JP2007110550A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影画像への異物の写り込みを安価な構成で且つ高い確率で防止し得る撮像装置を提供する。
【解決手段】ハーフミラー１１１をアップする場合は、チャージレバー１７０を時計周り方向に回転させる。この際、チャージレバー１７０は、ストッパ１７５に衝突して回転を停止する直前に、伝達バー１７８に衝突する。この衝突により伝達バーは、その右方向への付勢力に抗して左方向（矢印Ｂの方向）に移動し、ローパスフィルタ１１ａに衝突する。この衝突によりローパスフィルタ１１ａは振動し、その振動により、外部に露出しているローパスフィルタ１１ａの面に付着している塵埃等の異物を除去する。この異物の除去により、撮影画像への異物の写り込みが防止される。
【選択図】図５

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置に関し、特にローパスフィルタ等の光透過部材に付着した塵埃等の異物を除去するのに好適な撮像装置に関する。

レンズ交換式デジタル一眼レフカメラでは、レンズ交換時に塵埃等の異物が外部から侵入する場合がある。この異物が固体撮像素子の光電変換面に至る光路上の光透過部材、すなわち、固体撮像素子を保護するカバーガラス、光学フィルタ等に付着すると、その異物、或いは異物の影が固体撮像素子にて撮像された画像に写り込んでしまう。なお、異物は、外部から浸入するだけでなく、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して異物となる場合もある。

このような異物が固体撮像素子を保護するカバーガラスと、そのカバーガラスの前面側に配設されている光学フィルタとの間に入り込んでしまった場合には、その異物を除去するためにはカメラを分解する必要があった。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異物が入り込まないように密閉構造にする手法が採られていた。

しかしながら、密閉構造にしても、光学フィルタの外部に露出している面（以下、露出面という）に異物が付着したときは、その異物、或いは異物の影が撮影画像に写り込む場合があった。

そこで、露出面に付着した異物を除去するために、ローパスフィルタ等の光学部材の露出面をワイパーで清掃する手法も考案されている（特許文献１参照）。この手法では、レンズを外さず、またカメラを分解することなく光学部材の露出面に付着した異物を除去することができる。

しかしながら、特許文献１の構成では、光学部材の露出面をワイパーで擦っている。このため、異物が例えば金属紛のような硬いものである場合には、その異物により光学部材の露出面にキズが付く可能性がある。このキズが固体撮像素子の光電変換面に至る光路上に位置している場合は、当該キズの影が撮影画像に写り込んでしまう。

また、固体撮像素子の光電変換面の側を封止乃至保護する防塵部材を振動させることにより、防塵部材の露出面に付着した異物を除去する手法が考案されている（特許文献２参照）。
特開２００１−２９８６４０号公報 特開２００３−３３８９６７号公報

しかしながら、特許文献２の手法では、防塵部材を振動させるための機械的な構造体や構造体を駆動する電気部品等が必要になるので、コスト高となってしまう。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、撮影画像への異物の写り込みを安価な構成で且つ高い確率で防止し得る撮像装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段の前面に配設された光透過部材と、前記撮像手段により撮像を行なう前に作動する撮像準備手段を具備した撮像装置において、前記撮像準備手段を作動させる際に用いる運動エネルギーを前記光透過部材に伝達する伝達部材を有することを特徴とする。

本発明によれば、撮像準備手段を作動させる際に用いる既存の運動エネルギーを光透過部材に伝達する伝達部材を備えるだけでよい。すなわち、前記既存の運動エネルギーを前記伝達部材を介して前記光透過部材に供給することにより、該光透過部材を振動させることができる。従って、光透過部材の振動に伴って、該光透過部材に付着している塵埃等の異物の殆ど全てを除去することができる。換言すれば、撮像手段により撮像された撮影画像への異物の写り込みを安価な構成で且つ高い確率で防止し得る撮像装置を提供することが可能となる。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態を、図１〜図６に基づいて説明する。図１は、本発明の第１〜第４の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示す断面図である。本撮像装置は、レンズ交換式デジタル一眼レフカメラ（以下、Ｄ−ＳＬＲと称する）として構成されている。本Ｄ−ＳＬＲ１００は、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子を用いた単板式のデジタルカラーカメラである。Ｄ−ＳＬＲ１００は、固体撮像素子を連続的または単発的に駆動制御して動画像または静止画像を撮像することができる。固体撮像素子は、光電変換素子（画素）が２次元的に配列されたエリアセンサとして構成されている。

図２は、Ｄ−ＳＬＲ１００の撮像部１０、及びフォーカルプレンシャッタ５０の概略構成を示す断面図である。図３は、本撮像装置の電気的な構成を示すブロック図である。図４及び図５は、第１の実施の形態におけるＤ−ＳＬＲ１００のハーフミラー１１１の機械的な駆動状態を説明するための図である。図６は、ハーフミラー１１１の駆動に伴う異物除去処理を示すフローチャートである。なお、図２、図３、図６は、第１〜第４の実施の形態に共通する図面である。

図１、図３に示したように、Ｄ−ＳＬＲ１００は、着脱自在な撮影レンズ装置１０１を有している。撮影レンズ装置１０１は、図３に示したように、絞り１０２と結像光学系１０３を有している。なお、図１に示した１０３ａは、結像光学系１０３を構成する複数のレンズのうち、ハーフミラー１１１に最も近い位置に配設されたレンズである。

撮影レンズ装置１０１は、マウント機構１２６を介してＤ−ＳＬＲ１００に機械的に装着することができる。この装着状態では、撮影レンズ装置１０１は、図３に示した接点１０１ａ，１００ａを介して電気的にもＤ−ＳＬＲ１００と接続される。焦点距離の異なる撮影レンズに交換することによって、様々な画角の撮影画像を得ることが可能である。また、撮影レンズ装置１０１は、合焦動作、変倍動作等を行なうための不図示の駆動機構を有している。

結像光学系１０３から撮像部１０の固体撮像装置１５の光電変換面に至る光路Ｌ１には、光透過部材１１が配設されている。この光透過部材１１としては、光学像の必要以上に高い空間周波数成分をカットするローパスフィルタ、赤外線をカットする赤外カットフィルタ等が存在する。

固体撮像装置１５から読出された信号は、後述するように所定の処理が施された後、撮影画像データとしてディスプレイ１０７に表示される。ディスプレイ１０７は、ユーザが撮影画像を直接確認できるように、Ｄ−ＳＬＲ１００の背面に取り付けられている。なお、本実施の形態では、固体撮像装置１５の撮像素子としては、ＭＯＳ型イメージセンサを用いているが、ＣＣＤ型イメージセンサを用いることも可能である。

ハーフミラー１１１は、結像光学系１０３からの光束の一部を反射させると共に、残りの光束を透過させる。このハーフミラー１１１は、後述するように、図１の１１１ａの位置に回動可能となっている。

上記ハーフミラー１１１の回動位置１１１ａの上方には、フォーカシングスクリーン１０５が設けられている。このフォーカシングスクリーン１０５の配設位置は、結像光学系１０３によって形成される被写体像の予定結像面となっている。ユーザは、フォーカシングスクリーン１０５に結像された被写体像をペンタプリズム１１２、ファインダレンズ１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃを介して視認することができる。ファインダレンズ１０９ｂ，１０９ｃの間にはアイピースシャッタ１６３が設けられている。アイピースシャッタ１６３は、例えばセルフタイマ撮影時に閉じられる。これにより、ファインダレンズ１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃからの逆入光が固体撮像装置１５に入射してゴースト影像となるのを防止することが可能となる。

ハーフミラー１１１の背後（像面側）には、可動型のサブミラー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を透過した光束のうち光路Ｌ１に係る光束、すなわち撮像装置１５の光電変換面に至る光路上の光束を反射させて、焦点検出ユニット１２１に導いている。サブミラー１２２は、不図示のハーフミラー１１１の保持部材に設けられた回転軸を中心に回転する。すなわち、サブミラー１２２は、ハーフミラー１１１の回転に連動して回転する（図１の符号１１２ａ参照）。焦点検出ユニット１２１は、サブミラー１２２からの光束を受光して位相差検出方式による焦点検出を行う。

ハーフミラー１１１の材質は、高速回転を図るために軽量な透明樹脂となっている。また、ハーフミラー１１１の表面に可視光の波長よりも小さなピッチを持つ微細な角錐状の周期構造を樹脂によって形成してもよい。この場合、ハーフミラー１１１の表面に形成された周期構造は、いわゆるフォトニック結晶として作用して、空気と樹脂との屈折率差による光の表面反射を低減し、光の利用効率を高めることが可能となる。

なお、以後の説明において、図１の符号１１１ａ、１２２ａの位置を通る光路をファインダ光路と呼ぶ。また、結像光学系１０３から撮像部１０の固体撮像装置１５に至る光路Ｌ１を撮影光路と呼ぶこととする。

次に、焦点検出ユニット１２１について説明する。焦点検出ユニット１２１は、コンデンサーレンズ１６４、反射ミラー１６５、再結像レンズ１６６、及び焦点検出用センサ１６７を有している。

結像光学系１０３から入射され、サブミラー１２２にて反射された光束（被写体像）は、コンデンサーレンズ１６４、反射ミラー１６５、及び再結像レンズ１６６を介して焦点検出用センサ１６７上に結像される。

焦点検出用センサ１６７には、少なくとも２列の画素列が形成されている。これら２列の画素列の出力信号波形の間では、結像光学系１０３によって形成された被写体像の結像状態（合焦状態）に応じて、相対的に横方向にシフトした状態が観測される。所謂、前ピン状態と後ピン状態とでは、２列の画素列の出力信号波形のシフト方向が逆になる。そこで、焦点検出ユニット１２１の焦点検出部（図示省略）は、相関演算などの手法を用いて上記のシフト量（位相差）とシフト方向を検出する。そして、焦点検出部は、それら検出情報を合焦制御用の情報として出力する。

Ｄ−ＳＬＲ１００の上部には、可動式の閃光発光ユニット１０４が設けられている。この閃光発光ユニット１０４は、Ｄ−ＳＬＲ１００内の収納位置とＤ−ＳＬＲ１００から突出した発光位置との間で回動可能となっている。また、Ｄ−ＳＬＲ１００には、当該Ｄ−ＳＬＲ１００を起動させるためのメインスイッチ１１９と、レリーズボタン１２０が設けられている。レリーズボタン１２０は、２段階の押下ストロークでそれぞれＯＮ状態になる第１のスイッチ（ＳＷ１）、第２のスイッチ（ＳＷ２）を内蔵している。レリーズボタン１２０を半押し状態にすると第１のスイッチ（ＳＷ１）がＯＮし、撮影準備動作（測光動作や焦点調節動作等）が開始される。また、レリーズボタン１２０を全押し状態にすると第２のスイッチ（ＳＷ２）がＯＮし、固体撮像装置１５を用いた撮影動作が開始される。

前述のハーフミラー１２２の後方（像面側）には、フォーカルプレンシャッタ５０と撮像部１０が設けられている。このフォーカルプレンシャッタ５０と撮像部１０の構成を図２に基づいて説明する。

図２において、撮像部１０は、固体撮像装置１５、光透過部材１１を有している。固体撮像装置１５の固体撮像素子１５ｂは、カバーガラス１５ａで覆われている。このカバーガラス１５ａにより、固体撮像素子１５ｂが機械的に破損されるのを防止すると共に、固体撮像素子１５ｂに塵埃等の異物が付着してその異物、或いはその影が撮影画像に写り込むのを防止することができる。

また、カバーガラス１５ａと光透過部材１１との間は、シール部材１６により密封されている。従って、カバーガラス１５ａと光透過部材１１との各対向面に塵埃等の異物が付着して、その異物或いはその影が撮影画像に写り込むのを防止することもできる。固体撮像装置１５は、接続端子１５ｃを介して、基板１７上に形成された制御回路と電気的に接続されている。基板１７は、保持部材１８ａを介して保持板１８により保持されている。

光透過部材１１は、ローパスフィルタ１１ａと赤外カットフィルタ１１ｂを有している。これら、ローパスフィルタ１１ａ、赤外カットフィルタ１１ｂは、保持部材１２により保持されている。ローパスフィルタ１１ａ及び赤外カットフィルタ１１ｂと保持部材１２とは、支持板１３により一体化されている。なお、図２におけるローパスフィルタ１１ａと赤外カットフィルタ１１ｂの位置関係は、左右逆転させてもよい。また、光透過部材１１としては、ローパスフィルタ１１ａ、赤外カットフィルタ１１ｂ以外の光透過部材を用いることも可能である。

フォーカルプレンシャッタ５０は、先幕２１と後幕２２を有している。これら先幕２１と後幕２２の駆動スペースは、中間板２３で仕切られている。先幕２１は、複数のシャッタ羽根２１ａ〜２１ｄを有している。後幕２２も先幕２１と同様に複数のシャッタ羽根を有している。後幕２２は押え板２４により中間板２３の方向に押えられている。この押え板２４には、撮像のためにその略中央部に開口部２４ａが形成されている。

また、先幕２１は、カバー板２５により中間板２３の方向に押えられている。このカバー板２５にも、撮像のためにその略中央部に開口部２５ａが形成されている。さらにカバー板２５には、シャッタ羽根２１ａ〜２１ｄの最大開口量を規制するためのストッパーゴム２９が取り付けられている。

次に、本撮像装置の電気的な構成の概要を図３のブロック図に基づいて説明する。

撮影レンズ装置１０１は、レンズシステム制御部１４１を有している。このレンズシステム制御部１４１は、ＡＦモータ１４７を駆動制御して結像光学系１０３のフォーカスレンズを光軸上で移動させることにより、合焦制御を行なう。また、レンズシステム制御部１４１は、絞り駆動源１４３を駆動制御して絞り１０２の絞り量を変化させる。これにより、結像光学系１０３への入射光量が調節される。レンズシステム制御部１４１は、上記のような駆動制御をＤ−ＳＬＲ１００のカメラシステム制御部１３５からの指示に基づいて行なう。

なお、レンズシステム制御部１４１は、Ｄ−ＳＬＲ１００のカメラシステム制御部１３５等の回路と電気的に接続可能となっている。この電気的な接続は、撮影レンズ装置１０１をマウント機構を介してＤ−ＳＬＲ１００に装着した際に自動的に行なわれる。この自動接続は、上記の装着動作により両者のマウント機構にそれぞれ設けられた接点１０１ａと接点１００ａが自動的に接触することにより実現される。

Ｄ−ＳＬＲ１００は、カメラシステム制御部１３５を中核として、撮影動作、画像処理、画像記録・再生処理等を行なう。カメラシステム制御部１３５は、これら動作や処理を、操作検出部１３６により検出されたユーザによる各種の操作、例えばレリーズボタン１２０の押下操作に応答して行なう。また、カメラシステム制御部１３５は、これら操作内容や操作に対応する動作モード等の情報を情報表示部１４２に表示する。

カメラシステム制御部１３５は、レンズシステム制御部１４１に絞り量、フォーカスレンズの駆動量等の情報やコマンドを送信することにより、絞り制御、合焦制御を行なう。また、カメラシステム制御部１３５は、ハーフミラー１１１及びサブミラー１２２の回転制御、フォーカルプレンシャッタ５０の開閉制御、固体撮像装置１５の駆動制御を行なう。

カメラシステム制御部１３５は、ＡＦ制御部１４０を用いてＡＦ（自動合焦）制御を行なう。すなわち、ＡＦ制御部１４０は、カメラシステム制御部１３５の指示に基づいて、焦点検出用センサ１６７から出力された信号を解析して結像光学系１０３の焦点調節状態（デフォーカス量）を検出する。そして、ＡＦ制御部１４０は、検出したデフォーカス量をフォーカスレンズの駆動量に変換し、その駆動量をカメラシステム制御回路１３５を介してレンズシステム制御回路１４１に送信する。

カメラシステム制御部１３５は、フォーカルプレンシャッタ５０の開閉制御を行なう場合は、シャッタ制御部１４５を用いる。すなわち、シャッタ制御部１４５は、カメラシステム制御部１３５からの指示（シャッタ速度を含む）に基づいて、先幕駆動源３５、チャージ源３６、後幕駆動源３７を適宜制御することにより、フォーカルプレンシャッタ５０の先幕２１、後幕２２を開閉駆動する。先幕駆動源３５は、先幕２１の開閉動作を行うための公知のコイルやヨーク等で構成された電磁アクチュエータと駆動レバー等で構成されている。チャージ源３６は、開口状態の先幕２１を再び閉じるための公知の駆動レバーやスプリング等で構成されている。後幕駆動源３７は、先幕駆動源３５と同様の構成要素で構成されている。

また、カメラシステム制御部１３５は、撮像装置駆動部１３７を介して固体撮像装置１５を駆動制御する。固体撮像装置１５は、撮像装置駆動部１３７により駆動制御されてＲ，Ｇ，Ｂ各色のアナログの画素信号を出力する。さらに、カメラシステム制御部１３５は、Ａ／Ｄ変換部１３０、ＲＧＢ画像処理部１３１、ＹＣ処理部１３２、記録処理部１３３、及び再生処理部１３４を制御して、画像処理、画像記録・再生処理を行なう。

Ａ／Ｄ変換部１３０は、固体撮像装置１５から出力されたアナログのＲ，Ｇ，Ｂの画像信号（画素信号）を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からの出力信号に対して、ホワイトバランス処理、ガンマ補正処理等の画像処理を施す。ＹＣ処理部１３２は、ＲＧＢ画像処理部１３１から出力された画像信号に基づいて、輝度信号Ｙ、及び色差信号（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）を生成する。

記録処理部１３３は、静止画又は動画を表わす輝度信号、及び色差信号を圧縮して、画像データとして所定の記録媒体に記録する。なお、記録処理部１３３は、圧縮機能と伸張機能を有している。また、記録処理部１３３にて記録された画像データは、接続端子１３８を介して外部のコンピュータ等に送信することができる。

再生処理部１３４は、上記の記録媒体に記録された画像データ、すなわち輝度信号Ｙ、及び色差信号（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）を読出して、これら輝度信号Ｙ、及び色差信号をマトリクス変換処理により例えばＲＧＢ信号に変換する。再生処理部１３４により変換されたＲＧＢ信号は、ディスプレイ１０７に出力されて表示される。

次に、本実施の形態の特徴点であるハーフミラー１１１の回転機構、及び回転動作を、図４〜６に基づいて説明する。なお、図４（ａ），（ｂ）、図５と、前述の図１、図２とでは、左右方向が逆転した状態となっている。また、図４（ａ）、図５は、ハーフミラー１１１がファインダ光路に退避している状態を示し、図４（ｂ）は、ハーフミラー１１１が撮影光路に位置している状態を示している。

図４（ａ），（ｂ）において、ハーフミラー１１１は、Ｄ−ＳＬＲ１００のシャーシ（不図示）に取り付けられた保持部材１１１ａにより保持されている。この保持部材１１１ａは、保持部材１１１ａの左端部に取り付けられた回転軸１１１ｃにより、回転可能に支持されている。また、保持部材１１１ａは、不図示のトーションバネ等により、図４（ａ）にて矢印Ｘで示した時計回り方向に付勢されている。さらに、保持部材１１１ａの右端部には係止ピン１１１ｂが取り付けられている。この係止ピン１１１ｂには、チャージレバー１７０のミラーアーム部１７０ｂが当接されている。

従って、回転軸１１１ｃにより軸支され、図４（ａ）の矢印Ｘの方向に付勢されている保持部材１１１ａ、及びハーフミラー１１１の回転は、チャージレバー１７０のミラーアーム部１７０ｂにより規制されることとなる。

このチャージレバー１７０は、回転軸１７０ａにより、回転可能に支持されている。図４（ａ）にて矢印Ｙで示したように、チャージレバー１７０は、チャージスプリング１７３により時計回り方向に付勢されている。このチャージスプリング１７３の一端は、チャージレバー１７０の係止部１７１に係止されている。また、チャージスプリング１７３の他端は、不図示のＤ−ＳＬＲ１００のシャーシに設けられた係止部１７４に係止されている。

ストッパ１７５は、スタッド１７６に一体的に取り付けられている。このストッパ１７５はゴム等の弾性体により構成されている。ストッパ１７５は、チャージレバー１７０が時計回り方向に回転する場合の最大回転位置を規制する機能を有している。また、ストッパ１７５は、チャージレバー１７０の回転によりハーフミラー１１１がファインダ光路にセットされる際の衝撃力を吸収する機能も有している。なお、ストッパ１７５は、上記の機能の他に、本実施の形態に特有な機能も有するが、この特有な機能については後述する。

伝達バー１７８は、光透過部材１１の露出面に付着した塵埃等の異物を除去するために、本実施の形態において新たに設けられたものである。この伝達バー１７８は、チャージレバー１７０が時計周り方向に回転する際の回転エネルギーを光透過部材１１に伝達する。すなわち、伝達バー１７８は、図４（ａ），（ｂ）の横方向に平行移動可能にＤ−ＳＬＲ１００のシャーシ（不図示）に保持されている。また、伝達バー１７８は、不図示のガイド部材によりガイドされながら平行移動する。さらに、伝達バー１７８は、不図示の付勢部材により、図４（ａ）に示した矢印Ａの方向に付勢されている。

このような構成の下で、伝達バー１７８は、チャージレバー１７０が時計周り方向に回転した際に、チャージレバー１７０の端部１７０ｃと衝突する。この衝突により、伝達バー１７８は、上記の矢印Ａの方向の付勢力に抗して、当該矢印Ａの方向とは逆の方向に移動する（図５の矢印Ｂ参照）。そして、伝達バー１７８は、ローパスフィルタ１１ａと衝突してローパスフィルタ１１ａを振動させる。

この振動により、密閉空間の外部に露出しているローパスフィルタ１１ａの露出面に塵埃等の異物が付着していた場合には、この異物のほぼ全てが除去される。すなわち、粘着力のある異物は、上記振動では除去できない可能性もある。しかし、通常の撮像装置の使用形態では、粘着力の有る異物がローパスフィルタ１１ａに付着する可能性は殆どない。

また、フォーカルプレンシャッタ５０の先幕２１、後巻２２の各シャッタ羽根同士の摺動により発生した微粉末がローパスフィルタ１１ａの露出面に付着することも考えられる。しかし、この微粉末は、粘着性はなく、ローパスフィルタ１１ａの振動により、容易に除去することができる。なお、本実施の形態では、上記のように、光透過部材に付着した異物を振動により除去しているので、その除去を行なっている最中に光透過部材にキズが付くことは殆ど有り得ない。

次に、チャージレバー１７０の回転動作に伴うハーフミラー１１１の回転動作を説明する。図４（ａ）の状態において、不図示の駆動源（例えばモータ）により、チャージレバー１７０が図４（ａ）の矢印Ａの方向に駆動されたとする。この場合、チャージレバー１７０は、チャージスプリング１７３による時計周り方向の付勢力に抗して、回転軸１７０ａを中心に反時計回り方向に回転し始める。このチャージレバー１７０の回転に伴って、チャージレバー１７０のミラーアーム部１７０ｂも回転し始める。

この際、前述のように、ハーフミラー１１１の保持部材１１１ａは時計回り方向に付勢されている。従って、係止ピン１１１ｂとミラーアーム部１７０ｂとの当接状態は維持されるが、その当接位置は、チャージレバー１７０の回転軸１７０ａの方向に変化していく（図４（ｂ）参照）。このように、係止ピン１１１ｂとミラーアーム部１７０ｂとの当接位置が回転軸１７０ａの方向に変化することにより、保持部材１１１ａの時計回り方向への回転自由度が徐々に大きくなる。これにより、時計回り方向へ付勢された保持部材１１１ａは、ハーフミラー１１１と一体になって時計回り方向へ回転する。

そして、チャージレバー１７０が図４（ｂ）に示す位置まで回転すると、係止爪１７９がチャージレバー１７０の端部１７０Ｃの回動経路に侵入する。そして、係止爪１７９とチャージレバー１７０の端部１７０ｃが当接した状態になる。この当接状態になるタイミングで、上記駆動源によるチャージレバー１７０の回転駆動が停止される。この図４（ｂ）の状態では、チャージスプリング１７３による矢印Ｚの方向の付勢力は、係止爪１７９により規制されている。従って、駆動源によるチャージレバー１７０の回転駆動が停止されたとしても、ハーフミラー１１１及びチャージレバー１７０は、図４（ｂ）の位置に固定されることとなる。

なお、チャージレバー１７０が反時計回り方向に回転した場合は、伝達バー１７８は、前述の付勢力により右方向に移動することとなる。この場合、図４（ｂ）に示したように、伝達バー１７８の右方向への移動量は、不図示の規制部材により、図４（ａ）の位置から最大「δ」だけしか移動できないように規制されている。

次に、本実施の形態に特有な異物除去処理を、図６のフローチャートに基づいて説明する。なお、この異物除去処理に入る段階では、ハーフミラー１１１は、図４（ｂ）の状態、すなわちミラーダウンの状態にあるものとする。

カメラシステム制御部１３５は、レリーズボタン１２０の操作により第１のスイッチＳＷ１がオンされるのを待つ（ステップＳ１００）。第１のスイッチＳＷ１がオンされると、カメラシステム制御部１３５は、測光処理、測距処理を行う（ステップＳ１０１）。次に、カメラシステム制御部１３５は、ＡＦ制御回路１４０からのフォーカスレンズの駆動量をレンズシステム制御部１４１に送信して、合焦動作を実行させる（ステップＳ１０２）。そして、カメラシステム制御部１３５は、ステップＳ１０１の測光結果に基づいて算出した露出値に関する情報をレンズシステム制御部１４１に送信して、絞り動作を実行させる（ステップＳ１０３）。

次に、カメラシステム制御部１３５は、レリーズボタン１２０の操作により第２のスイッチＳＷ２がオンされるのを待つ（ステップＳ１０４）。第２のスイッチＳＷ２がオンされると、カメラシステム制御回路１３５は、ハーフミラー１１１をアップさせる（ステップＳ１０５）。このミラーアップ制御を行なう場合、カメラシステム制御回路１３５は、前述の係止爪１７９をチャージレバー１７０の端部１７０ｃの回動経路から退避させるだけでよい。

すなわち、係止爪１７９を図４（ｂ）の位置から下方向に退避させると、チャージレバー１７０は、チャージスプリング１７３の付勢力により自動的に時計周り方向に回転する。この自動回転により、チャージレバー１７０のミラーアーム部１７０ｂと保持部１１１ａの係止ピン１１１ｂとの当接位置は、保持部１１１ａに対する時計周り方向の付勢力に抗して、ミラーアーム部１７０ｂの先端の方向へ変化していく。すなわち、チャージスプリング１７３の付勢力は、保持部１１１ａに対する付勢力と、ミラーアーム部１７０ｂと係止ピン１１１ｂとの静止摩擦力との合計値よりも大きく設定されている。

そして、チャージレバー１７０がストッパ１７５に衝突することにより、チャージレバー１７０の回転が自動的に停止される。この回転停止状態では、図４（ａ）に示したように、係止ピン１１１ｂは、ミラーアーム部１７０ｂの先端と当接した状態となっている。従って、ハーフミラー１１１は、図４（ａ）の位置を安定的に維持することができる。

一方、伝達バー１７８は、前述のように、チャージレバー１７０が時計周り方向に回転する前の図４（ｂ）の状態では、図４（ａ）に示した状態よりも「δ」だけチャージレバー１７０の方向にスライドしている。

この図４（ｂ）の状態でチャージレバー１７０が時計回り方向に回転すると、図５に示したように、チャージレバー１７０は、ストッパ１７５と衝突する直前に伝達バー１７８に衝突する。すなわち、上記の伝達バー１７８のスライド位置（規制位置）とストッパ１７５の配設位置との位置関係等は、チャージレバー１７０がストッパ１７５と衝突する直前に伝達バー１７８に衝突するように設定されている。

時計周り方向に回転しているチャージレバー１７０が伝達バー１７８に衝突すると、チャージレバー１７０の回転エネルギーが伝達バー１７８に伝達される。このようにして回転エネルギーを受けた伝達バー１７８は、図５の右方向の付勢力に抗して左方向（矢印Ｂの方向）にスライドし、ローパスフィルタ１１ａと衝突する。すなわち、チャージレバー１７０の回転エネルギーは、伝達バー１７８を介してローパスフィルタ１１ａに伝達される。なお、上記の説明から推測できるように、チャージスプリング１７３の付勢力は、伝達バー１７８に対する付勢力等よりも大きく設定されている。

伝達バー１７８がローパスフィルタ１１ａに衝突すると、その衝突エネルギーにより、ローパスフィルタ１１ａには微小振動が発生する。この微小振動により、ローパスフィルタ１１ａに塵埃等の異物が付着していた場合には、その異物がローパスフィルタ１１ａから除去されることとなる。

なお、前述の説明から推測できるように、チャージレバー１７０は、伝達バー１７８に衝突した直後にストッパ１７５と衝突して、時計回り方向の回転を停止する。また、伝達バー１７８は、上記の右方向への付勢力により、ローパスフィルタ１１ａに衝突した後、直ちにローパスフィルタ１１ａから離れる。従って、ローパスフィルタ１１ａには、伝達バー１７８からの衝突エネルギーが過度に与えられることはなく、ローパスフィルタ１１ａが破壊されることはない。なお、ローパスフィルタ１１ａ等の光透過部材が破壊される可能性がある場合には、その光透過部材を保持している枠体（保持部材）に伝達バーを衝突させるように構成すればよい。

また、伝達バー１７８がローパスフィルタ１１ａに衝突することにより、ローパスフィルタ１１ａにキズが発生する可能性がある。しかし、図４（ａ），（ｂ）、図５に示したように、伝達バー１７８がローパスフィルタ１１ａに衝突する位置は、ローパスフィルタ１１ａの外周部分であり、撮像領域、すなわち固体撮像素子１５ｂの光電変換面に至る光路上の領域ではない。従って、たとえ伝達バー１７８の衝突によりローパスフィルタ１１ａにキズが発生したとしても、このキズが撮影画像に写り込むことはない。

カメラシステム制御部１３５は、ステップＳ１０５にて係止爪１７９を退避させた後、ハーフミラー１１１が図１の１１１ａの位置、すなわち図４（ａ）の位置までアップされたか否かを判別する（ステップＳ１０６）。この判別処理は、不図示のセンサからのミラー位置信号に基づいて行なう。ハーフミラー１１１が図１の１１１ａの位置までアップされると、カメラシステム制御部１３５は、所定秒時のカウントを行う（ステップＳ１０７）。

このカウント処理は、次のような意義がある。すなわち、上記のように伝達バー１７８の衝突によりローパスフィルタ１１ａが振動する。また、チャージレバー１７０は、ゴム製のストッパ１７５との衝突によってバウンド動作を繰り返す。このバウンド動作の繰り返しに伴って、ハーフミラー１１１が振動する。さらに、設計仕様によっては、上記のバウンド動作の繰り返しに伴って、伝達バー１７８がローパスフィルタ１１ａに繰り返し衝突する。この繰り返し衝突により、ローパスフィルタ１１ａがさらに振動し続ける。

そこで、カメラシステム制御部１３５は、これらの振動が治まった後に実際の撮影動作を行なうことによりブレのない映像を得るべく、ステップＳ１０７にて所定秒時をカウントしている。なお、伝達バー１７８がローパスフィルタ１１ａに繰り返し衝突するように設計した場合には、ローパスフィルタ１１ａに付着した異物の除去機能が向上することは言うまでもない。

カメラシステム制御部１３５は、所定秒時のカウント処理が終了すると、フォーカルプレンシャッタ５０を駆動する等の撮像動作を行う（ステップＳ１０８）。次に、カメラシステム制御部１３５は、チャージレバー１７０をモータ等により反時計周り方向に回転させて、ハーフミラー１１１をダウンさせる（ステップＳ１０９：図４（ｂ）参照）。

カメラシステム制御部１３５は、ステップＳ１０９の処理と並行して、或いはステップＳ１０９の処理が終了した後に、ステップＳ１０８での撮像動作によって得られた被写体の画像データをメモリに書き込む（ステップＳ１１０）。

なお、以上説明した塵埃等の異物除去動作、すなわちハーフミラー１１１のアップ動作は、ユーザが撮影動作に入る前に行なってもよい。この異物除去動作を行なうタイミングとしては、例えば、メインスイッチ１１９による電源投入時、撮影レンズ装置１０１の交換時が考えられる。また、クリーニングモード、すなわち固体撮像装置１５による被写体像の記録を行わずに、上述のハーフミラー１１１の回転動作だけを行うモードを設けることも可能である。

このように、ユーザが撮影動作に入る前に異物除去動作を行う場合には、カメラシステム制御回路１３５は、まず、ハーフミラー１１１をアップさせて異物除去動作を行う。その後、カメラシステム制御回路１３５は、撮影動作、すなわちファインダによる被写体の確認動作等に備えてハーフミラー１１１をダウンさせるだけでよい。すなわち、カメラシステム制御回路１３５は、図６の測光・測距処理、絞り動作、ＡＦ動作等の他の処理や動作に係る制御を行なう必要はない。

以上の構成によれば、伝達バー１７８等の僅かな部品を追加するだけで、ハーフミラー１１１の駆動に用いる既存のエネルギーを、光透過部材１１の露出面に付着した塵埃等の異物の除去に利用することが可能になる。すなわち、異物を除去するために別途アクチュエータ等を備える必要はなく、安価な構成で異物を除去することが可能となる。

また、第１の実施の形態では、固体撮像装置１５のカバーガラス１５ａと光透過部材１１の赤外カットフィルタ１１ｂは、シール部材１６により密着されている。従って、カバーガラス１５ａと赤外カットフィルタ１１ｂに塵埃等の異物が付着することはない。換言すれば、第１の実施の形態では、光透過部材をワイパーで擦ることにより光透過部材にキズが付き、このキズが撮影画像に写り込むことは未然に回避されている。

［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、伝達バー１７８の形状は単純な棒状となっており、既存エネルギーを光透過部材１１に伝達する位置は１ヶ所だけであった。第２の実施の形態では、図７に示したように伝達バーの形状を変化させている。

すなわち、第２の実施の形態に係る伝達バー１８０は、棒の途中から枝分かれした「Ｌ字」状の枝を有し、光透過部材１１と対向する側の先端部は２箇所（１８０ａと１８０ｂ）となっている。また、これら先端部１８０ａ、１８０ｂの光透過部材１１（ローパスフィルタ１１ａ）との離間距離は同一、又はほぼ同一となっている。

従って、チャージレバー１７０が伝達バー１８０に衝突した際には、伝達バー１８０の２つの先端部１８０ａ，１８０ｂがほぼ同時にローパスフィルタ１１ａに衝突することとなる。この場合には、伝達バー１８０は、チャージレバー１７０の回転エネルギーを効率よくローパスフィルタ１１ａに伝達することができ、異物の除去機能を向上させることが可能となる。

なお、伝達バーの枝の数を３以上にして、３箇所以上で光透過部材と衝突させることも可能である。また、設計仕様により可能であれば、伝達バーに筒状のスカート部を取り付け、この筒状のスカート部の底面を光透過部材に衝突させることも可能である。

［第３の実施の形態］
第１，第２の実施の形態では、フォーカルプレンシャッタ５０と固体撮像装置１５との間に光透過部材１１が設けられ、この光透過部材１１の露出面に付着した異物を除去している。しかしながら、図８に示したように、フォーカルプレンシャッタ５０と固体撮像装置１５との間に光透過部材１１が設けられず、フォーカルプレンシャッタ５０と固体撮像装置１５を直接対向させる構成も考えられる。この場合には、固体撮像装置１５のカバーガラス１５ａの露出面に異物が付着する可能性がある。

しかしながら、この場合は、第１実施の形態に係る伝達バー１７８、又は第２実施の形態に係る伝達バー１８０を固体撮像装置１５のカバーガラス１５ａに衝突させることにより、カバーガラス１５ａの露出面に付着した異物を除去することができる。

なお、伝達バーの衝突によりカバーガラス１５ａが破壊される可能性がある場合には、カバーガラス１５ａを保持している枠体（保持部材）に伝達バーを衝突させるように構成すればよい。

［第４の実施の形態］
第１，第２の実施の形態では、固体撮像装置１５のカバーガラス１５ａと光透過部材１１の赤外カットフィルタ１１ｂとの間には、シール部材１６を介在させていた。これに対し、第４の実施の形態では、図９に示したように、シール部材１６の代わりに弾性部材１９を用いている。

この弾性部材１９は、シール部材１６と同様に、光透過部材１１と固体撮像装置１５のカバーガラス１５ａとの間を密封状態にする機能を有する。さらに、弾性部材１９は、光透過部材１１に所定の衝撃力が加わった際に、所定の周波数で共振するように弾性係数が規定されている。これに伴い、光透過部材１１の支持板１３は、弾性部材１９の弾性力に抗するような状態で不図示の箇所で保持板１８に固定されている。なお、他の構成は、第１の実施の形態と全く同様である。

従って、第４の実施の形態では、チャージレバー１７０の回転エネルギーが伝達バー１７８を介してローパスフィルタ１１ａに伝達されると、その衝撃力、及び弾性部材１９の共振作用により、ローパスフィルタ１１ａが共振する。この共振によるローパスフィルタ１１ａの振動（振幅）は、伝達バー１７８がローパスフィルタ１１ａに衝突しただけの場合のローパスフィルタ１１ａの振動よりも、大きな振動となる。従って、第４の実施の形態では、第１の実施の形態よりも、異物の除去機能が向上することとなる。

なお、伝達バー１７８は、右方向に付勢されており、光透過部材には１回、或いは少数回しか衝突しないので、弾性部材１９の共振振動も短時間で停止する。従って、本実施の形態のように弾性部材１９を設けた場合であっても、図６のステップＳ１０７にてカウントする所定秒時を短縮する必要はない。換言すれば、弾性部材１９を設けたとしても、ブレのない画像を撮像する撮像動作に迅速に移行することができる。

なお、本発明は、上記の第１〜第４の実施の形態に限定されることはない。例えば、第１〜第４の実施の形態を適宜組み合わせてもよい。また、本発明は、レンズ交換式デジタルカメラだけでなく、例えばレンズ交換式ではないデジタルカメラ等の撮像装置に適用することも可能である。

さらに、例えば伝達バー１７８，１８０のような伝達バーを複数設けることも可能である。この場合、例えば、所定の伝達バーは、第１〜第４の実施の形態のように、ミラーアップの際にチャージレバー１７０の端部１７０ｃと衝突し、他の伝達バーは、ミラーダウンの際にチャージレバー１７０のミラーアーム部１７０ｂと衝突するように構成することが考えられる。

本発明の第１〜第４の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示す断面図である。 上記撮像装置の撮像部、及びフォーカルプレンシャッタの概略構成を示す断面図である。 上記撮像装置の電気的な構成を示すブロック図である。 （ａ）は本発明の第１の実施の形態におけるハーフミラーの機械的な駆動状態を説明するための図である（ミラーアップ状態）。（ｂ）は本発明の第１の実施の形態におけるハーフミラーの機械的な駆動状態を説明するための図である（ミラーダウンアップ状態）。 本発明の第１の実施の形態における運動エネルギー供給状況を示す図である。 本発明の第１〜４の実施の形態におけるハーフミラーの駆動に伴う異物除去処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態における運動エネルギーの伝達部材を示す図である。 本発明の第３の実施の形態における異物除去の対象となる部材を示す図である。 本発明の第４の実施の形態における共振部材を示す図である。

符号の説明

１１…光透過部材、１５…固体撮像装置、１５ａ…カバーガラス、１５ｂ…固体撮像素子、１９…弾性部材（共振部材）、１１１…ハーフミラー、１３５…カメラシステム制御部、１７０…チャージレバー、１７０ａ…チャージレバーのアーム部、１７３…チャージスプリング、１７８，１８０…伝達バー

Claims (9)

1. 被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段の前面に配設された光透過部材と、前記撮像手段により撮像を行なう前に作動する撮像準備手段を具備した撮像装置において、
   前記撮像準備手段を作動させる際に用いる運動エネルギーを前記光透過部材に伝達する伝達部材を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮像準備手段は、光路切換手段であって、前記運動エネルギーは、該光路切換手段の位置を切換えるために該光路切換手段に供給するエネルギーであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記伝達部材は、前記光透過部材と対向する方向とは逆の方向に付勢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。
4. 前記伝達部材は、前記運動エネルギーの供給を受けて前記光透過部材の１箇所に衝突することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の撮像装置。
5. 前記伝達部材は、前記運動エネルギーの供給を受けて前記光透過部材の複数箇所に衝突することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の撮像装置。
6. 前記伝達部材は、前記運動エネルギーの供給を受けて前記光透過部材を保持する保持部材の１箇所に衝突することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の撮像装置。
7. 前記伝達部材は、前記運動エネルギーの供給を受けて前記光透過部材を保持する保持部材の複数箇所に衝突することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の撮像装置。
8. 前記光透過は、外部に露出している露出面を有し、前記衝突の箇所は、該露出面の側であることを特徴とする請求項４〜７の何れかに記載の撮像装置。
9. 前記伝達部材を介して前記運動エネルギーが供給されることにより共振する共振部材を有することを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の撮像装置。

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