入しないような密閉空間となる。
【００７０】
さらには、圧電素子４３０が振動状態になってもローパスフィルタ保持ユニット４７０の振動は、ゴムシート５２０の弾性により浮遊支持構造になっているため撮像素子３３には伝わりにくい。
【００７１】
次に動作について述べる。
【００７２】
ローパスフィルタ保持部材４２０に収納されている圧電素子４３０に所定の周期電圧を印加すると、圧電素子４３０は光軸と直角方向（カメラ天地方向）に振動する。光学ローパスフィルタ４１０は圧電素子４３０と付勢部材４４０とで略同一平面内方向で挟み込むように配置されている。したがって、光学ローパスフィルタ４１０と圧電素子４３０は密着した状態で保持されているため、圧電素子４３０の振動により光学ローパスフィルタ４１０は圧電素子４３０の振動方向と略平行方向かつ光軸と直行する方向（カメラ天地方向）に振動させられる。
【００７３】
先述の通り、ローパスフィルタ保持部材４２０と撮像素子３３との間をゴムシート５２０で、光学ローパスフィルタ４１０とローパスフィルタ保持部材４２０との間を圧電素子４３０と弾性部材４５０とで封止されるため、光学ローパスフィルタ４１０と撮像素子３３の空間は、ゴミ等が侵入しないような密閉空間であり、ローパスフィルタ保持ユニット４７０の振動は、ゴムシート５２０によって吸収され撮像素子３３にほとんど伝わらない構造となっている。これらの構成により、圧電素子４３０が振動しても、撮像素子３３はほとんど振動せずに光学ローパスフィルタ４１０のみが振動するので、被振動物の質量を小さくすることができ、より少ないエネルギーで光学ローパスフィルタ４１０に振動を起こすことが可能となる。またさらに、光学ローパスフィルタ４１０の振動が、撮像素子３３にほとんど伝わらないため、撮像素子３３の接着剥がれといった破損を防止することが可能となる。また逆に、カメラに対する衝撃時には、その衝撃は圧電素子４３０にはほとんど伝わらないため、圧電素子４３０が衝撃により破損することを防止できる。
【００７４】
また、撮像素子と光学ローパスフィルタの間の略機密性を保持することで、この空間に外部から異物が侵入することを防止している。振動中にも隙間を発生させず外部から異物が侵入することを防止している。
【００７５】
先述の通り、光学ローパスフィルタ４１０と圧電素子４３０は結合しない構成となっているため、圧電素子４３０に周期電圧を印加して伸縮させても、圧電素子４３０は光学ローパスフィルタ４１０によって引張られない。そのため、これにより、圧電素子４３０に超音波域の高周波電圧を印加したとしても、圧電素子４３０に過大な引張応力が負荷されることがなく、積層部分における剥離といった破損を防ぐことが可能となる。
【００７６】
尚、上述の実施の形態においては、振動させる光学部品として光学ローパスフィルタ４１０を例示したが本発明はこれに限定されるものではなく、他の光学部品であっても適用可能である。
【００７７】
次に、本実施例において、光学ローパスフィルタ４１０表面に付着した塵埃などを除去する動作について、図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００７８】
まず、ステップＳ９でスタート、ステップＳ１０で、電源オン時に、カメラのスイープ動作の設定が有効になっているか否かの判定を行い、スイープ動作の設定が有効になっていなかったら、ステップＳ１４に進み、有効になっていたらステップＳ１１に進む。ここで、スイープ動作とは、光学ローパスフィルター４１０上の塵埃を除去するための動作を言う。
【００７９】
ステップＳ１１ではカメラに取り付けられているレンズの絞り値を取得する。さらにステップＳ１２では振動モードを決定する。決定方法の詳細については後述する。
【００８０】
ステップＳ１３では、ステップＳ１２で決定された振動モードで光学ローパスフィルター４１０を振動させる。この時、圧電素子４３０をマイクロコンピュータ１００の指示に従って振動させることで光学ローパスフィルター４１０を振動させる。
【００８１】
ステップＳ１４では、レリーズ釦７が半押しさすることにより、測光センサー３７を用いて被写体の輝度を測定し、シャッター秒時や絞り値を演算する。次にＡＦセンサー３１を用いて、被写体のデフォーカス量を検出し、カメラ側、レンズユニット側それぞれの通信端子２１を用いてレンズユニットと通信し、レンズシステム制御によりＡＦ駆動回路２０２を用いて、撮影レンズ２００を合焦位置に駆動する。
【００８２】
ステップＳ１５ではカメラに取り付けられているレンズ情報及び、ステップＳ１４で演算された絞り値を取得し、ステップＳ１６では振動モードを決定する
ステップＳ１７では、ステップＳ１６で決定された振動モードで光学ローパスフィルター４１０を振動させる。この時、圧電素子４３０をマイクロコンピュータ１００の指示に従って振動させることで光学ローパスフィルター４１０を振動させる。
【００８３】
ステップＳ１８でレリーズ釦７が完全に押されると、ＳＷ２がＯＮとなり、ステップＳ１９で、クイックリターンミラー６がミラーアップ状態になると共にレンズ制御回路２０１により絞り駆動回路２０３を介して、演算された絞り値にレンズの絞りが制御される。その後、露光が開始され、光学ローパスフィルター４１０によりある特定の周波数成分がカットされた後、撮像素子３３で画像信号を取り込む。取り込まれたアナログ信号はＡ／Ｄ変換器３６によりデジタル信号に変換され、映像信号処理回路１０４により、設定されているＩＳＯ値に基づいて画像処理が行われる。画像処理が行われた画像データは、メモリーコントローラ３８を介して一旦、バッファメモリー３７に書き込まれ、その後外付けメモリー３９に書き込まれるか、インターフェース４０を介して外部の記録媒体に書き込まれ、ステップＳ２０で終了となる。
【００８４】
また、撮影者により、クリーニングモード操作部材４４が操作されると、クリーニングモード開始の指令を受けて、カメラ本体１０１をクリーニングモードの状態に移行させる。なお、クリーニングモード操作部材４４は、クリーニングモードへの移行を指示するための操作部材で、例えば機械的なボタンやスイッチ等があっても良く、或いは外部液晶表示装置９に表示されたメニューからカーソルキーや指示ボタンなどを用いて設定するものであっても良い。
【００８５】
この操作がされると、ステップＳ１１からステップＳ１３と同じ動作を行う。
【００８６】
先述の通り、圧電素子４３０は印加される電圧に応じて伸縮する。圧電素子が伸びると、光学ローパスフィルタ４１０は圧電素子４３０に押されて光軸に直角で面水平方向に移動し、付勢部材４４０はその移動量分だけ縮む。圧電素子４３０が縮むと、光学ローパスフィルタ４１０は付勢部材４４０によって圧電素子４３０に対して付勢されているため、圧電素子４３０の縮む運動に追随して移動する。圧電素子４３０に周期電圧が印加されると、上記運動の繰り返しが生じ、光学ローパスフィルタ４１０は圧電素子４３０の周期的な伸縮に追随して、光軸に直角で面水平方向に振動する。
【００８７】
次に図１２を用いて、ステップＳ１２、ステップＳ１６の振動モード決定について説明する。
【００８８】
絞り値がF5.6までの場合は、撮像素子に付着した塵埃が撮影された画像としてはほとんど写り込まない状態なので、通電時間を短くし、使用周波数は振幅、加速度が小さく、消費電力が少ない状態を設定する。
【００８９】
また、絞り値がF5.6からF8までの場合は、撮像素子に付着した塵埃が撮影された画像としては比較的写り込みやすい状態なので通電時間を比較的長くし、使用周波数もある程度の振幅、加速度が出る状態を設定する。この場合は上記の場合よりも消費電力は大きくなる。
【００９０】
さらに、絞り値がF8以上の場合は、撮像素子に付着した塵埃が撮影された画像として非常に写り込みやすい状態なので、通電時間を長く、また使用周波数も共振周波数としては最大の振幅、加速度となる周波数を設定する。消費電力は最大となる。
【００９１】
通電時間や周波数、及びこの組み合わせは、これに限るものではない。
【００９２】
次に、光学ローパスフィルタ４１０の振動によって、光学ローパスフィルタ面上の異物が除去される仕組みについて、式（１）および（２）を用いて説明する。
【００９３】
異物は、液架橋力やファンデルワールス力、静電気力などの力によって光学ローパスフィルタに付着している。この付着力は、図に示すように、光学ローパスフィルタ面に対して、垂直方向に作用している。式（１）に示すように、光学ローパスフィルタが振動すると、その振動加速度αと異物の質量に比例する慣性力Ｆが、異物に加わる。
【００９４】
Ｆ＝ｍα・・・式（１）
このとき、光学ローパスフィルタの振動方向は面水平方向であるため、慣性力Ｆは付着力Ｎと垂直方向に作用する。この異物に加わる慣性力Ｆが、異物が動くために必要な最大静止摩擦力よりも大きいと、異物は光学ローパスフィルタに対して移動し、光学ローパスフィルタ面上から除去される。異物が動くための最大静止摩擦力は、異物と光学ローパスフィルタ間の付着力Ｎと、静止摩擦係数μの積で表されるため、異物除去に必要な慣性力の条件は、式（２）で表される。
【００９５】
Ｆ＝ｍα≧μＮ（Ｎ）・・・式（２）
静止摩擦係数μは、異物や光学ローパスフィルタの材質、表面状態、温湿度といった環境条件などにより左右されるが、例えばガラスとプラスチック間の静止摩擦係数μは一般的に0.3程度であると言われている。
【００９６】
つまり、光学ローパスフィルタを面水平方向に振動させ、付着力Ｎに対して垂直方向に慣性力Ｆを作用させることで、付着力Ｎのμ倍（0.3倍程度）の力で異物を動かすことができ、より少ないエネルギで異物を除去することが可能となる。
【００９７】
このように圧電素子に対して周期的な電圧を印加することで、光学ローパスフィルタが振動し、光学ローパスフィルタ表面に付着した異物は除去される。
【００９８】
以上説明したように本実施の形態によれば、撮像素子近傍の光学ローパスフィルタ表面に付着した異物を、より効率的にクリーニング動作で除去し、無駄な電力消費を無くすことで、より長時間撮影が行える撮像装置及びその制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施形態であるデジタル一眼レフカメラの前方より見た外観斜視図である。
【図２】本発明の実施形態であるデジタル一眼レフカメラの背面側より見た外観斜視図である。
【図３】本発明の実施形態であるデジタル一眼レフカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】ローパスフィルタ及び撮像素子周りの保持構造を示すためのカメラ内部の概略構成を示す分解斜視図である。
【図５】ローパスフィルタ保持ユニット４７０及びその断面A-Aを示す断面図である。
【図６】ローパスフィルタ保持ユニット４７０とゴムシート５２０、および撮像素子保持ユニット５００の保持構造を示すための分解斜視図である。
【図７】ローパスフィルタ及び撮像素子周りの詳細な構成を示す斜視図である。
【図８】ローパスフィルタ保持ユニット４７０の構成部材の一部を示す正面図である。
【図９】弾性部材４５０の部品詳細図である。
【図１０】ゴムシート５２０の部品詳細図である。
【図１１】振動モードの自動設定の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】振動モードをレンズの絞り値で段階別に定義した図である。
【符号の説明】
【０１００】
１ カメラ本体
１a グリップ部
２ マウント
４ レンズロック解除ボタン
５ ミラーボックス
６ クイックリターンミラー
７ シャッタボタン
８ メインダイヤル
９ 液晶表示部
１０ 上面動作モード設定ボタン
１１ ストロボユニット
１２ シュー溝
１３ フラッシュ接点
１４ 撮影モード設定ダイヤル
１５ 外部端子蓋
１６ ビデオ信号出力用ジャック
１７ USB出力用コネクタ
１８ ファインダー接眼窓
１９ 液晶表示部
２０ サブ操作ダイヤル
２１ マウント接点
３２ シャッターユニット
３３ 撮像素子
３００ 本体シャーシ
４００ 撮像ユニット
４１０ 光学ローパスフィルター
４２０ ローパスフィルター保持部材
４３０ 圧電素子
４４０ 付勢部材
４５０ 弾性部材
４６０ 規制部材
５００ 撮像素子保持ユニット
５１０ 撮像素子保持部材
５２０ ゴムシート
５２０a ゴムシート枠部
５２０b ゴムシート腕部
５３０ 段ビス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズが着脱可能なマウント部と、
前記撮影レンズの装着と絞り値を検出する検出手段と、
被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段と、
該撮像手段の前面に配設された光学素子と、
前記光学素子を振動させる駆動手段とを有する撮像装置において、
前記検出手段により検出された状態に基づいて前記駆動手段の振動モードを設定する設定手段を備え、
前記設定された振動モードにより前記駆動手段を駆動することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、前記設定手段は前記振動モードとして、前記駆動手段の駆動時間、駆動周波数のいずれかもしくは、これらの組み合わせについて設定することを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
撮影レンズが着脱可能なマウント部と、
前記撮影レンズの装着と絞り値を検出する検出手段と、
被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段と、
該撮像手段の前面に配設された光学素子と、
前記光学素子を振動させる駆動手段とを有する撮像装置において、
前記検出手段により検出された状態に基づいて前記駆動手段の振動モードを設定する設定手段を備え、
前記設定された振動モードにより前記駆動手段を駆動することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、前記設定手段は前記振動モードとして、前記駆動手段の駆動時間、駆動周波数のいずれかもしくは、これらの組み合わせについて設定することを特徴とする撮像装置。
【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２０１０−１４１５７４（Ｐ２０１０−１４１５７４Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１５６８９（Ｐ２００８−３１５６８９）
【出願日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【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２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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