CN101770144A - 振动装置及使用该振动装置的图像设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供振动装置及使用该振动装置的图像设备。作为防尘部件的防尘滤波器(119)整体形成为板状，并具有至少一条关于某个对称轴对称的边，压电元件(120a)设在防尘滤波器(119)上，使得产生具有与所述防尘滤波器的部件表面垂直的振动振幅的振动，该压电元件(120a)被驱动成为，在把所述防尘滤波器上的任意的点P(x，y)的振动设为Z(x，y)、把m和n设为与振动模式对应的固有振动的次数且是包含0的正整数时，产生利用下式表示的振动Z(x，y)：Z(x，y)＝Wmn(x，y)·cos(γ)+Wnm(x，y)·sin(γ)(其中，Wmn(x，y)＝sin(nπ·x+π/2)·sin(mπ·y+π/2)，Wnm(x，y)＝sin(mπ·x+π/2)·sin(nπ·y+π/2)、γ＝+π/4或者γ＝-π/8～-π/4)。并且，防尘部件形成为如下的形状：该形状使得在具有相当于所述防尘部件具有的所述一边的长边、而且具有与所述防尘部件的部件表面的面积相同的面积的假想矩形(175)中，该假想矩形的短边的长度与长边的长度之比为0.9以上且小于1。

Description

振动装置及使用该振动装置的图像设备

技术领域

本发明涉及具有摄像元件和显示元件等图像形成元件的图像设备、及使在这种图像设备中配置在图像形成元件的前面的防尘部件振动的振动装置。

背景技术

作为具有图像形成元件的图像设备，已经公知有具有摄像元件的摄像装置，该摄像元件能够获得与照射在自身的光电转换面上的光对应的图像信号。另外，还公知有具有液晶等显示元件的图像投影装置，该显示元件显示投影在屏幕上的图像。近年来，在使用这种图像形成元件的图像设备中，画质明显提高。因此，在摄像元件和显示元件这些图像形成元件的表面或者位于其前面的透明部件(光学元件)的表面附着有尘埃，导致在生成的图像上产生尘埃的影子，这成为一个大问题。

例如，构成为能够在照相机主体上自由装卸摄影光学系统的所谓“可更换镜头”式的数字照相机已经普遍被实际应用。这种可更换镜头的数字照相机在用户需要的时候，通过任意地装卸更换所需要的摄影光学系统，由此能够在一个照相机主体中选择使用多种摄影光学系统。因此，在该照相机中，在从照相机主体上卸下该摄影光学系统时，在照相机所处的周围环境中浮游的尘埃进入照相机主体内，有时尘埃附着在摄像元件的表面上或位于其前面的镜头或玻璃罩等透明部件(光学元件)的表面上。另外，在照相机主体内部，例如配置有快门、光圈机构等进行机械式动作的各种机构。这些各种机构等在动作时产生尘埃等，这些尘埃有时也附着在摄像元件的表面上。

另外，使用光源和投影光学系统，将显示于CRT、液晶等显示元件上的图像放大投影在屏幕上来欣赏图像的投影仪也得到实际应用。在这种投影仪中，有时尘埃附着在显示元件的表面上或位于其前面的镜头或玻璃罩等透明部件(光学元件)的表面上，并产生尘埃的影子被放大投影在屏幕上的问题。

因此，开发了各种机构，用于去除附着在这种图像设备内部的图像形成元件表面上或位于其前面的镜头或玻璃罩等透明部件(光学元件)的表面上的尘埃。

例如，在美国US 2004/0169761A1公开的具有尘埃去除机构的电子摄像装置中，在圆盘状的玻璃板(防尘部件)的外周部固定有圆环板状的压电元件(施振部件)。在对压电元件施加预定频率的频率电压时，在圆盘状的玻璃板的中心产生同心圆状的驻波弯曲振动，通过该振动来去除附着在圆盘状的玻璃板上的尘埃。其中，按照预定的施振频率产生的振动(振动模式1)是具有同心圆状的波节的驻波。该波节的振动振幅较小，所以在该波节的部分不能去除尘埃。因此，按照不同的频率来施振，使圆盘状的玻璃板产生在与上述振动模式1不同的部位具有同心圆状的波节的驻波振动(振动模式2)。由此，形成使上述振动模式1中的波节所在的部位的振动振幅较大的状态。

另外，在日本特开2007-228246号公报中，在矩形板状的防尘部件的相对的边分别设置压电元件。并且，采取使这些压电元件产生预定频率的振动、使防尘部件共振、并产生与边平行的波节的驻波振动模式。并且，与上述美国US 2004/0169761A1相同，为了变更波节的位置，使防尘部件以不同的频率共振来作为驻波的振动模式。这些振动模式都产生具有与防尘部件的边平行的波节的弯曲振动。

在上述美国US 2004/0169761A1公开的尘埃去除机构中，通过产生同心圆状的振动，能够获得非常大的振动振幅，去除尘埃的能力非常高。但是，相对于矩形的摄像元件，防尘部件是具有包围摄像元件的直径的圆形玻璃板，所以导致防尘去除机构变大。并且，圆环状的压电元件较大，很难没有偏差地高性能地形成防尘去除机构。

与此相对，在上述日本特开2007-228246号公报公开的尘埃去除机构中，通过形成为矩形板状，防尘部件相比上述美国US 2004/0169761A1能够形成为小型部件。但是，由于是具有与矩形的边平行的波节的振动模式，所以不能增大振动的振幅，不能产生上述美国US 2004/0169761A1能够产生的那样大的振动振幅。因此，防尘部件去除尘埃的能力低。振动振幅小是因为不能将来自与波节正交的边的反射波合成为驻波。即，由于合成来自一条边的反射波，所以成为具有与边平行的振动的波峰、波谷的驻波。尤其在防尘部件的矩形的短边与长边之比(短边/长边)较小时，该趋势更加明显。

如上所述，如果形成具有圆形的振动振幅的波峰的驻波，则能够增大振动振幅，并获得较大的尘埃去除能力，但防尘部件的形状需要是圆形或接近圆形的形状，这导致装置变大。并且，虽然也有使用矩形防尘部件的情况，但由于产生不能将来自各边的反射波包括在内来良好地合成振动的振动模式，所以不能增大振动振幅，尘埃去除能力降低。

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供即使使用非圆形的防尘部件也能够增大振动振幅的小型的振动装置、及使用这种振动装置的图像设备。

根据本发明的第一方面，提供一种振动装置，其包括：

防尘部件，其整体形成为板状，并具有至少一条关于某个对称轴对称的边；

施振部件，其设于所述防尘部件，并构成为使所述被防尘部件产生具有与所述防尘部件的部件表面垂直的振动振幅的振动；和

驱动部，其构成为驱动所述施振部件，以使得所述防尘部件产生利用下式表示的振动Z(x，y)：在把所述防尘部件上的任意的点P(x，y)的振动设为Z(x，y)、把m和n设为与振动模式对应的固有振动的次数且是包括0在内的正整数时，

Z(x，y)＝W_mn(x，y)·cos(γ)+W_nm(x，y)·sin(γ)

其中，

$W_{\mathrm{mn}}(x,y)=\sin (\mathrm{n\π}\·x+\frac{\mathrm{\π}}{2})\·\sin (\mathrm{m\π}\·y+\frac{\mathrm{\π}}{2})$

$W_{\mathrm{nm}}(x,y)=\sin (\mathrm{m\π}\·x+\frac{\mathrm{\π}}{2})\·\sin (\mathrm{n\π}\·y+\frac{\mathrm{\π}}{2})$

γ＝+π/4或者γ＝-π/8～-π/4，

其中，所述防尘部件形成为如下的形状：该形状使得在具有相当于所述防尘部件具有的所述一边的长边、而且具有与所述防尘部件的部件表面的面积相同的面积的假想矩形中，该假想矩形的短边的长度与长边的长度之比为0.9以上且小于1。

根据本发明的第二方面，提供一种图像设备，其包括：

图像形成元件，其具有用于生成光学图像的图像面；

防尘部件，其整体形成为板状，并具有至少一条关于某个对称轴对称的边，至少具有预定的扩展度的区域形成为透明部，该透明部与所述图像面隔开预定的间隔、与所述图像面相对配置；

施振部件，其设于在所述图像面上生成光学图像的光线透射的透射范围之外的所述防尘部件上，并构成为使得产生具有与该防尘部件的部件表面垂直的振动振幅的振动；

密封结构部，其为了在所述图像形成元件和所述防尘部件两者相对而形成的部位构成密闭的空间部，而在所述图像形成元件和所述防尘部件的周缘侧将所述空间部密封；和

驱动部，其构成为驱动所述施振部件，以使得所述防尘部件产生利用下式表示的振动Z(x，y)：在把所述防尘部件上的任意的点P(x，y)的振动设为Z(x，y)、把m和n设为与振动模式对应的固有振动的次数且是包括0在内的正整数时，

Z(x，y)＝W_mn(x，y)·cos(γ)+W_nm(x，y)·sin(γ)

其中，

$W_{\mathrm{mn}}(x,y)=\sin (\mathrm{n\π}\·x+\frac{\mathrm{\π}}{2})\·\sin (\mathrm{m\π}\·y+\frac{\mathrm{\π}}{2})$

$W_{\mathrm{nm}}(x,y)=\sin (\mathrm{m\π}\·x+\frac{\mathrm{\π}}{2})\·\sin (\mathrm{n\π}\·y+\frac{\mathrm{\π}}{2})$

γ＝+π/4或者γ＝-π/8～-π/4，

其中，所述防尘部件形成为如下的形状：该形状使得在具有相当于所述防尘部件具有的所述一边的长边、而且具有与所述防尘部件的部件表面的面积相同的面积的假想矩形中，该假想矩形的短边的长度与长边的长度之比为0.9以上且小于1。

附图说明

图1是简要表示作为本发明的图像设备的第1实施例的、可更换镜头的单反相机式电子照相机(数码照相机)的主要电气系统结构的示例的方框图。

图2A是包括数码照相机的尘埃去除机构的摄像元件单元的侧视纵剖面图(图2B中的AA线剖面图)。

图2B是从镜头侧观看尘埃去除机构时的主视图。

图3是构成尘埃去除机构的主要部分(振子)的分解立体图。

图4A是防尘滤波器的主视图，用于说明产生于防尘滤波器的振动的状态。

图4B是图4A的BB线剖面图。

图4C是图4A的CC线剖面图。

图5是用于说明防尘滤波器的长边尺寸和短边尺寸的图。

图6A用于说明防尘滤波器的振动产生概念的图。

图6B是几乎不产生振动的波节区域以网格状产生的振动模式下的防尘滤波器的主视图。

图7是用于说明产生于防尘滤波器的不同振动的状态的图。

图8是用于说明产生于防尘滤波器的另一不同振动的状态的图。

图9是用于说明图4A中的防尘滤波器的纵横比与防尘滤波器中央部的振动速度比的关系的图。

图10是表示防尘滤波器的不同形式的图。

图11是表示防尘滤波器的另一不同形式的图。

图12是用于说明产生于防尘滤波器的驻波的防尘滤波器的示意图。

图13A是表示使振子在共振频率附近振动时的电气等效电路的图。

图13B是表示使振子以共振频率振动时的电气等效电路的图。

图14是简要表示防尘滤波器控制电路的结构的电路图。

图15用于说明从防尘滤波器控制电路的各个构成部件输出的各个信号的时序图的图。

图16A是表示第1实施例中的数码照相机的主体控制用微电脑进行的照相机程序(主程序)的步骤的流程图的第1部分的图。

图16B是表示照相机程序(主程序)的步骤的流程图的第2部分的图。

图17是表示图16A中的子程序“无音施振动作”的动作步骤的流程图的图。

图18是表示在图17中的子程序“无音施振动作”的步骤S201的定时并行执行的“显示动作”的动作步骤的流程图的图。

图19是表示在图17中的子程序“无音施振动作”的步骤S203的定时并行执行的“显示动作”的动作步骤的流程图的图。

图20是表示在图17中的子程序“无音施振动作”的步骤S205的定时并行执行的“显示动作”的动作步骤的流程图的图。

图21是表示在无音施振动作中连续提供给施振部件的共振频率的波形的图。

图22是表示作为本发明的图像设备的第2实施例的、数码照相机的子程序“无音施振动作”的动作步骤的流程图的图。

图23是用于说明产生于防尘滤波器的其他振动的状态的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明用于实施本发明的最佳方式。

(第1实施例)

以下具体示例的本发明的图像设备具有摄像元件单元的尘埃去除机构，该摄像元件单元通过光电转换来获得图像信号，此处作为一例说明有关电子照相机(以下简称为“照相机”)的尘埃去除功能的改良技术。尤其在本第1实施例中，参照图1～图2B说明可更换镜头的单反式电子照相机(数字照相机)。

首先，参照图1说明本实施例的数字照相机10的系统结构示例。该数字照相机10由作为照相机主体的主体单元100、和作为附件装置之一的更换镜头的镜头单元200构成系统。

镜头单元200通过设于主体单元100前面的未图示的镜头安装部件，能够在主体单元100上自由装卸。镜头单元200的控制由镜头单元200自身具有的镜头控制用微型计算机(以下称为“Lucom”)201进行。主体单元100的控制由主体单元100自身具有的主体控制用微型计算机(以下称为“Bucom”)101进行。在将镜头单元200安装在主体单元100上的状态下，这些Lucom201和Bucom101通过通信连接器102电气连接成能够互相通信。并且，照相机系统构成为使Lucom201从属于Bucom101协作动作并工作。

镜头单元200还具有摄影镜头202、光圈203、镜头驱动机构204和光圈驱动机构205。摄影镜头202由设于镜头驱动机构204内的未图示的DC电机驱动。光圈203由设于光圈驱动机构205内的未图示的步进电机驱动。Lucom201根据Bucom101的指令来控制这些各个电机。

在主体单元100内，例如按照图示配置有五棱镜103、屏幕104、快速返回反射镜105、目镜106、辅助反射镜107、快门108、AF传感器单元109、AF传感器驱动电路110、反射镜驱动机构111、快门施力机构112、快门控制电路113、测光传感器114和测光电路115。五棱镜103、屏幕104、快速返回反射镜105、目镜106和辅助反射镜107是作为光学系统的单反方式的构成部件。快门108是配置在摄影光轴上的焦面式快门。AF传感器单元109接受来自辅助反射镜107的反射光束，并检测散焦量。AF传感器驱动电路110驱动控制AF传感器单元109。反射镜驱动机构111驱动控制快速返回反射镜105。快门施力机构112对用于驱动快门108的前帘和后帘的未图示的弹簧施力。快门控制电路113控制这些快门108的前帘和后帘的动作。测光传感器114检测来自五棱镜103的光束。测光电路115根据该测光传感器114进行测光处理。

另外，在主体单元100内，在摄影光轴上设有摄像单元116，用于对通过上述光学系统的被摄体像进行光电转换。该摄像单元116是将作为图像形成元件的摄像元件即CCD117、设于该CCD117的前面的光学低通滤波器(LPF)118和作为防尘部件的防尘滤波器119一体化成单元而得到的部件。在此，在本实施例中，把至少透明部具有与空气不同的折射率的透明玻璃板(光学元件)用作上述防尘滤波器119。但是，不限于上述玻璃板(光学元件)，只要是位于光路上并具有光的透射性的部件(光学元件)即可。例如，也可以取代透明玻璃板(光学元件)，而使用光学低通滤波器(LPF)、红外截止滤波器、偏转滤波器、半透半反镜等。该情况时，将与振动相关的频率和驱动时间、施振部件(在后面叙述)的设置位置等设定为与该部件对应的值。并且，此处关于摄像元件列举了CCD117的示例，当然也可以是CMOS或其他摄像元件。

下面，关于作为防尘部件的防尘滤波器119，能够采用如上所述的光学低通滤波器(LPF)等各种材质，但在本实施例中，说明采用玻璃板(光学元件)的情况。

在上述防尘滤波器119的周缘部安装有两个压电元件120a、120b。压电元件120a、120b分别具有两个电极。作为驱动部的防尘滤波器控制电路121使压电元件120a、120b按照根据防尘滤波器119的尺寸和材质所确定的预定频率振动。通过该压电元件120a、120b的振动，使防尘滤波器119产生预定的振动，从而能够去除附着在该防尘滤波器119的表面上的尘埃。并且，针对摄像单元116附加有校正抖动用的防抖单元。

另外，本实施例中的数字照相机10构成为具有CCD接口电路122、液晶监视器123、SDRAM 124、闪存125和图像处理控制器126，由此能够提供电子摄像功能和电子记录显示功能。CCD接口电路122与CCD117连接。SDRAM 124和闪存125作为存储区域发挥作用。图像处理控制器126利用这些SDRAM 124和闪存125等进行图像处理。并且，记录介质127被安装成为能够更换，并能够通过未图示的通信连接器与主体单元100通信。该记录介质127是各种存储卡或外置的HDD等外部记录介质，用于记录通过摄影得到的图像数据。作为其他存储区域，例如由EEPROM构成的非易失性存储器128被设置成为能够从Bucom101进行存取。该非易失性存储器128存储进行照相机控制所需要的预定的控制参数。

动作显示用LCD129、动作显示用LED130、照相机操作SW131和频闪控制电路132与Bucom101连接。动作显示用LCD129和动作显示用LED130用于通过显示输出将该数字照相机10的动作状态通知用户。例如，在动作显示用LCD129或动作显示用LED130设有显示部，其显示在防尘滤波器控制电路121动作的期间防尘滤波器119的振动动作。照相机操作SW131是包括例如释放SW、模式变更SW和电源SW等操作该数字照相机10所需要的操作按钮的开关组。频闪控制电路132驱动频闪133。

另外，在该主体单元100内设有作为电源的电池134和电源电路135，电源电路135把该电池134的电压转换为构成该数字照相机10的各个电路单元所需要的电压并提供该电压。并且，也设有电压检测电路(未图示)，用于检测从外部电源通过未图示的插座提供电流时的电压变化。

如上所述构成的数字照相机10的各个部分大致按照下面所述动作。首先，图像处理控制器126按照Bucom101的指令，控制CCD接口电路122，从CCD117获取图像数据。该图像数据由图像处理控制器126转换为视频信号，并由液晶监视器123输出并显示。用户能够根据该液晶监视器123的显示图像确认所拍摄到的图像映像。

SDRAM 124是图像数据的临时保存用存储器，被用作转换图像数据时的工作区域等。并且，图像数据在被转换为例如JPEG数据后，被保存在记录介质127中。

反射镜驱动机构111是将快速返回反射镜105驱动到上升位置和下降位置的机构。在该快速返回反射镜105位于下降位置时，来自摄影镜头202的光束被分割引导到AF传感器单元109侧和五棱镜103侧。来自AF传感器单元109内的AF传感器的输出通过AF传感器驱动电路110发送给Bucom101，通过Bucom101进行公知的测距处理。另一方面，通过五棱镜103后的光束的一部分被引导到与测光电路115电气连接的测光传感器114，根据由该测光传感器114检测到的光量，由测光电路115进行公知的测光处理。

下面，参照图2A和图2B说明包括CCD117的摄像单元116。另外，应该注意到图2B中的阴影是为了容易理解各个部件的形状而使用的，不是表示剖面。

摄像单元116如上所述具有CCD117、光学LPF118、防尘滤波器119和压电元件120a、120b。CCD117是获得图像信号的摄像元件，该图像信号对应于透射过摄影光学系统并照射在CCD117的光电转换面上的光。光学LPF118设于CCD117的光电转换面侧，用于从透射过摄影光学系统后照射的被摄体光束中去除高频成分。防尘滤波器119是在该光学LPF118的前面侧隔开预定间隔与该光学LPF118相对配置的防尘部件。压电元件120a、120b设于该防尘滤波器119的周缘部，是对防尘滤波器119施加预定的振动的施振部件。

其中，CCD117的CCD芯片136被直接安装在挠性基板137上，该挠性基板137设于固定板138上。从该挠性基板137的两端引出连接部139a、139b。并且，连接器140a、140b设于主电路基板141上。连接部139a、139b与该连接器140a、140b连接，由此挠性基板137与主电路基板141侧连接。并且，CCD117具有防护玻璃142。该防护玻璃142隔着垫片143固定安装在挠性基板137上。

并且，在CCD117和光学LPF118之间，由弹性部件等构成的滤波器支承部件144被设置在CCD117的前面侧周缘部的避开光电转换面的有效范围的位置上。该滤波器支承部件144与光学LPF118的背面侧周缘部的附近抵接，由此作为保持CCD117与光学LPF118之间的大致气密性的密封部件发挥作用。并且，设有气密地覆盖CCD117和光学LPF118的支架145。该支架145在围绕摄影光轴的大致中央部分具有矩形状的开口146。在该开口146的防尘滤波器119侧的内周缘部形成有剖面大致呈L字形状的台阶部147。从开口146的后方侧配置光学LPF118和CCD117。该情况时，将光学LPF118配置成为使其前面侧周缘部与台阶部147大致气密地接触。这样，由台阶部147实现光学LPF118在摄影光轴方向的位置限制，防止其从支架145的内部向前面侧脱出。另外，关于CCD117与光学LPF118的气密状态，只要是能够防止由于尘埃的进入使得尘埃被摄入到摄影图像中、导致尘埃对该图像造成影响的程度即可，不一定是彻底防止气体进入的程度。

另一方面，在支架145的前面侧的周缘部沿着整个圆周形成有防尘滤波器支承部148。该防尘滤波器支承部148形成为围绕台阶部147并比台阶部147更向前面侧突出，以便将防尘滤波器119保持在光学LPF118的前面并其与隔开预定间隔。该防尘滤波器支承部148的开口部分成为成像光线通过区域149。防尘滤波器119整体形成为多边形的板状(此处为四边形)。该防尘滤波器119被按压部件150以按压状态支撑在防尘滤波器支承部148上，该按压部件150由一端部被螺钉151固定在防尘滤波器支承部148上的板簧等弹性体构成。具体地讲，在按压部件150和防尘滤波器119之间介入有橡胶或树脂等具有振动衰减性的支承部件152。另一方面，在防尘滤波器119的背面侧、与防尘滤波器支承部148之间，在与光轴大致对称的位置上介入有橡胶等具有振动衰减性的支承部件153。利用这些支承部件152、153以不阻碍防尘滤波器119的振动的方式保持防尘滤波器119。并且，防尘滤波器119通过支撑部件154被支撑在按压部件150的Z方向弯曲部上，由此进行防尘滤波器119在与光轴垂直的面内沿Y方向的定位。另一方面，如图2B所示，防尘滤波器119同样通过支撑部件154被支撑在设于支架145的支撑部155上，由此进行防尘滤波器119在与光轴垂直的面内沿X方向的定位。支撑部件154也利用橡胶或树脂等具有振动衰减性的材料形成，形成为不阻碍防尘滤波器119的振动。即，关于支承部件152、153的配置位置，如果使它们位于在后面叙述的防尘滤波器119产生的振动的波节位置上，则几乎不阻碍防尘滤波器119的振动，能够构成振动振幅大、高效率的尘埃去除机构。并且，在防尘滤波器119的周边部和防尘滤波器支承部148之间设置具有环状的唇部的密封件156，确保包括开口146的空间的密封状态。摄像单元116如此构成为具有支架145的气密构造，该支架145形成为放置CCD117的期望的大小。另外，关于防尘滤波器119与防尘滤波器支承部148的气密状态，只要是能够防止由于尘埃的进入使得尘埃被摄入到摄影图像中、导致尘埃对该图像造成影响的程度即可，不一定是彻底防止气体进入的程度。

并且，如上所述，所述防尘滤波器119经由所述支承部件152、153并通过所述按压部件150支撑在防尘滤波器支承部148上，也可以把基于至少所述支承部件153的支撑转移到所述密封件156上。

另外，作为挠性印刷基板的挠性基板157a、157b与作为施振部件的压电元件120a、120b的端部电气连接。通过该挠性基板157a、157b，将来自防尘滤波器控制电路121的后面叙述的预定的电气信号输入给压电元件120a、120b，使压电元件120a、120b产生预定的振动。挠性基板157a、157b利用树脂和铜箔等制成，具有柔软性，所以使压电元件120a、120b的振动衰减的情况较少。并且，通过把挠性基板157a、157b设置在振动振幅小的部位(后面叙述的振动的波节位置)，能够进一步抑制振动的衰减。另一方面，在具有下面叙述的抖动校正机构的情况下，压电元件120a、120b相对于主体单元100进行相对移动。因此，在防尘滤波器控制电路121位于与主体单元100一体的固定部件的情况下，挠性基板157a、157b根据抖动校正机构的动作而变形并发生位移。该情况时，由于挠性基板157a、157b具有柔软性而且薄，所以是有效的。在本实施例的情况下，挠性基板157a、157b能从两处拉出，结构简单，所以最适合于具有抖动校正机构的照相机。

通过防尘滤波器119从其表面脱离的尘埃如后面所述，通过其振动的惯性力和重力的作用，落下到主体单元100的下侧。因此，在本实施例中，在防尘滤波器119的下侧附近设置台158，在该台158上设置利用粘接部件、粘接带等形成的保持部件159。该保持部件159可靠地保持落下的尘埃，使其不再返回到防尘滤波器119的表面。

下面，简单说明抖动校正功能。该抖动校正机构如图1所示，由X轴陀螺仪160、Y轴陀螺仪161、防抖控制电路162、X轴致动器163、Y轴致动器164、X框165、Y框166(支架145)、框架167、位置检测传感器168和致动器驱动电路169构成。X轴陀螺仪160检测围绕照相机的X轴的抖动的角速度。Y轴陀螺仪161检测围绕照相机的Y轴的抖动的角速度。防抖控制电路162根据来自这些X轴陀螺仪160和Y轴陀螺仪161的角速度信号，运算抖动补偿量。致动器驱动电路169根据该运算的抖动补偿量，在把摄影光轴的方向设为Z轴方向时，使作为摄像元件的CCD117沿在与摄影光轴正交的XY平面内正交的第1方向即X轴方向和第2方向即Y轴方向位移移动，以补偿抖动。其中，X轴致动器163在从致动器驱动电路169输入了预定的驱动信号时，沿X轴方向驱动X框165。同样，Y轴致动器164在从致动器驱动电路169输入了预定的驱动信号时，沿Y轴方向驱动Y框166。因此，把这些X轴致动器163和Y轴致动器164用作驱动源，把X框165和放置摄像单元116中的CCD117的Y框166(支架145)设为相对于框架167移动的移动对象物。其中，X轴致动器163和Y轴致动器164采用组合了电磁旋转电机和丝杠机构等的机构、使用了音圈电机的直进电磁电机、或直进压电电机等。另外，位置检测传感器168检测X框165和Y框166的位置。防抖控制电路162根据该位置检测传感器168的检测结果，通过致动器驱动电路169驱动X轴致动器163和Y轴致动器164，控制CCD117的位置。

在此，参照图3～图10更具体地说明第1实施例的尘埃去除机构。防尘滤波器119由具有至少一条关于某个对称轴对称的边的、整体为多边形的板状(在本实施例中为四边形)的玻璃板(光学元件)构成。并且，至少从防尘滤波器119的中心沿放射方向的预定范围的区域构成透明部。另外，防尘滤波器119也可以是整体形成圆形，并将该圆的一部分剪切成直线状使得具有一条边的D形状。或者，还可以使四边形的两边形成为圆弧状，形成具有上下两条边的形状。并且，利用上述的安装机构来安装防尘滤波器119，使得该防尘滤波器119的透明部在光学LPF118的前面侧隔开预定的间隔与光学LPF118相对配置。并且，在防尘滤波器119的一个面(在本实施例中为背面侧)的上侧和下侧周缘部，通过例如粘接剂的粘接等，设置了用于对该防尘滤波器119施加振动的施振部件即压电元件120a、120b。通过在防尘滤波器119上分别配置压电元件120a、120b，形成振子170。在对压电元件120a、120b施加了预定的频率电压时，该振子170共振振动，并以较大的振幅产生图4A～图4C所示的弯曲振动。

如图3所示，在压电元件120a形成有信号电极171a、172a，在压电元件120b形成有信号电极171b、172b。信号电极172a、172b设在与信号电极171a、171b相对的背面，并通过侧面环绕到具有所述信号电极171a、171b的一侧的面。并且，所述具有导电性图案的挠性基板157a与信号电极171a和信号电极172a电气连接，所述具有导电性图案的挠性基板157b与信号电极171b和信号电极172b电气连接。由通过挠性基板157a、157b连接的防尘滤波器控制电路121对各个信号电极171a、171b、172a、172b施加具有预定周期的驱动电压。通过施加该驱动电压，能够使防尘滤波器119产生图4A～图4C所示的二维驻波弯曲振动。并且，防尘滤波器119的尺寸为，长边的长度是LA，与长边正交的短边的长度是LB(对应于图5中记述的尺寸)。其中，图4A所示的防尘滤波器119是矩形，所以与后面叙述的本申请发明的“假想矩形”一致。因此，该情况时的防尘滤波器119的长边LA、与所述假想矩形的包含所述LA的边LF一致。图4A所示的弯曲振动表示驻波振动。在图4A中，在表示振动的波节区域(振动振幅小的区域)173的黑色线状区域，随着黑色越深，振动振幅越小。另外，图4A中所示的网眼是利用有限要素法的分割网眼。

在振动速度大的情况下，如图4A所示，在波节区域173的间隔小时，在波节区域173产生大的面内振动(沿着面的方向的振动)。由此，使处于波节区域173的尘埃沿面内振动方向产生大的惯性力(参照后面叙述的图12的质点Y2的移动。以波节为中心，在Y2和Y2’之间进行圆弧振动)。如果使防尘滤波器119面向与重力平行的方向倾斜，以使沿着尘埃的附着面的力发挥作用，则惯性力和重力发挥作用，也能够去除附着在波节区域173中的尘埃。

另外，图4A中的白色区域表示振动振幅大的区域。附着在该白色区域中的尘埃可以利用通过振动而赋予的惯性力来去除。也可以通过按照具有相同程度的振动振幅的其他振动模式对波节区域173施振来去除附着在振动的波节区域173中的尘埃。

图4A所示的弯曲振动模式通过合成X方向的弯曲振动和Y方向的弯曲振动而形成。图6A表示该合成的基本状态的情况。当将振子170放置在海绵等几乎没有振动衰减的部件上并使其自由振动时，通常能够很容易地获得图6B所示的、产生网格状的波节区域173的振动模式(参照上述日本特开2007-228246号公报)。图6A的主视图利用虚线表示该图6B的波节区域173(把线宽方向振动最小的位置表示为线)。示出在该情况下在X方向产生波长λ_X的驻波弯曲振动，而且在Y方向产生波长λ_Y的驻波弯曲振动，并将两种驻波合成的状态。如果把0点设为x＝0、y＝0的原点，在把A设为振幅(此处是设为固定值，但实际上根据振动模式和输入到压电元件的功率而变化)，把m、n设为对应于振动模式的固有振动的次数而且是包含0的正整数，把γ设为任意的相位角时，任意的点P(x，y)的Z方向的振动Z(x，y)可以利用下式(1)表示：

Z(x，y)＝A·W_mn(x，y)·cos(γ)+A·W_nm(x，y)·sin(γ) …(1)

其中，

$W_{\mathrm{mn}}(x,y)=\sin (\mathrm{n\π}\·x+\frac{\mathrm{\π}}{2})\·\sin (\mathrm{m\π}\·y+\frac{\mathrm{\π}}{2})$

$W_{\mathrm{nm}}(x,y)=\sin (\mathrm{m\π}\·x+\frac{\mathrm{\π}}{2})\·\sin (\mathrm{n\π}\·y+\frac{\mathrm{\π}}{2}).$

其中，例如在假设相位角γ＝0时，上述式(1)成为下式，

$Z(x,y)=A\·W_{\mathrm{mn}}(x,y)$

$=A\·\sin (\frac{n\·\mathrm{\π}\·x}{{\mathrm{\λ}}_x}+\frac{\mathrm{\π}}{2})\·\sin (\frac{m\·\mathrm{\π}\·y}{{\mathrm{\λ}}_y}+\frac{\mathrm{\π}}{2})$

其中，在假设λ_X＝λ_Y＝λ＝1时(把弯曲的波长设为单位长度来表述x，y)成为下式，

$Z(x,y)=A\·W_{\mathrm{mn}}(x,y)$

$=A\·\sin (n\·\mathrm{\π}\·x+\frac{\mathrm{\π}}{2})\·\sin (m\·\mathrm{\π}\·y+\frac{\mathrm{\π}}{2}).$

图6B表示m＝n时的振动模式(X方向、Y方向的振动的次数和波长相同，所以防尘滤波器119的形状为正方形)。在该振动模式时，在X方向、Y方向以相等间隔出现振动的波峰、波节、波谷，出现了棋盘状的振动的波节区域173(以往的振动模式)。并且，在m＝0、n＝1的振动模式时，形成为出现与平行于Y方向的边(边LB)平行的波峰、波节、波谷的振动。在上述的棋盘状或与边平行的振动模式时，X方向、Y方向的振动只独立出现，合成后的振动振幅不会变大。

其中，当使防尘滤波器119的形状成为略微偏长方形侧，并选择成为m＝3、n＝2的振动模式的施振频率时，成为相位角γ为+π/4或-π/4～-π/8的振动模式。该振动模式是本实施例的振动振幅非常大的振动模式(最大振幅是与以往的圆形防尘滤波器相同的水平)。例如，在γ＝+π/4时，成为图4A所示的振动模式。在该振动模式时，尽管防尘滤波器119是矩形，但振动振幅的波峰的峰线174相对于光轴中心构成闭合曲线，将来自X方向的边的反射波和来自Y方向的边的反射波高效地合成形成驻波。图7表示通过改变图4A所示的防尘滤波器119的施振用频率而产生的γ＝-π/4时的振动模式。该振动模式是形成包围边的中心的振动振幅的波峰的峰线174的振动模式。即，防尘滤波器119的中心成为几乎没有振动的波节区域173，形成包围边的中心的振动的波峰的峰线174。图8表示使防尘滤波器119的形状再偏向长方形侧，只将角部固定，从γ＝-π/4变为-π/8侧时的振动模式。

图4A所示的振子155的防尘滤波器119是30.8mm(X方向：LA、LF)×28.5mm(Y方向：LB)×0.65mm(厚度)的玻璃板(光学元件)。另外，所述防尘滤波器119是包括X方向的边LA的矩形，并且把该边LA(30.8mm)作为长边，把LB(28.5mm)作为短边，所以与具有与防尘滤波器119的部件表面的面积相同的面积的、本申请发明的“假想矩形”一致。因此，该情况时的防尘滤波器119的长边LA与所述假想矩形的包含所述LA的边LF一致。并且，压电元件120a、120b分别利用21mm(X方向：LP)×3mm(Y方向)×0.8mm(厚度)的钛酸锆酸铅陶瓷制成。利用环氧树脂类的粘接剂将该压电元件120a、120b沿着防尘滤波器119的上下的边(X方向)粘接固定在该各边的端部侧。更具体地讲，在X方向上，所述压电元件120a、120b分别被配置成为关于沿着Y方向的防尘滤波器119的中心线左右对称。其中，防尘滤波器119的纵横比(以长边的长度为基准、短边的长度与长边的长度的比)是0.925。并且，压电体长度比(以防尘滤波器119的配置有压电元件的边的长度LF为基准的、压电元件的与该边平行的方向的长度LP与长度LF的比)是0.682。此时，图4A所示的振动模式的共振频率为91kHz左右。在防尘滤波器119的中央位置，能够获得与在四边形的防尘滤波器119所内接的圆形中构成防尘滤波器时大致匹敌的最大振动速度、振动振幅。通过把与该防尘滤波器119中央位置的面垂直的振动速度V作为基准来获取与最大速度Vmax的比，能够获得图9所示的振动速度比，其最大值为1.000。另外，在图9中，在与防尘滤波器119的长边平行地配置压电元件120a、120b时是长边侧的曲线图，在与防尘滤波器119的短边平行地配置压电元件120a、120b时是短边侧的曲线图。

图10所示的振子170的变形例使用将圆盘状的一部分切去形成一条边的部件作为防尘滤波器119。即，该振子170使用具有关于Y方向的对称轴对称的一边的D形状的防尘滤波器119。压电元件120a与该一边平行而且关于边的中点(Y方向的对称轴)对称地配置在防尘滤波器119的面上。另一方面，压电元件120b被配置成为大致内接于防尘滤波器119的外圆周，并与所述一边平行。如果使防尘滤波器119形成这种形状，则关于防尘滤波器119的中心(也可以认为是重心)的形状对称性提高，更容易形成本实施例的振动状态。另外，当然相比圆形，形状变得更小。另外，通过与边平行地配置压电元件120a、120b，因产生缺口而产生的关于振动的非对称性，能够通过提高刚性形成更对称的形式，使更容易形成所要求的振动状态。另外，图10中的长边、短边如图所示，一边包含防尘滤波器119的所述一边，与其相对的边沿着压电元件120b的外侧的边，并成为面积与防尘滤波器119相同的假想矩形175的长边、短边。

图11所示的振子170的另一变形例使用对圆盘设置对称的缺口来形成平行的两条边的部件作为防尘滤波器119。即，该振子170使用具有两条关于Y方向的对称轴对称的边的防尘滤波器119。该情况时，压电元件120a、120b不配置在边附近，而是在形成圆周的部分配置圆弧状的元件。当形成这种形式时，高效地配置了压电元件120a、120b，因而能够形成更小型的振子170。另外这里，图11中的长边、短边如图所示，一边以及与其相对的边沿着防尘滤波器119的两条边，成为面积与防尘滤波器119相同的假想矩形175的长边、短边。

下面，使用图12具体说明尘埃的去除。图12表示与图4B相同的剖面。压电元件120a、120b沿图12中的箭头176所示的方向被实施极化。当在某个时间点t₀对该压电元件120a、120b施加了预定的频率电压时，振子170成为实线所示的状态。在把振动的角速度设为ω、把Z方向的振幅设为A、并且设为Y＝2πy/λ(λ：弯曲振动的波长)时，位于振子170表面的任意位置y处的质点Y在任意时刻t的Z方向的振动z利用下面的式(2)表示如下：

z＝A·sin(Y)·cos(ωt)       …(2)

该式表示图4A所示的驻波振动。即，在y＝s·λ/2时(其中，s为整数)，Y＝sπ，sin(Y)为零。因此，与时间无关，每λ/2具有Z方向的振动振幅为零的波节177，这是驻波振动。并且，在图12中虚线所示的状态表示相对于时间t₀的状态振动为反相的t＝kπ/ω的状态(其中，k为奇数)。

其次，防尘滤波器119上的点Y₁的振动z(Y₁)成为弯曲驻波的振动的腹部178的位置，所以在Z方向的振动中振动振幅为A，利用下面的式(3)表示如下：

z(Y₁)＝A·cos(ωt)            …(3)

在把振动的频率设为f时点Y₁的振动速度Vz(Y₁)为ω＝2πf，所以将上述式(3)按照时间进行微分后，利用下面的式(4)表示如下：

$\mathrm{Vz}\left(Y_1\right)=\frac{d\left(z\left(Y_1\right)\right)}{\mathrm{dt}}=-2\mathrm{\πf}\·A\·\sin \left(\mathrm{\ωt}\right)...\left(\text{4}\right)$

再将上述式(4)按照时间进行微分后，点Y₁的振动加速度αz(Y₁)利用下面的式(5)表示如下：

$\mathrm{\αz}\left(Y_1\right)=\frac{d\left(\mathrm{Vz}\left(Y_1\right)\right)}{\mathrm{dt}}=-4{\mathrm{\π}}^2{f}^2\·A\·\cos \left(\mathrm{\ωt}\right)...\left(5\right)$

因此，附着在点Y₁上的尘埃179接受上述式(5)的加速度。此时，把尘埃179的质量设为M，尘埃179接受到的惯性力Fk利用下面的式(6)表示如下：

Fk＝αz(Y₁)·M＝-4π²f²·A·cos(ωt)·M        …(6)

根据上式(6)，当提高频率f时，惯性力Fk与f的平方成比例并增大，所以判明是有效的。但是，如果此时的振动振幅A比较小，则无论如何提高频率，都不能提高惯性力。一般，当使产生施振的振动能量的压电元件120a、120b的大小固定时，只能产生预定的振动能量。因此，当在相同的振动模式下提高频率时，振动振幅A与频率f的平方成反比，即使提高共振频率以成为高次的共振模式，振动振幅也降低，振动速度不能提高，振动加速度也不能提高。反之，当频率提高时，难以实现理想的共振，振动能量损失增大，振动加速度下降。即，如果单纯地以频率高的共振模式来产生振动，将不能成为具有大的振幅的模式，导致尘埃去除的效果明显恶化。

尽管防尘滤波器119是矩形，但在图4A所示的本实施例的振动模式中，振动振幅的波峰的峰线174相对于光轴中心构成闭合曲线。并且，在图7所示的本实施例的振动模式中，振动振幅的波峰的峰线174构成包围边的中心的曲线，将来自X方向的边的反射波和来自Y方向的边的反射波高效地合成而形成驻波。

为了高效地形成该合成驻波，防尘滤波器119的形状尺寸起到很大作用。如图9所示，相比把防尘滤波器119的短边的长度与长边的长度之比即纵横比(短边/长边)设为1的正方形的方法，在将纵横比设定为小于1时，与压电元件120a、120b的配置无关，成为防尘滤波器119的中央位置的Z方向的振动速度最大的区域(振动速度比为0.7以上)。在图9中，曲线图的纵轴表示以该区域的最大振动速度Vmax为基准、与振动速度V的比(V/Vmax)。当然，纵横比(短边/长边)的最大值是1，在纵横比为0.9以下时，振动速度比快速减小。因此，优选防尘滤波器119的纵横比(短边/长边)为0.9以上且小于1。并且，图9中的短边侧的两个点的振动速度比都比在防尘滤波器119的长边侧配置了压电元件120a、120b的“长边侧”的曲线低。因此，关于压电元件120a、120b的配置位置，与配置在防尘滤波器119的短边侧时相比，配置在长边侧更能提高振动速度比，并获得高的尘埃去除性能。

这样，在振动振幅的波峰的峰线174相对于光轴中心构成闭合曲线的振动和构成包围边的中心的曲线的振动中，能够产生与防尘滤波器119是圆盘形状时产生的同心圆状的振动的振幅相同的振动振幅。在单纯地产生与边平行的振动振幅的振动模式中，只能获得本实施例的几分之一到十分之一左右的振动加速度。

并且，在振动振幅的波峰的峰线174构成闭合曲线的振动和构成包围边的中心的曲线的振动中，振子170的中心的振动振幅最大，越到周边的闭合曲线或包围的曲线，振动振幅越小。因此，越是图像的中心，尘埃去除的能力越高，通过将振子170的中心与光轴对准，还具有越是中心的画质高的地方、越不容易摄入尘埃179的优点。

另外，对于成像光线通过区域内的振动振幅小的区域即波节区域173，当然也可以通过改变提供给压电元件120a、120b的驱动频率，使得以不同的振动模式共振，由此改变其波节177的位置，能够去除尘埃。

下面，根据图13A和图13B说明在共振频率附近改变压电元件120a、120b的频率时的振动状态。采用压电元件120a、120b的振子170的共振频率附近的电气等效电路如图13A所示。其中，C₀表示压电元件120a、120b并联连接的状态的静电电容，L、C、R是将振子170的机械式振动替换为作为电气电路元件的线圈、电容、电阻时的等效电路上的数值。当然，这些数值根据频率而变化。

在频率达到共振频率f₀时，如图13B所示，成为L和C的共振。当从完全不共振的频率向共振频率侧提高频率时，振子170的振动相位相对于压电元件120a、120b的施振的相位而变化。并且，在共振时相位前进π/2，当再提高频率时，相位前进直到π。当继续提高频率时，相位减小。并且，在不再是共振区域时，成为与在低频率下不共振的状态的相位相同的相位。实际上，根据振子170的结构，有时不会成为理想状态，相位不会变化到π，但能够将驱动频率设定为共振频率。

另外，位于图4A、图7和图8中的4个角部的支撑区域180是几乎没有振动振幅的区域。因此，向Z方向按压该部分，并通过橡胶等具有振动衰减性的支承部件152、153来保持防尘滤波器119。这样，不会产生振动的衰减，并能够可靠地支撑防尘滤波器119。即，橡胶等支承部件152、153允许防尘滤波器119的面内方向的振动，所以几乎不会使面内方向的振动衰减。

与此相对，密封件156还必须设在具有振动振幅的区域。在本实施例的振动模式中，越到周边的振动振幅的波峰位置处，振动振幅越小。因此，通过以唇形状支承防尘滤波器119的周边部，使力量不会较强地作用于弯曲振动振幅方向。因此，由于原来的振动振幅也比较小，所以能够使基于该密封件156的振动的衰减极小。在本实施例中，如图4A、图7和图8所示构成为，密封件接触部181较多地接触振动振幅小的区域即波节区域173，所以振动衰减更小。

另外，使压电元件120a、120b振动的上述预定的频率根据构成振子170的防尘滤波器119的形状、尺寸、材质、支撑的状态而确定。通常，温度成为影响振子170的弹性系数并使其固有振动数变化的一个主要原因。因此，在应用时，优选测量其温度并考虑其固有振动数的变化。该情况时，在数字照相机10内设置与温度测定电路(未图示)连接的温度传感器(未图示)。并且，将针对温度传感器的测试温度的预先确定的振子170的振动频率的校正值存储在非易失性存储器128中。并且，将测量温度和校正值读入到Bucom101中，并运算驱动频率作为防尘滤波器控制电路121的驱动频率。这样，即使温度变化，也能够产生效率良好的振动。

下面，参照图14和图15说明本实施例的数字照相机10的防尘滤波器控制电路121。此处示例的防尘滤波器控制电路121具有图14所示的电路结构，在其各个部分中生成利用图15的时序图表示的波形的信号(Sig1～Sig4)，根据这些信号进行下面所述的控制。

即，防尘滤波器控制电路121如图14所示，由N进位计数器182、1/2分频电路183、反相器184、多个MOS晶体管Q₀₀、Q₀₁、Q₀₂、变压器185和电阻R₀₀构成。

防尘滤波器控制电路121构成为根据与所述变压器185的一次侧连接的MOS晶体管Q₀₁和MOS晶体管Q₀₂的导通/截止切换动作，在该变压器185的二次侧产生预定周期的信号(Sig4)。根据该产生的预定周期的信号来驱动压电元件120a、120b，使固定安装有防尘滤波器119的振子170产生共振驻波。

Bucom101通过作为控制端口而设置的两个输出端口P_PwCont和输出端口D_NCnt、和位于该Bucom101内部的时钟发生器186，按照下面所述控制防尘滤波器控制电路121。时钟发生器186输出脉冲信号(基本时钟信号)，该脉冲信号具有与施加给压电元件120a、120b的信号频率相比充分快的频率。该输出信号是图15中的时序图表示的波形的信号Sig1。并且，该基本时钟信号被输入N进位计数器182。

N进位计数器182对该脉冲信号进行计数，每当达到预定的值“N”时，输出计数结束脉冲信号。即，将基本时钟信号分频为1/N。该输出信号是图15中的时序图表示的波形的信号Sig2。

该分频后的脉冲信号的高电平与低电平的占空比不会成为1∶1。因此，通过1/2分频电路183将占空比转换为1∶1。另外，该转换后的脉冲信号对应于图15中的时序图表示的波形的信号Sig3。

在该转换后的脉冲信号的高电平的状态时，被输入了该信号的MOS晶体管Q₀₁导通。另一方面，经由反相器184向MOS晶体管Q₀₂施加该脉冲信号。因此，在脉冲信号(信号Sig3)的低电平的状态时，被输入了该信号的MOS晶体管Q₀₂导通。由此，与变压器185的一次侧连接的MOS晶体管Q₀₁和MOS晶体管Q₀₂交替导通。由此，在变压器185的二次侧产生图15中的信号Sig4那样的周期的信号。

根据电源电路135的单元的输出电压和驱动压电元件120a、120b所需要的电压确定变压器185的绕组比。另外，电阻R₀₀是为了限制过大的电流流过变压器185而设置的。

在驱动压电元件120a、120b时，MOS晶体管Q₀₀处于导通状态，而且必须从电源电路135向变压器185的中心抽头施加电压。并且，在该情况下，MOS晶体管Q₀₀的导通/截止控制通过Bucom101的输出端口P_PwCont来进行。N进位计数器182的设定值“N”能够根据Bucom101的输出端口D_NCnt来设定。因此，Bucom101通过适当控制设定值“N”，能够任意变更压电元件120a、120b的驱动频率。

此时，能够利用下面的式(7)计算频率；

$\mathrm{fdrv}=\frac{\mathrm{fpls}}{2N}...\left(7\right)$

其中，N表示对N进位计数器182的设定值，fpls表示时钟发生器186的输出脉冲的频率，fdrv表示施加给压电元件120a、120b的信号的频率。

另外，由Bucom101的CPU(控制部)进行基于该式(7)的运算。

另外，当使防尘滤波器119以超声波频带(20kHz以上的频率)的频率振动时，以普通人的听力为基准，大约20Hz～20000Hz的范围内是可听范围，所以不能根据声音来判别防尘滤波器119的动作状态。因此，该数字照相机10在动作显示用LCD129或动作显示用LED130设置显示部，用于将防尘滤波器119的动作通知数字照相机10的操作者。即，数字照相机10通过施振部件(压电元件120a、120b)，对配置在所述CCD117的前面并具有透光性的能够振动的防尘部件(防尘滤波器119)施加振动。此时，数字照相机10使所述显示部与施振部件的驱动电路(防尘滤波器控制电路121)的动作联动地动作，来实施通知防尘滤波器119的动作的处理(具体情况将在后面叙述)。

为了具体说明上述特征，关于Bucom101进行的控制，参照图16A～图20说明具体的控制动作。在照相机的主体单元100的电源SW(未图示)被进行了接通操作后，图16A和图16B所示的流程图涉及的、能通过Bucom101工作的控制程序开始其工作。

首先，执行用于起动该数字照相机10的处理(步骤S101)。即，Bucom101控制电源电路135，向构成该数字照相机10的各个电路单元提供电力。并且，Bucom101进行各个电路的初始设定。

然后，Bucom101通过调用后面叙述的子程序“无音施振动作”，由此使防尘滤波器119无音(即可听范围之外)地振动(步骤S102)。另外，此处所说的可听范围指以普通人的听力为基准的约20Hz～20000Hz的范围内。

接下来的步骤S103～步骤S124是周期性地执行的步骤组。即，Bucom101首先检测附件在该数字照相机10上的装卸(步骤S103)。关于该检测，例如检测作为附件之一的镜头单元200被安装在主体单元100上。该装卸检测动作通过由Bucom101与Lucom201进行通信，来调查镜头单元200的装卸状态。

如果检测到预定的附件被安装在主体单元100上(步骤S104)，Bucom101调用子程序“无音施振动作”，使防尘滤波器119无音地振动(步骤S105)。

在附件尤其是镜头单元200没有被安装在作为照相机主体的主体单元100上的期间，尘埃附着在各个镜头和防尘滤波器119等上的可能性特别大。因此，按照上面所述，在检测到镜头单元200的安装的定时执行去除尘埃的动作比较有效。并且，在更换镜头时，外部空气在主体单元100内部循环，尘埃进入并附着的可能性比较大。因此，在更换镜头时去除尘埃是有意义的。并且，视为是在即将摄影之前，转入步骤S106。

另一方面，在上述步骤S104，在检测到是镜头单元200被从主体单元100卸下的状态时，Bucom101直接转入后面的步骤S106的处理。

并且，在步骤S106，Bucom101进行该数字照相机10具有的预定的操作开关的状态检测。

在此，Bucom101根据构成释放SW的第一释放SW(未图示)的接通/断开状态，判定该SW是否被操作(步骤S107)。Bucom101读出该状态，如果第一释放SW没有被进行接通操作已达预定时间以上，则判定电源SW的状态(步骤S108)。并且，如果电源SW被接通，则返回上述步骤S103的处理，如果被断开，则结束处理(休眠等)。

另一方面，当在上述步骤S107判定为第一释放SW被进行了接通操作时，Bucom101从测光电路115获取被摄体的亮度信息，根据该信息计算摄像单元116的曝光时间(Tv值)和镜头单元200的光圈设定值(Av值)(步骤S109)。

然后，Bucom101通过AF传感器驱动电路110获取AF传感器单元109的检测数据，根据该数据计算焦点的偏移量(步骤S110)。并且，Bucom101判定该计算的偏移量是否在允许的范围内(步骤S111)。在偏移量不在允许的范围内的情况下，Bucom101进行摄影镜头202的驱动控制(步骤S112)，并返回上述步骤S103的处理。

另一方面，在偏移量在允许的范围内的情况下，Bucom101调用子程序“无音施振动作”，使防尘滤波器119开始无音地振动(步骤S113)。

另外，Bucom101判定构成释放SW的第二释放SW(未图示)是否被进行了接通操作(步骤S114)。在该第二释放SW是接通状态时，Bucom101转入接下来的步骤S115的处理，开始预定的摄影动作(具体情况将在后面叙述)。与此相对，在第二释放SW是断开状态时，Bucom101转入上述步骤S108的处理。

另外，在摄像动作中，按照以往那样控制与为了曝光而预先设定的秒时(曝光速度)对应的时间的电子摄像动作。

关于上述摄影动作，从步骤S115到步骤S121，按照预定的顺序进行被摄体的摄影。首先，Bucom101向Lucom201发送Av值，并命令驱动光圈203(步骤S115)。然后，Bucom101使快速返回反射镜105向上升位置移动(步骤S116)。并且，Bucom101使快门108的前帘开始行进并控制打开(步骤S117)，并命令图像处理控制器126执行“摄像动作”(步骤S118)。在对CCD117结束了利用Tv值所示的时间的曝光(摄像)后，Bucom101快门108的后帘开始行进并控制关闭(步骤S119)。并且，Bucom101向下降位置驱动快速返回反射镜105，并且进行快门108的施力动作(步骤S120)。

然后，Bucom101命令Lucom201将光圈203恢复到打开位置(步骤S121)，结束一系列的摄像动作。

然后，Bucom101检测记录介质127是否被安装在主体单元100上(步骤S122)。在没有安装记录介质127时，Bucom101进行报警显示(步骤S123)。并且，再次转入上述步骤S103的处理，反复进行相同的一系列处理。

另一方面，如果安装了记录介质127，Bucom101命令图像处理控制器126将所拍摄到的图像数据记录在记录介质127中(步骤S124)。在该图像数据的记录动作结束后，再次转入上述步骤S103的处理，反复进行相同的一系列处理。

下面，关于具体的振动形式与显示的关系，根据图17～图20说明在上述3个步骤(S102、S105、S113)调用的“无音施振动作”子程序的控制步骤。另外，该所谓的“振动形式”指由作为施振部件的压电元件120a、120b产生的振动的形式。并且，在该无音施振动作中，表示连续提供给施振部件的共振频率的波形的曲线图如图21所示。图17所示的子程序“无音施振动作”和图18～图20所示的“显示动作”是只以用于去除防尘滤波器119的尘埃的施振动作为目的的程序。振动频率f₀被设定为该防尘滤波器119的共振频率附近的预定频率。例如，在图4A所示的振动模式时是91kHz，由于是至少20kHz以上的振动，所以对于用户而言是没有声音的。

当调用了“无音施振动作”时，Bucom101按照图17所示，首先从存储在非易失性存储器128的预定区域中的内容中读出与用于使防尘滤波器119振动的驱动时间(Toscf0)和驱动频率(共振频率：Noscf0)相关的数据(步骤S201)。在该定时，Bucom101按照图18所示，打开对设于动作显示用LCD129或动作显示用LED130上的显示部的施振模式的显示(步骤S301)。并且，Bucom101判定是否经过了预定时间(步骤S302)。在没有经过预定时间时，Bucom101继续施振模式的显示。并且，在经过预定时间后，Bucom101关闭施振模式显示(步骤S303)。

然后，Bucom101从输出端口D_NCnt向防尘滤波器控制电路121的N进位计数器182输出驱动频率Noscf0(步骤S202)。

在接下来的步骤S203～步骤S205如下所述进行尘埃去除动作。即，为了去除尘埃，Bucom101首先把输出端口P_PwCont设定为高电平，并开始尘埃去除动作(步骤S203)。在该定时，Bucom101按照图19所示，使施振动作显示开始(步骤S311)。并且，Bucom101判定是否经过了预定时间(步骤S312)。其中，在没有经过预定时间时，Bucom101继续进行施振动作的显示。并且，在经过预定时间后，Bucom101结束施振动作显示(步骤S313)。此时的施振动作显示根据时间经过或者尘埃去除经过而进行变化的显示(未图示)。该情况时的预定时间与后面叙述的施振动作的持续时间即Toscf0大致相同。

并且，在上述步骤S203中，在输出端口P_PwCont被设定为高电平时，压电元件120a、120b按照预定的驱动频率(Noscf0)对防尘滤波器119施振，并掸掉附着在防尘滤波器119面上的尘埃179。在该尘埃去除动作中，在掸掉附着在防尘滤波器119面上的尘埃179时，同时产生空气振动，并产生超声波。但是，即使按照驱动频率Noscf0来驱动，也不会成为普通人的可听范围内的声音，所以听不到。Bucom101在使防尘滤波器119振动的状态下待机预定驱动时间(Toscf0)(步骤S204)。并且，在经过该预定驱动时间(Toscf0)后，Bucom101将输出端口P_PwCont设定为低电平，由此停止尘埃去除动作(步骤S205)。并且，在该定时，Bucom101打开施振结束显示(步骤S321)。在Bucom101判定为经过了预定时间时(步骤S322)，该施振结束显示关闭，并结束显示(步骤S323)。并且，Bucom101返回到被调用的步骤的下一个步骤。

在该子程序中应用的振动频率f₀(共振频率(Noscf0))和驱动时间(Toscf0)表示在图21中利用曲线图示出的波形。即，一定的振动(f₀＝91kHz)成为只持续足够去除尘埃的时间(Toscf0)的连续波形。

即，该振动形式用于调整并控制提供给施振部件的共振频率。

(第2实施例)

下面，参照图22说明作为本发明的图像设备的第2实施例的、在数字照相机的Bucom进行的照相机程序(主程序)中被调用的子程序“无音施振动作”。该图22变更了上述第1实施例中的图15所示的子程序“无音施振动作”的动作。本第2实施例的防尘滤波器119的动作与上述第1实施例不同。即，在上述第1实施例中，采取使防尘滤波器119的驱动频率为固定值f₀来产生驻波的形式。与此相对，本第2实施例通过顺序变更并施加驱动频率，使得即使不严格控制驱动频率，也产生包含共振频率的振动振幅大的振动。

并且，在图9所示的纵横比为0.9附近时，在纵横比因制造偏差而变化的情况下，振动模式变化较大(振动速度比急剧减小)。为此，需要对每个产品准确地设定共振频率来驱动压电元件120a、120b。这是因为当在非共振频率的频率下进行驱动时，振动速度进一步下降。但是，如果适用本第2实施例那样的频率控制方法，则能够利用非常简单的控制电路进行准确的共振频率下的驱动，能够实现消除因制造偏差等造成的共振频率的偏差的控制。

另外，在图22所示的子程序“无音施振动作”中，振动频率f₀被设定为该防尘滤波器119的共振频率附近的预定频率。例如，在图4A的情况下是91kHz，由于是至少20kHz以上的振动，所以对于用户而言是没有声音的。

首先，Bucom101从存储在非易失性存储器128的预定区域的内容中，读出与用于使防尘滤波器119振动的驱动时间(Toscf0)和驱动开始频率(Noscfs)和频率位移量(Δf)和驱动结束频率(Noscft)相关的数据(步骤S211)。在该定时，进行如图18所示的施振模式的显示，这与上述第1实施例相同。

然后，Bucom101将驱动开始频率(Noscfs)设定为驱动频率(Noscf)(步骤S212)。并且，Bucom101从输出端口D_NCnt向防尘滤波器控制电路121的N进位计数器182输出驱动频率(Noscf)(步骤S213)。

从接下来的步骤S203开始，按照下面所述进行尘埃去除动作。即，首先使尘埃去除动作开始执行。并且，此时进行如图19所示的施振动作显示，这与上述第1实施例相同。

首先，为了去除尘埃，Bucom101将输出端口P_PwCont设定为高电平(步骤S203)。由此，压电元件120a、120b按照预定的驱动频率(Noscf)对防尘滤波器119施振，使防尘滤波器119产生振动振幅小的驻波振动。如果振动振幅小，则不能去除附着在防尘滤波器119面上的尘埃179。在驱动时间(Toscf0)期间持续进行该振动(步骤S204)。并且，在经过该驱动时间(Toscf0)后，Bucom101比较判定驱动频率(Noscf)是否是驱动结束频率(Noscft)(步骤S214)。在此，如果不一致(判定为否)，Bucom101向驱动频率(Noscf)加上频率位移量(Δf)，将其结果再次设定为驱动频率(Noscf)(步骤S215)。并且，反复进行从上述步骤S212的动作到上述步骤S214的动作。

并且，在上述步骤S214中驱动频率(Noscf)与驱动结束频率(Noscft)一致时(是)，Bucom101将输出端口P_PwCont设定为低电平，由此结束压电元件120a、120b的施振动作(步骤S205)，并结束一系列的“无音施振动作”。并且，此时进行如图20所示的施振结束显示，这与上述第1实施例相同。

在这样变更频率的情况下，驻波振动的振幅增大。因此，将驱动开始频率(Noscfs)和频率位移量(Δf)和驱动结束频率(Noscft)设定成通过驻波的共振频率。由此，能够进行以下控制，即，在防尘滤波器119中首先产生振动振幅小的驻波振动，然后驻波振动的振幅逐渐增大，在成为共振振动后，驻波振动振幅减小。并且，只要是预定以上的振动振幅(振动速度)，就能够去除尘埃179，所以能够在某个预定的频率范围内去除尘埃179，在本实施例的情况下，共振时的振动振幅大，所以其频率范围也增大。

并且，如果将驱动开始频率(Noscfs)和驱动结束频率(Noscft)之间的间隔扩大到某种程度，则能够吸收因振子170的温度和制造偏差而引起的共振频率的变化，能够利用极其简单的电路结构可靠地掸掉附着在防尘滤波器119上的尘埃179。

以上，根据实施例说明了本发明，但本发明不限于上述实施例，当然可以在本发明宗旨的范围内进行各种变形和应用。

例如，也可以将利用空气流来去除防尘滤波器119的尘埃179的方式、或者利用刷子来去除防尘滤波器119的尘埃179的机构与上述的采用施振部件的尘埃去除机构结合起来使用。

并且，在上述的实施例中，施振部件是压电元件，当然也可以是电致伸缩部件，还可以是超磁伸缩部件。另外，关于施振部件，说明了在作为防尘部件的防尘滤波器119上设置两个压电元件120a、120b的示例，但也可以设置一个。该情况时，将导致防尘滤波器119的设有压电元件的边与另一条边的刚性不同，所以振动振幅小的区域即波节区域173是与图4A、图7和图8相同的模式，但产生位置偏移。设置对称的两个压电元件的方式能够高效地产生振动，并容易在防尘滤波器119的4个角部保持防尘滤波器119，所以是优选方式。

并且，把相位角γ设为γ＝+π/4或者γ＝-π/8～-π/4，但并不是必须准确地是该值，在存在若干偏差时也能够增大振动振幅。例如，图23是表示成为比γ＝+π/4略小的一侧时的振动模式的图，在该振动模式时，振动振幅的波峰的峰线174相对于光轴中心构成闭合曲线，振子170的中央位置的Z方向的振动速度增大。另外，该防尘滤波器119是30.8mm(X方向：LA)×28.5mm(Y方向：LB)×0.65mm(厚度)的玻璃板(光学元件)。压电元件120a、120b分别是30mm(X方向)×3mm(Y方向)×0.8mm(厚度)，并利用与防尘滤波器119的X方向的边长度LF大致相同状态的钛酸锆酸铅陶瓷制成。并且，利用环氧树脂类的粘接剂沿着防尘滤波器119的上下的边粘接固定这种压电元件120a、120b，以使X方向关于防尘滤波器119的中心线左右对称。此时，图23所示的振动模式的共振频率是68kHz左右的频率，防尘滤波器119的纵横比是0.925，压电体的长度比是0.974。在这种状态下，压电体长度比接近1、振动模式的波节区域173与矩形网眼状的形式非常接近，振动速度比达到0.7左右。该振动速度比接近为了去除尘埃179而将振动速度保持在预定水平以上的界限。

并且，在振动时，为了更高效地掸落附着在被施振的对象部件上的尘埃，也可以在该对象部件的表面实施例如作为透明导电膜的ITO(氧化铟/锡)膜、铟锌膜、聚3，4-乙烯二氧噻吩(ポリ3，4エチレンジオキシチオフエン)膜、作为吸湿型防静电膜的表面活性剂膜、硅氧烷类膜等的涂层处理。但是，要将与振动相关的频率和驱动时间等设定为对应于上述膜部件的值。

并且，作为本申请的一个实施例而记述的光学LPF118也可以构成为具有双折射性的多个光学LPF。并且，也可以把这些构成为多个的光学LPF中配置在最靠近被摄体侧的光学LPF用作防尘部件(施振对象)，以取代图2A中记述的防尘滤波器119。

并且，关于不具有作为本申请的一个实施例在图2A中记述的光学LPF118的照相机，也可以把防尘滤波器119用作例如光学LPF、红外截止滤波器、偏转滤波器、半透半反镜等任一种光学元件。

另外，也可以构成为不仅不具有上述光学LPF118，而且使在图2A中记述的防护玻璃142取代防尘滤波器119。该情况时，作为维持防护玻璃142和CCD芯片136的防尘/防湿功能、同时支撑防护玻璃142并使其振动的结构，可以采用在图2A中记述的支撑防尘滤波器119并使其振动的结构。另外，当然也可以把防护玻璃142用作光学LPF、红外截止滤波器、偏转滤波器、半透半反镜等任一种光学元件。

另外，关于应用本发明的图像设备，不限于示例的摄像装置(数字照相机)，只要是需要尘埃去除功能的装置，都能够根据需要进行变形实施并得到实际应用。更具体地讲，也可以在使用液晶等显示元件的图像投影装置的显示元件与光源之间、或者显示元件与投影镜头之间，设置本发明的尘埃去除机构。

Claims (16)

1.一种振动装置，其包括：防尘部件，其整体形成为板状；施振部件，其设于所述防尘部件上，使所述防尘部件产生具有与所述防尘部件的部件表面垂直的振动振幅的振动；和驱动单元，其驱动所述施振部件，所述振动装置的特征在于，

所述防尘部件(119、118)具有至少一条关于某个对称轴对称的边，

所述驱动单元(101、121)驱动所述施振部件，使得所述防尘部件产生利用下式表示的振动Z(x，y)：在把所述防尘部件上的任意的点P(x，y)的振动设为Z(x，y)、把m和n设为与振动模式对应的固有振动的次数且是包括0在内的正整数时，Z(x，y)表示如下

Z(x，y)＝W_mn(x，y)·cos(γ)+W_nm(x，y)·sin(γ)

其中，

$W_{\mathrm{mn}}=(x,y)=\sin (\mathrm{n\π}\·x+\frac{\mathrm{\π}}{2})\·\sin (\mathrm{m\π}\·y+\frac{\mathrm{\π}}{2})$

$W_{\mathrm{nm}}(x,y)=\sin (\mathrm{m\π}\·x+\frac{\mathrm{\π}}{2})\·\sin (\mathrm{n\π}\·y+\frac{\mathrm{\π}}{2})$

γ＝+π/4或者γ＝-π/8～-π/4，

其中，所述防尘部件形成为如下的形状：该形状使得在具有相当于所述防尘部件具有的所述一边的长边、而且具有与所述防尘部件的部件表面的面积相同的面积的假想矩形(175)中，该假想矩形的短边的长度与长边的长度之比为0.9以上且小于1。

2.根据权利要求1所述的振动装置，其特征在于，所述施振部件配置在所述防尘部件中的与所述假想矩形的长边侧附近对应的预定位置上。

3.根据权利要求1或2所述的振动装置，其特征在于，在所述γ为+π/4时，所述驱动单元使所述防尘部件产生如下的振动：即具有与形成于所述防尘部件上的面垂直的振动振幅的振动的波峰的峰线构成闭合曲线。

4.根据权利要求1或2所述的振动装置，其特征在于，在所述γ为-π/8～-π/4时，所述驱动单元使所述防尘部件产生如下的振动：即具有与形成于所述防尘部件上的面垂直的振动振幅的振动的波峰的峰线构成包围所述防尘部件具有的边的中心的曲线。

5.根据权利要求1或2所述的振动装置，其特征在于，所述施振部件由压电元件(120a、120b)构成，

所述驱动单元对所述压电元件施加使所述防尘部件产生所述振动Z(x，y)所需要的、与所述防尘部件的尺寸和材质对应的频率的频率信号。

6.根据权利要求5所述的振动装置，其特征在于，所述驱动单元每预定时间对所述压电元件施加如下的频率信号：该频率信号包括与所述防尘部件的尺寸和材质对应的所述频率、并且从开始频率到结束频率逐次变化所确定的位移频率。

7.根据权利要求1或2所述的振动装置，其特征在于，在所述防尘部件上设有多个所述施振部件。

8.一种图像设备，其包括：

图像形成元件，其具有用于生成光学图像的图像面；

防尘部件，其整体形成为板状，至少具有预定范围的区域形成为透明部，该透明部与所述图像面隔开预定的间隔、与所述图像面相对配置；

施振部件，其设于在所述图像面上生成光学图像的光线透射的透射范围之外的所述防尘部件上，并使得产生具有与该防尘部件的部件表面垂直的振动振幅的振动；

密封结构部，其为了在所述图像形成元件和所述防尘部件两者相对而形成的部位构成密闭的空间部，而在所述图像形成元件和所述防尘部件的周缘侧将所述空间部密封；和

驱动单元，其驱动所述施振部件，

所述图像设备的特征在于，

所述防尘部件(119、118)具有至少一条关于某个对称轴对称的边，

所述驱动单元(101、121)驱动所述施振部件，使得所述防尘部件产生利用下式表示的振动Z(x，y)：在把所述防尘部件上的任意的点P(x，y)的振动设为Z(x，y)、把m和n设为与振动模式对应的固有振动的次数且是包括0在内的正整数时，Z(x，y)表示如下

Z(x，y)＝W_mn(x，y)·cos(γ)+W_nm(x，y)·sin(γ)

其中，

$W_{\mathrm{mn}}(x,y)=\sin (\mathrm{n\π}\·x+\frac{\mathrm{\π}}{2})\·\sin (\mathrm{m\π}\·y+\frac{\mathrm{\π}}{2})$

$W_{\mathrm{nm}}(x,y)=\sin (\mathrm{m\π}\·x+\frac{\mathrm{\π}}{2})\·\sin (\mathrm{n\π}\·y+\frac{\mathrm{\π}}{2})$

γ＝+π/4或者γ＝-π/8～-π/4，

其中，所述防尘部件形成为如下的形状：该形状使得在具有相当于所述防尘部件具有的所述一边的长边、而且具有与所述防尘部件的部件表面的面积相同的面积的假想矩形(175)中，该假想矩形的短边的长度与长边的长度之比为0.9以上且小于1。

9.根据权利要求8所述的图像设备，其特征在于，所述施振部件配置在所述防尘部件中的与所述假想矩形的长边侧附近对应的预定位置上。

10.根据权利要求8或9所述的图像设备，其特征在于，在所述γ为+π/4时，所述驱动部使该防尘部件产生如下的振动：即具有与形成于所述防尘部件上的面垂直的振动振幅的振动的波峰的峰线以通过所述图像形成元件的图像面的光轴为中心构成闭合曲线。

11.根据权利要求10所述的图像设备，其特征在于，所述密封结构部包括：

支架(145)，其被配置成使所述图像形成元件和所述防尘部件之间成为气密状态；和

支撑部件(152、153)，其用于将所述防尘部件支撑在该支架上，

该支撑部件被配置在波节区域(173)中，该波节区域(173)几乎不具有与形成于所述防尘部件上的面垂直的振动振幅。

12.根据权利要求8或9所述的图像设备，其特征在于，在所述γ为-π/8～-π/4时，所述驱动单元使所述防尘部件产生如下的振动：即具有与形成于所述防尘部件上的面垂直的振动振幅的振动的波峰的峰线构成包围所述防尘部件具有的边的中心的曲线。

13.根据权利要求12所述的图像设备，其特征在于，所述密封结构部包括：

支架(145)，其被配置成使所述图像形成元件和所述防尘部件之间成为气密状态；和

支撑部件(152、153)，其用于将所述防尘部件支撑在该支架上，

该支撑部件被配置在波节区域(173)中，该波节区域(173)几乎不具有与形成于所述防尘部件上的面垂直的振动振幅。

14.根据权利要求8或9所述的图像设备，其特征在于，所述施振部件由压电元件(120a、120b)构成，

所述驱动单元对所述压电元件施加使所述防尘部件产生所述振动Z(x，y)所需要的、与所述防尘部件的尺寸和材质对应的频率的频率信号。

15.根据权利要求14所述的图像设备，其特征在于，所述驱动单元每预定时间对所述压电元件施加如下的频率信号：该频率信号包括与所述防尘部件的尺寸和材质对应的所述频率、并且从开始频率到结束频率逐次变化所确定的位移频率。

16.根据权利要求8或9所述的图像设备，其特征在于，所述施振部件隔着所述防尘部件的所述光线透射的透射范围相对设置。

Images