CN101162351B

CN101162351B - 照相装置的除尘装置

Info

Publication number: CN101162351B
Application number: CN2007101809916A
Authority: CN
Inventors: 上中行夫; 岩本茂
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2007-10-10
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2027-10-10
Also published as: US20080084492A1; JP4691483B2; JP2008098862A; TW200826653A; KR101383016B1; US7903167B2; KR20080033098A; TWI415451B; CN101162351A

Abstract

一种照相装置的除尘装置，包括可移动单元和控制器。所述可移动单元具有成像器件并可以移动。所述控制器使可移动单元撞击可移动单元的运动范围的边界作为除尘操作。所述控制器对除尘操作的次数计数，从除尘操作计数开始时刻测量逝去时间。当逝去时间小于或者等于一时间段，以及除尘操作的次数等于或者大于预定的次数，则控制器暂停除尘操作，直到预定时间段逝去。

Description

照相装置的除尘装置

技术领域

本发明涉及照相装置的除尘装置，特别涉及防止由除尘操作引起的机构损坏。

背景技术

本发明提出一种照相装置的除尘装置，其去除成像器件和诸如低通滤波器的盖上的灰尘。

日本未审查专利公开(KOKAI)No.2005-340988公开了一种除尘装置，其使具有成像器件的可移动单元撞击在可移动单元的运动范围的边界，从而碰撞导致的振动将除去成像器件和盖子等上的灰尘。

然而，可移动单元30a等可能需要忍受由可移动单元和可移动单元的运动范围的边界之间的持续碰撞带来的热量和振动所引起的损坏。

发明内容

因此，本发明的目的是提供在除尘操作中可以降低机构损坏并且能更有效地除尘的除尘装置。

根据本发明，照相装置的除尘装置包括可移动单元和控制器。可移动单元具有成像器件且可以移动。控制器使可移动单元撞击可移动单元的运动范围的边界，作为除尘操作。控制器对除尘操作的次数计数，从除尘操作计数开始时刻测量逝去时间。当逝去时间小于或者等于一时间段，且除尘操作的次数等于或者大于预定的次数，则控制器暂停除尘操作，直到预定时间段逝去。

附图说明

参考附图，通过下面的描述将更好地理解本发明的目的和优点，其中：

图1是从后侧看照相装置的实施例的后透视图；

图2是照相装置的前视图；

图3是照相装置的电路结构图；

图4是显示照相装置的主操作的流程图；

图5是显示计时器第一中断过程细节的流程图；

图6是显示防抖操作计算的视图；

图7是显示除尘操作的流程图；

图8是在除尘操作中显示逝去时间和可移动单元在第二方向上的位置之间关系的图表；

图9是在除尘操作中显示逝去时间和可移动单元在第一方向上的位置之间关系的图表；以及

图10是显示计时器第二中断过程细节的流程图。

具体实施方式

下面参考附图中的实施例描述本发明。在实施例中，照相装置1是数码相机。例如相机镜头67等的、在照相装置1的成像器件的照相表面拍摄(成像)光学图像的照相光学系统具有光轴LX。

为了解释实施例的方向，定义第一方向x，第二方向y和第三方向z(见图1)。第一方向x垂直光轴LX。第二方向y垂直光轴LX和第一方向x。第三方向z平行于光轴LX，并垂直于第一方向x和第二方向z两者。

照相装置1的成像和除尘部件(除尘装置)包括PON按钮11，PON开关11a，测光开关12a，释放按钮13，释放开关13a，防抖按钮14，防抖开关14a，除尘按钮15，除尘开关15a，诸如LCD监视器等的指示单元17，反光镜光圈快门单元18，DSP 19，CPU 21，AE(自动曝光)单元23，AF(自动对焦)单元24，防抖单元30，以及相机镜头67(见图1、2和3)。

由PON按钮11的状态确定PON开关11a在ON状态或是OFF状态，从而照相装置1的ON/OFF状态对应于PON开关11a的ON/OFF状态。

成像单元39a经过相机镜头67拍摄拍照对象图像作为光学图像，且被拍摄的图像显示在指示单元17上。通过光学取景器可以光学地观测拍照对象图像(未示出)。

此外，PON按钮被按下后照相装置1设置在ON状态，在第一时间段(220ms)执行除尘操作。

从除尘操作计数开始的时刻(第一除尘操作开始的时刻)，到第三时间段(10000ms)逝去的时刻，除尘操作的次数被限制在小于或者等于预定次数，从而防止由于可移动单元30a和可移动单元30a的运动范围的边界之间的持续碰撞带来的热量和振动所造成的可移动单元30a等的损坏。稍后解释除尘操作次数限制的控制。

当操作者部分按下释放按钮13，测光开关12a切换到ON状态，从而执行测光操作、AF感应操作和对焦操作。

当操作者全部按下释放按钮13，释放开关13a切换到ON状态，从而成像单元39a(成像器件)执行成像操作，以及存储所拍摄的图像。

由除尘按钮15的状态确定除尘开关15a在ON状态还是在OFF状态。

反光镜光圈快门单元18连接到CPU 21的端口P7，并根据释放开关13a的ON状态，执行反光镜抬起/放下操作(反光镜抬起操作和反光镜放下操作)，光圈打开/关闭操作，以及快门的打开/关闭操作。

DSP 19连接到CPU 21的端口P9，并连接到成像单元39a。根据CPU 21的命令，DSP 19在成像单元39a的成像操作得到的图像信号上执行诸如图像处理操作等的计算操作。

CPU 21是控制照相装置1的关于成像操作、除尘操作、防抖操作(即图像稳定操作)的每一部分的控制装置。防抖操作包括可移动单元30a的移动和位置检测操作两者。

此外，CPU 21存储确定照相装置1是否处于防抖状态的防抖参数IS的值，释放状态参数RP的值，除尘状态参数GP的值，除尘时间参数CNT的值，计数开始参数GEN的值，计时参数GCNT的值，以及计次参数NUG的值。

根据释放顺序操作改变释放状态参数RP的值。当执行释放顺序操作时，释放状态参数RP的值被设置为1(见图4的步骤S33至S40)；当释放顺序操作结束，释放状态RP的值被设置(重置)为0(见图4的步骤S13和S41)。

除尘状态参数GP是指出除尘操作是否结束的参数。

在从除尘操作开始时刻到除尘操作结束时刻的第一条件下，以及在第二条件下，当除尘操作在进行中，除尘状态参数GP的值被设置为1(见图4的步骤S22)。

在除尘操作完成后除尘状态参数GP的值被设置为0；换言之，当随着除尘操作开始而开始的第一时间段逝去(见图4的步骤S24)。

当除尘开关15a设置在ON状态，且以下两条件满足其一，即随除尘操作开始而开始的第三时间段(10000ms)逝去，或者随除尘操作开始而开始的第三时间段还未结束且除尘操作次数还未大于或者等于预定次数(10次)，则第二条件发生。

除尘时间参数CNT用于测量执行一次除尘操作的所需时间。除尘时间参数CNT初始值设置为0。当除尘操作开始执行，除尘时间参数CNT的值每过一个1ms的预定时间间隔就增加1(见图7的步骤S71)。

计数开始参数GEN用于测量除尘操作执行的持续时间长度(从除尘操作开始计数一刻的逝去时间)。在第一和第二条件下，计数开始参数GEN的值设置为1。否则，计数开始参数GEN被设置为0。

计时参数GCNT用以测量除尘操作执行的持续时间长度(从除尘操作开始计数一刻的逝去时间)。当计数开始参数GEN设置为1，计时参数GCNT的值每过一个1ms的预定时间间隔就增加1(见图10的步骤S62)。

当计时参数GCNT的值超过10000(当从除尘操作开始计数一刻的逝去时间超过10000ms)，计时参数GCNT的值设置为0(重置，见图4的步骤S17和S20)。

计次参数NUG用来对除尘操作计数。计次参数NUG的初始值设置为0。每执行一次除尘操作，计次参数NUG的值增加1(见图4的步骤S25)。当计时参数GCNT的值超过10000，则计次参数NUG的值设为0(重置，见图4的步骤S20)。

在防抖操作之前，CPU 21在防抖操作中将可移动单元30a移动到预定位置(居中操作，见图7的步骤S84)。在实施例中，预定位置为运动范围的中央(其中第一方向x的坐标值和第二方向y的坐标值都为0)。

然后，在可移动单元30a的第一方向x的坐标值在中央保持不变的情况下，CPU 21在第二方向y移动可移动单元，以使其撞击可移动单元30a的运动范围的边界的一侧(见图7的步骤S83，首碰撞)。接下来，在可移动单元30a的第一方向x的坐标值在中央保持不变的情况下，CPU 21在相反方向移动可移动单元30a，以使其撞击可移动单元30a的运动范围的边界的另一侧(见图7的步骤S82，次碰撞)。最后，在可移动单元30a的第一方向x的坐标值在中央保持不变的情况下，CPU 21在第二方向y再次移动可移动单元，以使其撞击可移动单元30a的运动范围的边界的一侧(见图7的步骤S78，终碰撞)。即，在一次除尘操作中，可移动单元30a总共撞击可移动单元30a的运动范围的边界三次(撞击固定单元30b)。

通过可移动单元30a对可移动单元30a的运动范围的边界的碰撞的振动而去除在可移动单元30a的成像单元39a(成像器件和低通滤波器)上的灰尘。

在除尘操作完成后，开始防抖操作。

明确的说，除尘操作的首碰撞中，可移动单元30a在第二方向y上从预定的位置(运动范围的中央)，移动到可移动单元30a的运动范围的边界的一(第一)侧。

除尘操作的次碰撞中，可移动单元30a在第二方向y上从可移动单元30a的运动范围的边界的一侧移动到可移动单元30a的运动范围的边界的另一侧。

除尘操作的终碰撞中，可移动单元30a在第二方向y上从可移动单元30a的运动范围的边界的另一侧移动到可移动单元30a的运动范围的边界的第一侧。

这样，首碰撞的冲击力小于次(以及终)碰撞的冲击力。

在首碰撞的较小冲击力的作用下，可移动单元30a准备好(最初的)处于有利于除尘的条件下。接下来，通过次(或终)碰撞的较大冲击力，该冲击力大于首碰撞的冲击力，可移动单元30a的成像单元39a上的灰尘被除去。

这样，比较起可移动单元30a移动到可移动单元30a的运动范围边界但没有居中操作的情况，成像单元39a的成像器件的损坏可以被抑制，且灰尘去除更有效。

CPU 21执行测量除尘操作连续时间的长度(从除尘操作开始计数一刻的逝去时间)，且通过使用计数开始参数GEN、计时参数GCNT、和计次参数NUG对逝去时间中的测量除尘操作执行的次数计数。

当逝去时间小于或者等于第三时间段(10000ms)，并且除尘操作次数(周期)大于或者等于预定次数(10次)，CPU 21暂停(停止)除尘操作，直到从除尘操作计数开始一刻开始的第三时间段结束。换言之，第三时间段逝去后，CPU 21继续除尘操作(即便除尘操作次数超过预定次数)。

当逝去时间小于或者等于第三时间段(10000ms)，除尘操作次数被限制于小于或者等于预定次数(10次)。

此外，CPU 21存储了第一数字角速度信号Vx_n的值、第二数字角速度信号Vy_n的值、第一数字角速度VVx_n的值、第二数字角速度VVy_n的值、第一数字位移角Bx_n的值、第二数字位移角By_n的值、位置S_n在第一方向x中的坐标Sx_n、位置S_n在第二方向y中的坐标Sy_n、第一驱动力Dx_n、第二驱动力Dy_n、A/D转换后的位置P_n在第一方向x中的坐标pdx_n、A/D转换后的位置P_n在第二方向y中的坐标pdy_n、第一减少值ex_n、第二减少值ey_n、第一比例系数Kx、第二比例系数Ky、防抖操作的采样周期

、第一积分系数Tix、第二积分系数Tiy、第一微分系数Tdx，和第二微分系数Tdy。

AE单元(曝光计算单元)23根据正在被拍照的对象，执行测光操作并计算测光值。AE单元23还根据测光值计算光圈值和曝光时间长度，二者都是成像所需的。AF单元24执行AF感应操作及相应的对焦操作，二者都是成像所需的。在对焦操作中，将相机镜头67在LX方向沿光轴重新定位。

照相装置1的防抖部件(防抖装置)包括防抖按钮14、防抖开关14a、指示单元17、CPU 21、角速度检测单元25、驱动器电路29、防抖单元30、霍尔元件信号处理单元45(磁场变化检测元件)、以及相机镜头67。

当使用者按下防抖按钮14时，防抖开关14a变为ON状态以在预定时间间隔1ms内执行防抖操作，其中与包括测光操作等其它操作相独立地驱动角速度检测单元25和防抖单元30。当防抖开关14a处于ON状态，也就是处于防抖模式时，防抖参数IS被设置为1(IS＝1)。当防抖开关14a未处于ON状态，也就是处于非防抖模式时，防抖参数IS被设置为0(IS＝0)。

通过CPU 21来控制对应这些开关的输入信号的各种输出命令。

测光开关12a是处于ON状态或OFF状态的信息以1位的数字信号输入到CPU 21的端口P12。释放开关13a是处于ON状态或OFF状态的信息以1位的数字信号输入到CPU 21的端口P13。防抖开关14a是处于ON状态或OFF状态的信息以1位的数字信号输入到CPU 21的端口P14。除尘开关15a是处于ON状态或OFF状态的信息以1位的数字信号输入到CPU 21的端口P15。

AE单元23与CPU 21的端口P4相连接用于输入和输出信号。AF单元24与CPU 21的端口P5相连接用于输入和输出信号。指示单元17与CPU 21的端口P6相连接用于输入和输出信号。

接下来，详细解释在CPU 21和角速度检测单元25、驱动器电路29、防抖单元30、以及霍尔元件信号处理单元45间的输入和输出关系。

角速度检测单元25具有第一角速度传感器26a、第二角速度传感器26b、第一高通滤波电路27a、第二高通滤波电路27b、第一放大器28a和第二放大器28b。

第一角速度传感器26a检测照相装置1相对于第二方向y的轴的旋转运动(偏航，yawing)的角速度(照相装置1的角速度在第一方向x的速度分量)。第一角速度传感器26a是检测偏航角速度的陀螺(gyro)传感器。

第二角速度传感器26b检测照相装置1相对于第一方向x的轴的旋转运动(俯仰，pitching)的角速度(检测照相装置1的角速度在第二方向y的速度分量)。第二角速度传感器26b是检测俯仰角速度的陀螺传感器。

第一高通滤波电路27a去掉第一角速度传感器26a输出的信号的低频分量，因为第一角速度传感器26a输出的信号的低频分量包含基于零电压和摇摄移动(panning-motion)的信号成分，二者都与手抖动无关。

第二高通滤波电路27b去掉第二角速度传感器26b输出的信号的低频分量，因为第二角速度传感器26b输出的信号的低频分量包含基于零电压和摇摄移动的信号成分，二者都与手抖动无关。

第一放大器28a放大低频分量已被去掉的偏航角速度的信号，并把模拟信号输出到CPU 21的A/D转换器A/D 0作为第一角速度vx。

第二放大器28b放大低频分量已被去掉的俯仰角速度的信号，并把模拟信号输出到CPU 21的A/D转换器A/D 1作为第二角速度vy。

去掉低频信号分量为两步骤的过程；首先通过第一和第二高通滤波电路27a和27b执行模拟高通滤波处理操作的主要部分，随后通过CPU 21执行数字高通滤波处理操作的次要部分。

数字高通滤波处理操作的次要部分的截止频率，高于模拟高通滤波处理操作的主要部分的截止频率。

在数字高通滤波处理操作中，可以容易地改变时间常数值(第一高通滤波器时间常数hx和第二高通滤波器常数hy)。

在PON开关11a被设置为ON状态(主供电电源被设置为ON状态)后，对CPU 21和角速度检测单元25的每部分开始电源供电。在PON开关11a被设置为ON状态后，开始手抖动量的计算。

CPU 21将输入到A/D转换器A/D 0的第一角速度vx转换为第一数字角速度信号Vx_n(A/D转换操作)；由于第一数字角速度信号Vx_n的低频分量包含基于零电压和摇摄移动的信号成分，二者都与手抖动无关，所以通过去掉第一数字角速度信号Vx_n的低频分量(数字高通滤波处理操作)来计算第一数字角速度VVx_n；并通过对第一数字角速度VVx_n积分(积分处理操作)来计算手抖动量(手抖动位移角：第一数字位移角Bx_n)。

类似地，CPU 21将输入到A/D转换器A/D 1的第二角速度vy转换为第二数字角速度信号Vy_n(A/D转换操作)；由于第二数字角速度信号Vy_n的低频分量包含基于零电压和摇摄移动的信号成分，二者都与手抖动无关，所以通过减少第二数字角速度信号Vy_n的低频分量(数字高通滤波处理操作)来计算第二数字角速度VVy_n；并通过对第二数字角速度VVy_n积分(积分处理操作)来计算手抖动量(手抖动位移角：第二数字位移角By_n)。

从而，CPU 21和角速度检测单元25使用函数来计算手抖动量。

“n”是大于0的整数，并指示从计时器的第一和第二中断过程开始，(t＝0，见图4中步骤S12)到执行最近的防抖操作(执行计时器的第一和第二中断过程)(t＝n)的时间长度(ms)。

在第一方向x的数字高通滤波处理操作中，通过将1ms的预定时间间隔前(最近的防抖操作执行之前)通过计时器的第一中断过程计算出的第一数字角速度VVx₀至VVx_n-1的总和除以第一高通滤波器时间常数hx，再由第一数字角速度信号Vx_n减去上述结果商，计算出第一数字角速度VVx_n(VVx_n＝Vx_n-(∑VVx_n-1)÷hx，见图6中(1))。

在第二方向y的数字高通滤波处理操作中，通过将1ms的预定时间间隔前(最近的防抖操作执行之前)通过计时器的第一中断过程计算出的第二数字角速度VVy₀至VVy_n-1的总和除以第二高通滤波器时间常数hy，再由第二数字角速度信号Vy_n减去上述结果商，计算出第二数字角速度VVy_n(VVy_n＝Vy_n-(∑VVy_n-1)÷hy)。

在实施例中，计时器的(部分)第一中断过程中的角速度检测操作包含角速度检测单元25中的过程和将第一和第二角速度vx和vy从角速度检测单元25输入到CPU 21的过程。

在第一方向x的积分处理操作中，通过从计时器的第一中断过程开始时(t＝0)的第一数字角速度VVx₀(见图4中步骤S12)到执行最近的防抖操作时(t＝n)的第一数字角速度VVx_n的总和来计算第一数字位移角Bx_n(Bx_n＝∑VVx_n，见图6中(3))。

类似地，在第二方向y的积分处理操作中，通过从计时器的第一中断过程开始的第二数字角速度VVy₀到执行最近的防抖操作时的第二数字角速度VVy_n的总和来计算第二数字位移角By_n(By_n＝∑VVy_n)。

CPU 21计算成像单元39a(可移动单元30a)应该移动的位置S_n，对应于基于位置转换系数zz(在第一方向x的第一位置转换系数zx、在第二方向y的第二位置转换系数zy)、关于第一方向x和第二方向y计算的手抖动量(第一和第二数字位移角Bx_n和By_n)。

位置S_n在第一方向x中的坐标定义为Sx_n，位置S_n在第二方向y中的坐标定义为Sy_n。包含成像单元39a的可移动单元30a的移动是通过使用电磁力来执行，并将在后面进行描述。

为了将可移动单元30a移动到位置S_n，驱动力D_n驱动驱动器电路29。将驱动力D_n在第一方向x的坐标定义为第一驱动力Dx_n(在D/A转换后：第一PWM负荷dx)。将驱动力D_n在第二方向y的坐标定义为第二驱动力Dy_n(在D/A转换后：第二PWM负荷dy)。

第一PWM负荷dx是对应第一驱动力Dx_n的驱动脉冲的负荷比。第二PWM负荷dy是对应第二驱动力Dy_n的驱动脉冲的负荷比。

但是在执行防抖操作前，为了除尘操作在第一时间段(220ms)内成像单元39a(可移动单元30a)应被移动的位置S_n被设置为不对应于手抖动量的值(见图7中步骤S79)。

在关于第一方向x的定位操作中，位置S_n在第一方向x中的坐标定义为Sx_n，并且是最近的第一数字位移角Bx_n和第一位置转换系数zx的乘积(Sx_n＝zx×Bx_n，见图6中(3))。

在关于第二方向y的定位操作中，将位置S_n在第二方向y的坐标定义为Sy_n，并且其是最近的第二数字位移角By_n和第二位置转换系数zy的乘积(Sy_n＝zy×By_n)。

防抖单元30是通过将成像单元39a移动到位置S_n、通过取消成像单元39a的成像器件的成像表面上的拍照对象图像的滞后、以及通过在执行防抖操作(IS＝1)的曝光时间中稳定显示在成像器件的成像表面上的拍照对象图像，来校正手抖动影响的装置。

防抖单元30具有形成可移动单元的运动范围边界的固定单元30b，和包含成像单元39a并可关于平行于第一方向x和第二方向y的xy平面移动的可移动单元30a。

在不执行防抖操作(IS＝0)的曝光时间中，将可移动单元30a固定在(保持在)预定位置(处于运动范围的中央)。

在照相装置1被设置为ON状态后的第一时间段(220ms)内，可移动单元30a被驱动处于运动范围中央的预定位置。然后，可移动单元30a被驱动到(碰撞到)第二方向y中的运动范围的边界。

否则(除了第一时间段和曝光时间)，不驱动(移动)可移动单元30a。

防抖单元30不具有固定定位机构，该机构在不驱动可移动单元30a时(驱动OFF状态)保持可移动单元30a处于固定位置。

通过具有从CPU 21的PWM 0输入的第一PWM负荷dx以及从CPU 21的PWM 1输入的第二PWM负荷dy的驱动器电路29，由用于驱动的线圈单元和用于驱动的磁体单元的电磁力来执行防抖装置30的可移动单元30a的驱动，包括移动到预定的固定(保持的)位置(见图6中(5))。

在驱动器电路29引起移动之前或之后，通过霍尔元件单元44a和霍尔元件信号处理单元45来检测可移动单元30a的检测位置P_n。

将在第一方向x上的检测位置P_n的第一坐标的信息，也就是第一检测位置信号px，输入到CPU 21的A/D转换器A/D 2中(见图6中(2))。第一位置检测信号px是通过A/D转换器A/D 2转换为数字信号的模拟信号(A/D转换操作)。在A/D转换操作后，第一方向x上的检测位置P_n的第一坐标被定义为pdx_n，并且其对应于第一检测位置信号px。

将在第二方向y上的检测位置P_n的第二坐标的信息，也就是第二检测位置信号py，输入到CPU 21的A/D转换器A/D 3中。第二位置检测信号py是通过A/D转换器A/D 3转换为数字信号的模拟信号(A/D转换操作)。在A/D转换操作后，第二方向y上的检测位置P_n的第二坐标被定义为pdy_n，并且其对应于第二检测位置信号py。

PID(比例、积分、微分)控制根据移动后用于检测位置P_n(pdx_n，pdy_n)和位置S_n(Sx_n，Sy_n)的坐标数据来计算第一和第二驱动力Dx_n和Dy_n。

第一驱动力Dx_n的计算是根据第一减少值ex_n、第一比例系数Kx、采样周期θ、第一积分系数Tix、以及第一微分系数Tdx(Dx_n＝Kx×{ex_n+θ÷Tix×∑ex_n+Tdx÷θ×(ex_n-ex_n-1)}，见图6中(4))。第一减少值ex_n是通过将位置S_n在第一方向x的坐标Sx_n减去A/D转换操作后检测位置P_n在第一方向x的坐标pdx_n计算得出(ex_n＝Sx_n-pdx_n)。

第二驱动力Dy_n的计算是根据第二减少值ey_n、第二比例系数Ky、采样周期θ、第二积分系数Tiy、以及第二微分系数Tdy(Dy_n＝Ky×{ey_n+θ÷Tiy×∑ey_n+Tdy÷θ×(ey_n-ey_n-1)})。第二减少值ey_n是通过将位置S_n在第二方向y的坐标Sy_n减去A/D转换操作后检测位置P_n在第二方向y的坐标pdy_n计算得出(ey_n＝Sy_n-pdy_n)。

将采样周期θ的值设置为预定时间间隔1ms。

当照相装置1处于防抖开关14a被设置为ON状态的防抖模式时(IS＝1)，将可移动单元30a驱动到对应于PID控制防抖操作的位置S_n(Sx_n，Sy_n)。

当防抖参数IS为0时，执行不对应于防抖操作的PID控制，从而可移动单元30a被移动到运动范围的中央(预定位置)。

在除尘操作中，从照相装置1被设置为ON状态时刻直到防抖操作开始，可移动单元30a首先被移动到运动范围的中央，然后移动到第二方向y中的运动范围的边界一侧(首碰撞)，接着移动到第二方向y中的运动范围的边界的另一侧(次碰撞)，最后再次移动到第二方向y中的运动范围的边界的初始一侧(终碰撞)。在这个时间段内，可移动单元30a在第一方向x的坐标保持恒定处于中央。

可移动单元30a具有由第一驱动线圈31a和第二驱动线圈32a组成的用于驱动的线圈单元、具有成像器件的成像单元39a、以及作为磁场变化检测元件单元的霍尔元件单元44a。在实施例中，成像器件是CCD；然而，该成像器件可以是诸如CMOS等的其它成像器件。

在未执行可移动单元30a的运动控制的条件下，成像器件的成像表面的矩形形状具有两条平行于第一方向x的边，和两条比两条平行于第一方向x的边短的平行于第二方向y的边。

相应地，可移动单元30a在第一方向x的运动范围比其在第二方向y上的长(宽)。

固定单元30b具有由第一位置检测及驱动磁体411b和第二位置检测及驱动磁体412b构成的用于驱动的磁体单元、第一位置检测及驱动轭(driving yoke)431b、以及第二位置检测及驱动轭432b。

在第一方向x和第二方向y中，固定单元30b可移动地支撑可移动单元30a。

固定单元30b具有在可移动单元30a的接触点处(位于运动范围的边界)吸收振动的缓冲部件。

设置缓冲部件的硬度以使形成接触的部件，例如可移动单元30a等，不会被碰撞产生的振动损坏，并且当可移动单元30a移动到可移动单元30a的运动范围的边界，并通过缓冲部件与固定单元30b碰撞时，可移动单元30a上的灰尘通过碰撞产生的振动被除去。

在实施例中，缓冲部件连接于固定单元30b；但是，缓冲部件也可连接于可移动单元30a。

当成像器件的中心区与相机镜头67的光轴LX交叉时，设置可移动单元30a的位置和固定单元30b的位置之间的关系，使得可移动单元30a定位于第一方向x和第二方向y中的运动范围的中央，以利用成像器件的成像范围的全部尺寸。

成像器件的成像表面的矩形具有两条对角线。在实施例中，成像器件的中心是这两条对角线的交点。

第一驱动线圈31a、第二驱动线圈32a、以及霍尔元件单元44a连接于可移动单元30a。

第一驱动线圈31a形成底座(seat)及螺旋形的线圈模式。第一驱动线圈31a的线圈模式具有平行于第二方向y的导线，这样产生在第一方向x中迫使包含第一驱动线圈31a的可移动单元30a移动的第一电磁力。

第一电磁力是根据第一驱动线圈31a的电流方向和第一位置检测及驱动磁体411b的磁场方向而产生。

第二驱动线圈32a形成底座及螺旋形的线圈模式。第二驱动线圈32a的线圈模式具有平行于第一方向x的导线，这样产生在第二方向y中迫使包含第二驱动线圈32a的可移动单元30a移动的第二电磁力。

第二电磁力是根据第二驱动线圈32a的电流方向和第二位置检测及驱动磁体412b的磁场方向而产生。

第一和第二驱动线圈31a和32a连接至驱动器电路29，驱动器电路29通过柔性电路板(未示出)来驱动第一和第二驱动线圈31a和32a。第一PWM负荷dx从CPU 21的PWM 0输入到驱动器电路29，第二PWM负荷dy从CPU 21的PWM 1输入到驱动器电路29。对应于第一PWM负荷dx的值，驱动器电路29为第一驱动线圈31a供电，并对应第二PWM负荷dy的值，为第二驱动线圈32a供电，以驱动可移动单元30a。

第一位置检测及驱动磁体411b连接于固定单元30b的可移动单元一侧，其中第一位置检测及驱动磁体411b面对第一驱动线圈31a和处于第三方向z中的水平霍尔元件hh10。

第二位置检测及驱动磁体412b连接于固定单元30b的可移动单元一侧，其中第二位置检测及驱动磁体412b面对第二驱动线圈32a和处于第三方向z中的垂直霍尔元件hv10。

在N磁极和S磁极排列在第一方向x中的情况下，第一位置检测及驱动磁体411b连接于第一位置检测及驱动轭431b。第一位置检测及驱动轭431b连接于固定单元30b的可移动单元30a一侧，在第三方向z中。

在N磁极和S磁极排列在第二方向y中的情况下，第二位置检测及驱动磁体412b连接于第二位置检测及驱动轭432b。第二位置检测及驱动轭432b连接于固定单元30b的可移动单元30a一侧，在第三方向z中。

第一和第二位置检测及驱动轭431b、432b是由软磁材料制成。

第一位置检测及驱动轭431b防止第一位置检测及驱动磁体411b的磁场耗散到周围，并且提高第一位置检测及驱动磁体411b和第一驱动线圈31a之间的、以及第一位置检测及驱动磁体411b和水平霍尔元件hh10之间的磁通密度。

第二位置检测及驱动轭432b防止第二位置检测及驱动磁体412b的磁场耗散到周围，并且提高第二位置检测及驱动磁体412b和第二驱动线圈32a之间的、以及第二位置检测及驱动磁体412b和垂直霍尔元件hv10之间的磁通密度。

霍尔元件单元44a是单轴单元，包含两个电磁转换元件(磁场变化检测元件)，分别利用霍尔效应检测指定可移动单元30a的当前位置P_n的第一方向x中的第一坐标和在第二方向y中的第二坐标的第一检测位置信号px和第二检测位置信号py。

两个霍尔元件之一是用于检测可移动单元30a的位置P_n在第一方向x中的第一坐标的水平霍尔元件hh10，另一个是用于检测可移动单元30a的位置P_n在第二方向y中的第二坐标的垂直霍尔元件hv10。

水平霍尔元件hh10连接于可移动单元30a，在第三方向z中面对固定单元30b的第一位置检测及驱动磁体411b。

垂直霍尔元件hv10连接于可移动单元30a，在第三方向z中面对固定单元30b的第二位置检测及驱动磁体412b。

当成像器件的中心与光轴LX相交时，当从第三方向z看，需要将水平霍尔元件hh10放置在霍尔元件单元44a上并面对在第一方向x中第一位置检测及驱动磁体411b的N磁极和S磁极之间的中间区域。在这个位置，水平霍尔元件hh10利用最大范围，其中可基于单轴霍尔元件的线性输出改变(线性)执行准确的位置检测操作。

类似地，当成像器件的中心与光轴LX相交时，当从第三方向z看，需要将垂直霍尔元件hv10放置在霍尔元件单元44a上并面对在第二方向y中第二位置检测及驱动磁体412b的N磁极和S磁极之间的中间区域。

霍尔元件信号处理单元45具有第一霍尔元件信号处理电路450和第二霍尔元件信号处理电路460。

第一霍尔元件信号处理电路450基于水平霍尔元件hh10的输出信号，在水平霍尔元件hh10的输出端之间检测水平电势差值x10。

第一霍尔元件信号处理电路450将第一检测位置信号px输出到CPU 21的A/D转换器A/D 2，该信号以水平电势差值x10为基础，指定可移动单元30a的位置P_n在第一方向x中的第一坐标。

第二霍尔元件信号处理电路460基于垂直霍尔元件hv10的输出信号，在垂直霍尔元件hv10的输出端之间检测垂直电势差值y10。

第二霍尔元件信号处理电路460将第二检测位置信号py输出到CPU 21的A/D转换器A/D 3，该信号以垂直电势差值y10为基础，指定可移动单元30a的位置P_n在第二方向y中的第二坐标。

接下来，将通过使用图4的流程图来解释实施例中的照相装置1的主要操作。

当照相装置1被设置为ON状态时，向角速度检测单元25供电，使得角速度检测单元25在步骤S11中被设置为ON状态。

在步骤S12，以预定时间间隔(1ms)开始计时器的第一和第二中断过程。在步骤S13中，释放状态参数RP的值被设置为0。后面将通过使用图5的流程图来解释第一中断过程的细节。后面将通过使用图10的流程图来解释第二中断过程的细节。

在步骤S14中，计数开始参数GEN的值，计时参数GCNT的值，计次参数NUG的值，除尘状态参数GP的值被设置为0。

在步骤S15中，确定除尘开关15a的值是否设置为ON状态。当确定除尘开关15a的值设置为ON状态时，操作直接进行到步骤S18；否则操作继续到步骤S16。

在步骤S16中，确定计时参数GCNT是否超过10000。当确定计时参数GCNT超过10000，操作继续到步骤S17；否则操作直接进行到步骤S26。

在步骤S17中，计数开始参数GEN的值，计时参数GCNT的值，计次参数NUG的值被设置为0。

在步骤S18中，确定计时参数GCNT是否超过10000。当确定计时参数GCNT超过10000，操作直接进行到步骤S20；否则操作继续到步骤S19。

在步骤S19中，确定计次参数NUG的值是否大于10。当确定计次参数NUG的值大于10，操作直接进行到步骤S26；否则操作继续到步骤S21。

换言之，当第三时间段(10000ms)逝去之前，计次参数NUG的值大于10(除尘操作次数(周期)大于或者等于预定次数(10次))，操作直接进行到步骤S26(而不经过步骤S21和S22)。这种情况下，因为计数开始参数GEN的值，除尘状态参数GP的值都为0，即便计时器的第一或第二中断过程开始，也不执行除尘操作(操作不继续进行到图5中的步骤S51)。因此，除尘操作暂停，直到从除尘操作计数开始一刻开始的第三时间段结束。

在步骤S20中，计时参数GCNT的值，计次参数NUG的值被设置为0。在步骤S21中，计数开始参数GEN的值被设置为1。

在步骤S22中，除尘状态参数GP的值被设置为1，除尘时间参数CNT的值被设置为0。

在步骤S23中，确定除尘时间参数CNT的值是否大于220。当确定除尘时间参数CNT的值大于220时，操作继续到步骤S24；否则重复步骤S23中的操作。

在步骤S24中，除尘状态参数GP的值被设置为0。

在步骤S25中，计次参数NUG的值增加1，操作继续到步骤S26。

在步骤S26中，确定测光开关12a是否被设置为ON状态。当确定测光开关12a被设置为ON状态时，操作继续到步骤S27；否则操作回到步骤S15。

在步骤S27中，确定防抖开关14a是否被设置为ON状态。当确定防抖开关14a没有设置为ON状态时，在步骤S28中将防抖参数IS的值设置为0；否则，在步骤S29中将防抖参数IS的值设置为1。

在步骤S30中，驱动AE单元23的AE传感器，执行测光操作，并计算光圈值和曝光时间。

在步骤S31中，驱动AF单元24的AF传感器和镜头控制电路来分别执行AF感应和对焦操作。

在步骤S32中，确定释放开关13a是否被设置为ON状态。当确定释放开关13a没有设置为ON状态时，操作返回到步骤S15并且重复从步骤S15到步骤S31的过程；否则，操作继续到步骤S33并开始释放顺序操作。

在步骤S33中，释放状态参数RP的值被设置为1。在步骤S34中，通过反光镜光圈快门单元18来执行对应于预设的或计算出的光圈值的反光镜抬起操作和光圈关闭操作。

在反光镜抬起操作完成后，在步骤S35中开始快门的打开操作(移动快门的前帘)。

在步骤S36中，执行曝光操作，或换言之，执行成像器件(CCD等)的电荷聚集。在曝光时间过去后，在步骤S37中通过反光镜光圈快门单元18来执行反光镜放下操作和光圈打开操作。

在步骤S38中，读取在曝光时间中成像器件积累的电荷。在步骤S39中，CPU 21与DSP 19通信，以基于从成像器件读取的电荷来执行图像处理操作。将执行了图像处理操作的图像存储在照相装置1的存储器中。在步骤S40中，该存储在存储器中的图像被显示在指示单元17上。在步骤S41中，释放状态参数RP的值被设置为0，从而完成该释放顺序操作，并且该操作返回到步骤S15。换言之，拍照设备1被设置为可执行下一次成像操作的状态。

接下来，通过使用图5的流程图来解释在图4的步骤S12中开始的、并在每个预定时间间隔(1ms)独立于其它操作执行的、计时器的第一中断过程。

当计时器的第一中断过程开始时，在步骤S50中确定除尘状态参数GP的值是否被设置为1。当确定除尘状态参数GP的值被设置为1时，操作继续到步骤S51；否则操作直接前进到步骤S52。

在步骤S51中执行除尘操作。后面将利用图7中的流程图解释除尘操作的细节。

在步骤S52中，由角速度检测单元25输出的第一角速度vx被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 0中，并被转换为第一数字角速度信号Vx_n。同样由角速度检测单元25输出的第二角速度vy被输入到CPU21的A/D转换器A/D 1中，并被转换为第二数字角速度信号Vy_n(角速度检测操作)。

在数字高通滤波处理操作中减少第一和第二数字角速度信号Vx_n和Vy_n的低频分量(第一和第二数字角速度VVx_n和VVy_n)。

在步骤S53中，确定释放状态参数RP的值是否被设置为1。当确定释放状态参数RP的值没有被设置为1时，在步骤S54中可移动单元30a的驱动控制被设置为OFF状态，换言之，防抖单元30被设置为不执行可移动单元30a的驱动控制的状态；否则，操作直接地进行到步骤S55。

在步骤S55中，霍尔元件单元44a检测可移动单元30a的位置，并且通过霍尔元件信号处理单元45计算第一和第二检测位置信号px和py。然后第一检测位置信号px被输入到CPU 21的A/D转换器A/D2中并转换为数字信号pdx_n，而第二检测位置信号py被输入到CPU 21的A/D转换器A/D 3中并转换为数字信号pdy_n，从而二者确定可移动单元30a的当前位置P_n(pdx_n，pdy_n)。

在步骤S56中，确定防抖参数IS的值是否是0。当确定防抖参数IS的值是0(IS＝0)时，换言之，当照相装置未处于防抖模式时，在步骤S57中，可移动单元30a(成像单元39a)应被移动的位置S_n(Sx_n，Sy_n)被设置在可移动单元30a的运动范围的中央。当确定防抖参数IS的值不是0(IS＝1)时，换言之，当照相装置处于防抖模式时，在步骤S58中，根据第一和第二角速度vx和vy计算可移动单元30a(成像单元39a)应被移动的位置S_n(Sx_n，Sy_n)。

在步骤S59中，根据步骤S57或步骤S58中确定的位置S_n(Sx_n，Sy_n)以及当前位置P_n(pdx_n，pdy_n)，计算将可移动单元30a移动到位置S_n的驱动力D_n的第一驱动力Dx_n(第一PWM负荷dx)及第二驱动力Dy_n(第二PWM负荷dy)。

在步骤S60中，通过向驱动器电路29施加第一PWM负荷dx来驱动第一驱动线圈单元31a，并通过向驱动器电路29施加第二PWM负荷dy来驱动第二驱动线圈单元32a，从而可移动单元30a被移动到位置S_n(Sx_n，Sy_n)。

步骤S59和S60的过程为自动控制计算，PID自动控制使用该计算用于执行一般的(普通的)比例、积分和微分计算。

下面参考图7中的流程图解释在图5中的步骤S51开始的除尘操作。

除尘操作开始时，在步骤S71中，除尘时间参数CNT的值增加1。

在步骤S72中，霍尔元件单元44a检测可移动单元30a的位置，并且通过霍尔元件信号处理单元45计算第一和第二检测位置信号px和py。将第一检测位置信号px输入到CPU 21的A/D转换器A/D 2中并转换为数字信号pdx_n，而将第二检测位置信号py输入到CPU 21的A/D转换器A/D 3中也转换为数字信号pdy_n，从而二者确定可移动单元30a的当前位置P_n(pdx_n，pdy_n)。

在步骤S73中，确定除尘时间参数CNT的值是否小于或等于65。当确定除尘时间参数CNT的值小于或等于65时，操作直接进行到步骤S84；否则操作继续到步骤S74。

在步骤S74中，确定除尘时间参数CNT的值是否小于或等于115。当确定除尘时间参数CNT的值小于或等于115时，操作直接进行到步骤S83；否则操作继续到步骤S75。

在步骤S75中，确定除尘时间参数CNT的值是否小于或等于165。当确定除尘时间参数CNT的值小于或等于165时，操作直接前进到步骤S82；否则操作继续到步骤S76。

在步骤S76中，确定除尘时间参数CNT的值是否小于或等于215。当确定除尘时间参数CNT的值小于或等于215时，操作直接前进到步骤S78；否则操作继续到步骤S77。

在步骤S77中，可移动单元30a的驱动控制被设置为OFF状态，换言之，防抖单元30被设置为不执行可移动单元30a的驱动控制的状态。

在步骤S78和S83中，第二PWM负荷dy的值被设置为-DD。在步骤S82中，第二PWM负荷dy的值被设置为+DD。

设置绝对值|DD|(除尘负荷比DD的绝对值)，使得当可移动单元30a移动并撞击到可移动单元30a的运动范围的边界时，可移动单元30a在此点的加速度被提高到可移动单元30a上的灰尘可以通过撞击产生的振动而除掉的程度。

在步骤S79中，位置S_n在第一方向x的坐标Sx_n，即可移动单元30a(成像器件39a)在第一方向x应被移动的位置，被设置为可移动单元30a在第一方向x的运动范围的中央。

在步骤S80中，根据在步骤S79中确定的位置S_n在第一方向x的坐标Sx_n和A/D转换后当前位置P_n在第一方向x的坐标pdx_n计算将可移动单元30a移动到(保持在)第一方向x中的位置S_n(第一方向x的中央)的驱动力D_n的第一驱动力Dx_n(第一PWM负荷dx)。

在步骤S81中，通过向驱动器电路29施加在步骤S80中计算出的第一PWM负荷dx来驱动第一驱动线圈单元31a，并通过向驱动器电路29施加在步骤S78、S82或S83中计算出的第二PWM负荷dy来驱动第二驱动线圈单元32a，从而可移动单元30a被移动到位置S_n(Sx_n，Sy_n)。

在步骤S84中，可移动单元30a(成像器件39a)应被移动的位置S_n被设置为可移动单元30a的运动范围的中央。

在步骤S85中，根据步骤S84中确定的位置S_n(Sx_n，Sy_n)以及当前位置P_n(pdx_n，pdy_n)，计算将可移动单元30a移动到位置S_n的驱动力D_n的第一驱动力Dx_n(第一PWM负荷dx)及第二驱动力Dy_n(第二PWM负荷dy)。

在步骤S86中，通过向驱动器电路29施加在步骤S85中计算得到的第一PWM负荷dx来驱动第一驱动线圈单元31a，并通过向驱动器电路29施加在步骤S85中计算得到的第二PWM负荷dy来驱动第二驱动线圈单元32a，从而可移动单元30a被移动到位置S_n(Sx_n，Sy_n)。

接下来，通过使用图10的流程图来解释在图4的步骤S12中开始的、并在每个预定时间间隔(1ms)独立于其它操作执行的、计时器的第二中断过程。

当计时器的第二中断过程开始时，确定计数开始参数GEN的值是否被设置为1。当确定计数开始参数GEN的值被设置为1时，计时参数GCNT在步骤S62中增加1，然后计时器第二中断结束；否则无其他操作计时器第二中断结束。

在实施例中，在第一时间段内，从照相装置1被设置为ON状态时刻开始到防抖操作开始时刻，在可移动单元30a在第一方向x中的坐标值保持恒定处于中央的条件下，包含成像器件的可移动单元30a被移动到中央，然后被移动、并撞击可移动单元30a的运动范围的一侧，随后是另一侧(见图8和9)。

可移动单元30a的成像单元39a(成像器件和低通滤波器)上的灰尘可通过可移动单元30a与可移动单元30a的运动范围的边界碰撞产生的振动去除。

在除尘操作中，可移动单元30a在第一方向x中的位置保持恒定，处于第一方向x中的运动范围的中央。从而，当可移动单元30a在第二方向y中移动时，其在第一方向x中不与第一方向x中的运动范围的边界接触。因此，可移动单元30a和固定单元30b不损坏。

除尘操作可以在作为另一个实施例的预定时间段暂停(例如10秒钟)；然而，在实施例中，测量执行除尘操作的连续时间长度(从除尘操作次数计数开始一刻的逝去时间)，以及在逝去时间对除尘操作次数计数，从而在逝去时间小于等于第三时间段(10000ms)时以及除尘操作次数等于或者超过预定次数(10次)时暂停。

这样，在除尘操作中，在短期(第三时间段)之内可移动单元30a碰撞可移动单元30a的运动范围的边界的次数可以受到限制，从而防止可移动单元30a等的损坏，该损坏由于可移动单元30a和可移动单元30a的运动范围的边界之间的持续碰撞带来的热量和振动造成。

此外，如果除尘操作暂停一次，从除尘操作计数开始的第三时间段(10000ms)之后，除尘操作可以继续。这样，即使除尘操作暂时停止，照相装置1的操作者感到的不适可以得到缓解。

在实施例中，作为除尘操作，在可移动单元30a在第一方向x上的运动范围长于其在第二方向y上的运动范围的情况下，可移动单元30a在第一方向x(长方向)上恒定保持在中央，在第二方向y(短方向)上移动。在这种情况下，与可移动单元30a在第二方向y中保持恒定处于中央而在第一方向x中移动相比，可以降低已被除去的灰尘重新附着的可能性。

但是，可移动单元30a可以在第二方向y中保持恒定处于中央而在第一方向x中移动。

此外，除尘操作开始时可移动单元30a被移动到的位置不限于可移动单元30a的运动范围的中央。该位置可以是可移动单元30a不与其运动范围的边界接触的任何位置。

此外，说明了作为磁场变化检测元件用于位置检测的霍尔元件。然而，其他检测元件，诸如高频载波型磁场传感器的MI(磁阻抗)传感器，磁共振型磁场检测元件，或MR(磁致电阻作用)元件可用于位置检测的目的。当使用MI传感器、磁共振型磁场检测元件或MR元件之一时，与使用霍尔元件类似，可通过检测磁场变化来获得可移动单元位置的相关信息。

尽管这里通过参考所附的附图来描述了本发明的实施例，但显然所述领域的技术人员可做出不背离本发明范围的更改和改变。

Claims

1.一种照相装置的除尘装置，包括：

可移动单元，其具有成像器件并可以移动；以及

控制器，其使可移动单元撞击在可移动单元的运动范围的边界作为除尘操作，所述控制器对所述除尘操作的次数计数，从除尘操作计数开始时刻测量逝去时间；

当逝去时间小于或者等于一预定时间段，以及除尘操作的次数等于或者大于预定的次数，所述控制器暂停除尘操作，直到所述预定时间段逝去。

2.如权利要求1所述的除尘装置，进一步包括在是否执行所述除尘之间切换的除尘开关；

其中当所述除尘开关设置在ON状态、且所述逝去时间超过所述预定时间段时，或当所述除尘开关设置在ON状态、且所述逝去时间小于或者等于所述预定时间段、且所述除尘操作次数未超过所述预定次数时，所述控制器执行除尘操作。

3.如权利要求1所述的除尘装置，其中所述可移动单元在平行于第一方向和第二方向的平面上可以移动，所述第一方向垂直于在所述成像器件的照相表面拍摄光学图像的照相光学系统的光轴，所述第二方向垂直于所述第一方向和所述光轴；以及

所述控制器使所述可移动单元移动到不与所述可移动单元的运动范围的边界接触的预定位置，并在所述可移动单元的所述第一方向的坐标值保持恒定的条件下，使所述可移动单元撞击在所述第二方向中的所述运动范围的边界，以此作为所述除尘操作。

4.如权利要求3所述的除尘装置，其中执行作为所述除尘操作的所述可移动单元与所述第二方向中的所述边界的重复碰撞，使得所述控制器移动所述可移动单元以依次撞击所述第二方向中的所述边界的一侧、撞击所述第二方向中的所述边界的另一侧、并撞击所述第二方向中的所述边界的所述一侧。

5.如权利要求1所述的除尘装置，其中所述控制器在所述运动范围内移动所述可移动单元，以用于为了达到图像稳定的防抖操作；以及

在所述防抖操作开始前执行所述除尘操作。

6.如权利要求1所述的除尘装置，其中当所述逝去时间超过所述预定时间段，所述预定时间段结束。

7.如权利要求1所述的除尘装置，其中当所述逝去时间超过所述预定时间段，所述逝去时间重置为零，从而重新测量所述逝去时间。