CN1964435A - 具有异物除去功能的摄像装置 - Google Patents

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Abstract

一种具有异物除去功能的摄像装置，其光学构件被沿垂直于光轴的方向振动，该光学构件被相对于摄像元件邻近被摄体布置，并且至少起到低通滤波器和红外截止滤波器其中之一的作用。在光学构件与摄像元件之间布置的弹性构件防止光学构件的振动传递到使用中的摄像元件。

Description

具有异物除去功能的摄像装置
技术领域
本发明涉及一种摄像装置，尤其涉及一种将在沿摄像光轴布置的光学构件上的异物例如灰尘除去的技术。
背景技术
通过将图像信号转换成电信号来进行成像的摄像装置，例如数字照相机，利用摄像元件，例如电荷耦合装置(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)装置等接收光，将从摄像元件输出的光电转换信号转换为图像数据，然后将该图像数据记录在记录介质，例如存储卡上。在这种摄像装置中，光学低通滤波器或者红外截止滤波器被布置成相对于摄像元件与被摄体邻近，并且当异物例如灰尘附着到滤波器的表面或者摄像元件的盖玻璃表面时，附着部分作为黑点出现在拍摄图像中。这导致图像外观下降。
特别地，对于具有可互换镜头的数字单反照相机，由于机械操作单元，包括快门、快速复原反射镜等被布置成邻近于摄像元件，由操作单元产生的异物例如灰尘可能附着到摄像元件或者低通滤波器。另外，在互换镜头时，灰尘或其他异物可从镜头座的开口进入照相机主体并附着到照相机元件。
如日本专利公报No.2003-319222所公开的，已提出解决该问题的一种方法是通过利用压电元件使防尘幕振动来除去防尘幕表面上的异物例如灰尘，该防尘幕相对于摄像元件邻近于被摄体布置，并允许摄像光束通过。
根据该专利文件所公开的技术，为了除去防尘幕表面上的异物，通过将驱动电压施加到与防尘幕连接的压电元件，使防尘幕沿光轴移动而振动。然而，为了将异物从防尘幕除去，需要通过沿光轴对异物施加比异物的附着力大的力来使异物从防尘幕抖落，结果，需要大量的能量。
另外，根据上述技术，由于防尘幕被沿光轴方向移动而振动，如果防尘幕的形状是非圆形的，已知振动模式很复杂，并且振动效率下降。
然而，摄像装置的有效成像面积通常具有纵横比为4∶3或3∶2的矩形，因此，有效光束的形状在横断面上为矩形。为了使具有矩形形状的有效光束适当地通过，圆形防尘幕相对于有效光束较大。因此，在布局方面，不宜在摄像装置内布置圆形防尘幕。这导致诸如摄像装置尺寸增加、布局效率低等问题。
同时，由于上述技术需要在摄像光轴中布置专用元件(即防尘幕)，摄像光束的透光度下降，结果，除了布局效率低之外，在光学功能或者光学性能方面，该技术是不适宜的。
此外，需要大量电力用于相对于有效光束具有大尺寸的防尘幕的振动。
发明内容
本发明提供一种摄像装置，其能够以有效的方式利用少量电力除去沿着摄像光轴布置的光学构件上的异物，例如灰尘。
根据本发明的一个方面，摄像装置包括：摄像元件，其被构造成将被摄体的光学像转换为电信号；光学构件，其被构造成将入射光束调制为预定光束，并将所述预定光束输出，所述光学构件具有基本上矩形的形状，并且沿着摄像光轴的方向被布置在所述摄像元件的前面；加振单元，其被构造成沿垂直于所述摄像光轴的方向向所述光学构件施加振动；弹性支撑构件，其被构造成相对于所述摄像元件支撑所述光学构件，以允许所述光学构件自由地振动；以及控制单元，其被构造成控制由所述加振单元施加的所述振动。
结合附图从以下说明中本发明的其它特征和优点将更加清楚，其中在全部图形中，相同的附图标记表示相同或相似的部分。
附图说明
现在将参考所附示意图，仅通过示例说明本发明，其中：
图1是根据本发明示范性实施例的数字单反照相机的主透视图。
图2是根据本发明示范性实施例的数字单反照相机的后透视图。
图3是根据本发明示范性实施例的数字单反照相机的电结构的方框图。
图4是分解透视图，示意性地示出照相机的内部结构，以图解低通滤波器和摄像元件附近的保持结构。
图5是摄像单元的部分部件的主视图。
图6是弹性构件的详细图解。
图7是摄像单元的分解透视图，以说明其部件。
图8是橡胶板的详细图解。
图9是沿图5的C-C线所取的摄像单元的剖视图。
图10A和10B是说明产生力的示意图；图10A是压电元件和光学低通滤波器的主视图，以说明压电元件和光学低通滤波器之间的相对关系以及产生力之间的关系；图10B是压电元件和光学低通滤波器的侧视图。
具体实施方式
将参考附图详细说明本发明的示范性实施例。
图1和图2示出了根据示范性实施例的数字单反照相机的外观图。更明确地，图1是拆下摄像镜头单元状态下的照相机的主透视图，图2是照相机的后透视图。
参考图1，照相机主体1包括向前突出形成的握把单元1a，以允许使用者容易稳定地抓握照相机。安装单元2被构造成确保可拆卸摄像镜头单元(未示出)固定到照相机主体1。安装触点21起到允许控制信号、状态信号、数据信号等在照相机主体1和摄像镜头单元之间流通，以及给摄像镜头单元提供电力的作用。安装触点21可被构造成允许电通信、光通信、声音通信以及其它通信。
镜头开锁按钮4被构造成当使用者想拆卸摄像镜头单元时被按下。反射镜盒5被布置在照相机壳体内，并被构造成接收并引导已通过摄像镜头单元的摄像光束。在反射镜盒5内布置快速复原反射镜6。快速复原反射镜6可处于第一状态(参见图3)和第二状态(参见图3)，在第一状态中，快速复原反射镜6被保持在相对于摄像光轴呈45度角，以将摄像光束导向五棱镜22，在第二状态中，快速复原反射镜6被保持在避开摄像光束的位置，以将光束导向摄像元件33。
用作启动开关以启动摄像的快门按钮7、用于根据摄像中的操作模式设置快门速度和f-光圈值的主操作盘8以及用于摄像系统的操作模式设置上部按钮10被与握把单元1a邻近地布置在照相机主体1的顶部上。这些操作部件的部分操作结果被显示在液晶显示(LCD)面板9上。
快门按钮7被构造成通过第一次按下将第一开关(SW1)(以下称为7a)切换为ON状态，并通过第二次按下将第二开关(SW2)(以下称为7b)切换为ON状态。
操作模式设置上部按钮10被用于通过快门按钮7的一次按下在连续拍摄或单帧拍摄之间进行选择，以及设置自拍模式，并且被构造成允许使设置状态显示在LCD面板9上。以下将参考图4详细说明在LCD面板9上显示的设置状态。
可从照相机主体1弹出的内部闪光单元11、用于连接外部闪光单元的配件槽12以及闪光触点13被布置在照相机主体1顶部的中央。摄像模式设置盘14被布置在照相机主体1顶部的右部。
可打开的外部端盖15被布置在与握把单元1a相反的侧面。当外部端盖15打开时，均用作外部接口的视频信号输出塞孔16和通用串行总线(USB)输出连接器17露出。
参考图2，取景器目镜窗口18被布置在照相机主体1背面的上部，并且彩色液晶监视器19被布置在照相机主体1背面上的中央部附近。邻近彩色液晶监视器19布置的副操作盘20执行主操作盘8的辅助功能，并且用于例如在AE模式下相对于由自动曝光(AE)装置计算的校正曝光值设置曝光校正量。在手动模式下，其中快门速度和f-光圈值由使用者设置，取景器目镜窗口18被用于设置快门速度，而副操作盘20被用于设置f-光圈值。副操作盘20还用于显示和选择将被显示在彩色液晶监视器19上的拍摄图像。
主开关43用于启动或关闭照相机。
清洁指示操作构件44用于在清洁模式下启动操作，并给出将在诸如低通滤波器的光学元件上的异物从该低通滤波器抖落的操作指令。以下将详细说明。
图3是根据该示范性实施例的数字单反照相机的主要电学结构的方框图。在图3中，与上述图形中的部件相同的部件由相同的附图标记表示。
MPU 100是被一体化在照相机主体1中的微型计算机的中央处理单元，其用于控制照相机的操作以进行各种处理并向各部件发出各种指令。
电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)100a被一体化在MPU 100内，并且能够储存测量时的信息和其它信息。
MPU 100与反射镜驱动电路101、焦点检测电路102、快门驱动电路103、视频信号处理电路104、开关传感电路105以及测光电路106连接。MPU 100还与LCD驱动电路107、电池检查电路108、时间测量电路109、电源电路110以及压电元件驱动电路111连接。这些电路在MPU 100的控制下运转。
MPU 100通过安装触点21与布置在摄像镜头单元内的镜头控制电路201通信。当摄像镜头单元与安装触点21连接时，安装触点21还起到将信号传送到MPU 100的作用。因此，镜头控制电路201可与MPU 100通信，从而摄像镜头单元内的摄像镜头200和光圈204可通过自动聚焦(AF)驱动电路202和光圈驱动电路203驱动。
在该示范性实施例中，出于方便，摄像镜头200表示为一个镜头元件。实际上，摄像镜头200可包括具有多个镜头元件的一个或者多个镜头组。
AF驱动电路202通常由步进电机构成，并且被构造成通过控制镜头控制电路201改变摄像镜头200内的聚焦透镜的位置来调节摄像镜头200，以将摄像光束聚焦在摄像元件33上。光圈驱动电路203通常由自动光圈构成，并且被构造成通过利用镜头控制电路201改变光圈204来获得光学的f-光圈值。
快速复原反射镜6被构造成将已通过摄像镜头200的摄像光束引导至五棱镜22，并允许部分光束通过，以将允许通过的光束引导至副反射镜30。副反射镜30被构造成将已通过快速复原反射镜6的摄像光束引导至焦点检测传感器单元31。
反射镜驱动电路101被构造成在允许从取景器观察被摄体图像的第一位置和反射镜避开摄像光束的第二位置之间驱动快速复原反射镜6。同时，反射镜驱动电路101被构造成在将摄像光束引导至焦点检测传感器单元31的第一位置和副反射镜避开该光束的第二位置之间驱动副反射镜30。反射镜驱动电路101通常由DC电机、传动机构等构成。
焦点检测传感器单元31是焦点检测传感器，其使用已知的相位差法，并且包括邻近成像面(未示出)布置的场透镜、反射镜、第二成像透镜、光圈、由多个CCD组成的线性传感器等。从焦点检测传感器单元31输出的信号被发送到焦点检测电路102。所发送的信号被转换成被摄体图像信号，然后被发送到MPU 100。MPU100基于被摄体图像信号根据相位差检测进行焦点检测计算，并确定散焦量和散焦方向。基于此，MPU 100通过镜头控制电路201和AF驱动电路202将在摄像镜头200内的聚焦透镜驱动至聚焦位置。
五棱镜22是用于使从快速复原反射镜6反射的摄像光束变换使得光束产生直立图像的光学构件。使用者可通过取景器光学系统观察来自取景器目镜窗口18的被摄体图像。
五棱镜22还被构造成将部分摄像光束引导至测光传感器37。测光电路106被构成接收来自测光传感器37的输出，将该输出转换为对应于观察面上的各区域的亮度信号，然后将该亮度信号输出到MPU 100。MPU 100被构造成根据所接收的亮度信号计算曝光值。
机械焦平面快门单元32被构造成当使用者正在从取景器观察被摄体图像时遮挡摄像光束。当拍摄图像时，可基于释放信号，从前一快门叶片组移动和后一快门叶片组移动的时间差获得所希望的曝光时间。焦平面快门单元32由已从MPU 100接收指令的快门驱动电路103控制。
摄像元件33使用作为摄像装置的CMOS集成电路。摄像装置可以是各种类型，其包括CCD型、CMOS型、CID型以及由一名相关技术领域的普通技术人员所知的其它光电变换装置类型和等同体。摄像装置可以是任何类型。
箝位/校正二次取样(箝位CDS)电路34在模拟/数字(A/D)变换之前进行基本模拟处理，并可改变箝位电平。自动增益控制(AGC)35在A/D变换之前进行基本模拟处理，并可改变基本AGC电平。A/D变换器36将从摄像元件33输出的模拟信号变换成数字信号。
光学低通滤波器410具有其中晶体双折射板与相位板的交替层被粘结到红外截止滤波器的结构。
多层压电元件430被构造成被已从MPU 100接收到指令并将多层压电元件430的振动传送至光学低通滤波器410的压电元件驱动电路111振动。
摄像单元400具有这样一种结构，其中光学低通滤波器410、压电元件430、摄像元件33以及其它部件(稍后说明)被结合成一个单元。稍后将详细说明该单元。
视频信号处理电路104通过部件(例如，γ校正/拐点校正、滤波器以及用于显示器显示的信息合成等)进行通常的图像处理。从视频信号处理电路104输出的用于显示器显示的图像数据通过彩色液晶驱动电路112显示在彩色液晶监示器19上。
视频信号处理电路104还可响应来自MPU 100的指令通过存储器控制器38在缓冲存储器57上存储图像数据。另外，视频信号处理电路104还具有将图像数据压缩为诸如联合图像专家组(JPEG)格式的数据的功能。一旦图像被连续地获得，例如连续拍摄，在图像数据被临时存储在缓冲存储器57上之后，未被处理的图像数据可通过存储器控制器38顺次读取。因此，视频信号处理电路104可独立于来自A/D转换器36的图像数据的输入速度顺次地执行图像处理和图像压缩。
存储器控制器3 8还具有在存储器3 9中存储从外部接口40(对应于图1中的视频信号输出插孔16和USB输出连接器17)输入的图像数据并将来自外部接口40存储在存储器39上的图像数据输出的功能。存储器39通常是可从照相机主体1上拆卸的闪存。
开关传感电路105被构造成根据各开关的操作状态将输入信号传送到MPU 100。开关SW1 7a被构造成当第一次按下快门按钮7时被切换到ON状态。开关SW2 7b被构造成当第二次按下快门按钮7时，开关SW2 7b被切换到ON状态。当开关SW2 7b被切换到ON状态时，开始图像拍摄的指令就被发送到MPU 100。开关传感电路105与主操作盘8、副操作盘20、摄像模式设置盘14、主开关43和清洁指令操作构件44连接。
LCD驱动电路107被构造成根据来自MPU 100的指令驱动LCD面板9和取景器LCD 41。
电池检查电路108被构造成用于预定时间周期检查电池，并将检测输出发送到MPU 100。电源单元42被构造成给各相机元件提供必须的电力。
时间测量电路109被构造成确定日期，并且还测量从主开关43被切换至OFF状态到主开关43被切换至ON状态的时间周期，而且可响应来自MPU 100的指令将测量值发送到MPU 100。
下面将参照图4-图10详细说明摄像单元400的示例性结构。
图4是分解透视图，示意性示出了照相机的内部结构，以图解说明低通滤波器410和摄像元件33(未示出)附近的保持结构。
焦平面快门单元32、用作照相机主体框架的机架主体300和摄像单元400被以距离被摄体的顺序相对于反射镜盒5布置。特别地，摄像单元400被固定，从而摄像元件33的摄像表面与安装单元2的安装表面平行，其中，在二者之间设置预定间隔的情况下，安装单元2的安装表面用作安装摄像镜头单元的参考物。
图5是摄像单元400的部分元件的主视图。
摄像元件保持构件510具有矩形开口，并且固定摄像元件33(未示出)以从开口露出摄像元件33。摄像元件保持构件510采用板形式，并且具有三条臂，用于在外部区域利用螺钉被固定到反射镜盒5。下面将参照图9详细说明带肩螺钉530，图9示出了沿图5中的C-C线所取的横截面。
低通滤波器保持构件420包括用于围绕光学低通滤波器410外周的框架420a和用于安装和保持光学低通滤波器410的水平延伸臂420b。低通滤波器保持构件420由树脂或者金属材料制成。用于调节压电元件430的调节单元421被布置在框架420a的第一侧。框架420a和压电元件430的另一个端面通过粘结等互相固定。
调节单元422(用于调节具有弹性性能的推压构件440)被布置在框架420a的第二侧上，该第二侧与设置有调节单元421的第一侧相反，从而光学低通滤波器410被沿压电元件430的方向推压。
换句话说，光学低通滤波器410被夹持在压电元件430与推压构件440之间，以与低通滤波器保持构件420平齐。因此，光学低通滤波器410随着压电元件430的膨胀和收缩运动而运动。
各推压构件440可由金属材料或聚合物如橡皮或塑料制成的片簧或盘簧形成，只要推压构件440是有弹性的或是弹性体。在本示范性实施例中，推压构件440被布置成分散构件。然而，替代该推压构件440，低通滤波器保持构件420可具有回弹性能，从而光学低通滤波器410可随着压电元件430的膨胀和收缩运动而运动。
如图6所示，框架形弹性体或者弹性构件450被布置在光学低通滤波器410和低通滤波器保持构件420的四个侧面之间的间隙之间。
图6详细图解说明了构件450。构件450包括在压电元件430膨胀和收缩运动方向上延伸的第一臂450a和与该第一臂450a垂直的第二臂450b。各第一臂450a的刚度与各第二臂450b的刚度不同。为了允许光学低通滤波器410随着压电元件430的膨胀和收缩运动而振动，在弹性体或弹性构件450中，接收膨胀和收缩运动影响的第二臂450b的刚度小于第一臂450a的刚度。更明确地，沿着线A-A所取的第一臂450a的横截面显示为矩形，而沿着线B-B所取的第二臂450b的横截面显示为中间部分被去除的矩形形状。
其中第一臂450a的刚度不同于第二臂450b的刚度的结构并不局限于以上结构。例如，形成不同构件的臂可通过共注塑成型或其它方法彼此一体成形。
光学低通滤波器410的四个侧面被封闭在压电元件430和弹性体或弹性构件450之间，使其与低通滤波器保持构件420之间没有间隙。
在该示范性实施例中，压电元件430是多层压电元件，其由已知的压电物质和内部电极的交替层形成。更明确地，其中被沿压电物质的叠层方向施加电压的d33-型多层压电元件被用于压电元件430。结果，可在叠层方向上获得较大振幅(位移)。换句话说，可使光学低通滤波器410沿振动方向大幅移动。存在不同类型的压电元件。压电元件可以是任何类型，只要它可以产生沿光学低通滤波器410的平面方向，也就是沿垂直于光轴的方向的位移。以下将参照图10A和10B说明压电元件430的示范性形状。
在该示范性实施例中，光学低通滤波器410与压电元件430直接接触。或者，可在其间设置间隔。在该情况下，由于压电元件430可通过振动提供间隔，所以可减少对布局的限制。
如上所述，压电元件430被保持在满足由施加电压所引起的膨胀和收缩运动的方向与光轴相垂直的方向上(即在照相机的垂直方向上)。这里，压电元件430被粘结并固定到低通滤波器保持构件420，然而，压电元件430并未被粘结到光学低通滤波器410，而是仅与之接触。换句话说，相对于光学低通滤波器410的压电元件430的振动表面并未固定到光学低通滤波器410。
由弹性体或弹性构件450对光学低通滤波器410的支撑允许光学低通滤波器410沿着摄像光轴和压电元件430的膨胀和收缩运动方向移动预定量。换句话说，当光学低通滤波器410接收压电元件430的振动时，允许光学低通滤波器410相对于垂直于摄像光轴的平面倾斜一定量。因此，允许光学低通滤波器410上的异物受到沿摄像光轴方向的加速。这有利于异物的去除。然而，在允许光学低通滤波器410相对于垂直于摄像光轴的平面倾斜一定量的情况下，如果压电元件430和光学低通滤波器410粘结在一起，压电元件430将受到剪切应力。特别地，如在该示范性实施例中的，当多层压电元件用作压电元件430时，压电元件430可能由于该剪切应力而破裂。
在压电元件430的振动表面未被粘结到光学低通滤波器410，即仅与光学低通滤波器410接触的情况下，即使光学低通滤波器410相对于垂直于摄像光轴的平面变得倾斜，压电元件430也不承受剪切应力。这是因为当光学低通滤波器410以这种方式倾斜时，压电元件430的振动表面从光学低通滤波器410的接触表面相对地移开，因此，压电元件430不直接受到转动力。
另一方面，在压电元件430的振动表面未被粘结到光学低通滤波器410的情况下，出现了光学低通滤波器410的性能随着压电元件430的振动而下降的问题。为了解决该问题，如上所述，光学低通滤波器410被夹持在压电元件430和推压构件440之间，以与它们平齐。换句话说，利用弹簧、弹性构件等从与压电元件430相反的一侧推压光学低通滤波器410，从而即使当压电元件430被沿着收缩方向驱动时，光学低通滤波器410始终与压电元件430接触。
因此，压电元件430可防止由于承受剪切应力而导致的破裂或者损坏，并且光学低通滤波器410可随着压电元件430的振动而令人满意地振动。
图7是以上已经参照图4和5说明的摄像单元400的分解透视图，以进一步说明其部件。
摄像元件单元500至少包括摄像元件33和摄像元件保持构件510。低通滤波器单元470至少包括光学低通滤波器410、低通滤波器保持构件420、压电元件430、推压构件440、弹性构件450和约束构件460。
约束构件460被构造成通过将光学低通滤波器410以预定间隙地夹持在约束构件460与低通滤波器保持构件420之间来约束光学低通滤波器410沿着摄像光轴移动。这种约束防止光学低通滤波器410以大于相对于垂直于摄像光轴的平面的预定角度的角度倾斜。
约束构件460具有用于约束光学低通滤波器410的开口并被构造成阻挡从开口之外的区域进入的拍摄光束。这防止了拍摄光束从光学低通滤波器410的外部区域进入摄像元件33，并可防止反射光产生的重影。
橡胶板520是弹性的(即可弹性变形的)。利用带肩螺钉530通过低通滤波器保持构件420的框架420a将低通滤波器单元470固定到摄像元件保持构件510，而将该低通滤波器单元470安装到摄像元件单元500，从而橡胶板520被插入其间。
图8是橡胶板520的详细图解。如图8所示，橡胶板520是这样一种结构，其中框架520a和包括用于支撑带肩螺钉530的支撑部的两个相对臂520b彼此一体成形。
邻近摄像元件33的框架520a的第一表面与摄像元件保持构件510紧密接触，并且邻近光学低通滤波器410的框架520a的第二表面与低通滤波器保持构件420的框架420a紧密接触。因此，低通滤波器保持构件420与摄像元件33之间的间隙被橡胶板520封闭，而光学低通滤波器410与低通滤波器保持构件420之间的间隙被压电元件430和弹性构件450封闭。结果，光学低通滤波器410与摄像元件33之间的间隙是封闭空间，防止了异物例如灰尘的进入。
另外，即使当压电元件430被振动时，由于通过橡胶板520的弹性而实现的浮动支持结构，低通滤波器单元470的振动更不易被传送到摄像元件33。将参照图9详细说明该结构。
图9是沿图5中的C-C线所取的剖视图。
如上所述，低通滤波器单元470被形成为光学低通滤波器410由弹性构件450支撑，该弹性构件450由低通滤波器保持构件420支撑。摄像元件单元500被形成为摄像元件33由摄像元件保持构件510支撑。橡胶板520被插在低通滤波器单元470与摄像元件单元500之间。带肩螺钉530支撑低通滤波器保持构件420，从而橡胶板520被插在摄像元件保持构件510与低通滤波器保持构件420之间。换句话说，由于弹性构件被插在其间，所以支撑光学低通滤波器410的结构是浮动支撑结构。
该示范性实施例中的橡胶板520可以是其它封闭构件，只要其可防止异物进入并且吸收振动或减振从而使任何振动都不能从光学低通滤波器410传送到摄像元件33。例如，橡胶板520可以是由海绵形成的双面带或凝胶片，该带和该板具有预定厚度。
图10A是压电元件430和光学低通滤波器410的主视图，以说明压电元件430与光学低通滤波器410之间的相对关系和在使用时产生的力之间的关系。图10B是其侧视图。
在该示范性实施例中，在垂直于压电元件430的叠层方向(振动方向)的两面上，如图10A所示的第一面在垂直于光轴方向上的长度用L表示，而在图10B所示的第二面在与光轴相同方向上的长度用T2表示。如前所述，在光轴方向上，其它部件(例如，焦平面快门单元32和摄像元件33)都被布置为靠近压电元件430。因此，为了避免照相机尺寸的增加，希望T2的长度等于或小于光学低通滤波器410的厚度T1。长度L大于厚度T1并且是适于获得使光学低通滤波器410振动所需的驱动力的长度。这是因为，如上面参照图5所说明的，低通滤波器保持构件420的调节单元421被布置在垂直于光轴的方向上，并且调节单元421的长度可在光学低通滤波器410的宽度范围内相对容易调节。振动所需的驱动力与压电元件的面积L×T2成比例。因此，通过合适地选择这两个长度来获得所需力。
增加长度L，能允许压电元件430的弯曲应力变小，即使当由于在垂直于光轴的平面上旋转而在光学低通滤波器410中产生较大力矩时。这可防止压电元件430被弯曲破坏。
更明确地，由于在垂直于光轴的平面上旋转而产生的力矩M在压电元件430端部上所产生的应力F由以下表达式(1)表示：
F＝M/(L/2)    (1)
从表达式(1)明显看出，在压电元件430端部产生的应力F根据力矩M和压电元件430在垂直于光轴的方向上的长度L而改变。根据表达式(1)，如果长度L是最大值，则在压电元件430端部产生的应力F会较小，结果，应力F可落在允许的弯曲应力范围内。
可允许的弯曲应力表示为了驱动压电元件430而施加到压电元件430上以正常地驱动压电元件430的应力上限，以避免损坏。
接着，说明光学低通滤波器410的示范性振动。
当作为控制单元的MPU 100进行将预定周期性电压施加到压电元件430上的控制时，压电元件430在大致垂直于光轴的方向上，即在照相机的竖直方向上振动。光学低通滤波器410被夹持在压电元件430与推压构件440之间，以与它们平齐。结果，由于光学低通滤波器410和压电元件430被保持，以致始终彼此接触，压电元件430的振动被传递到光学低通滤波器410。
如前所述，低通滤波器保持构件420与摄像元件33之间的间隙被橡胶板520封闭，而光学低通滤波器410与低通滤波器保持构件420之间的间隙被压电元件430和弹性构件450封闭。结果，光学低通滤波器410与摄像元件33之间的间隙是防止异物例如灰尘进入的封闭空间。同时，由于橡胶板520被插在低通滤波器单元470与摄像元件单元500之间，该低通滤波器单元470包括光学低通滤波器410，低通滤波器单元470的振动被橡胶板520吸收。结果，非常少的振动被从低通滤波器单元470传递到摄像元件33。
因此，即使压电元件430被振动，该振动对摄像元件33的影响也很少。结果，可限定出承受振动的部件，从而光学低通滤波器410(特别需要振动)可被有选择地振动。因此，可减少承受振动的元件的总质量，从而可减少驱动压电元件430所需的能量。
另外，由于光学低通滤波器410的大部分振动未被传递到摄像元件33，防止摄像元件33被损坏，例如粘结剥落。此外，当照相机受到冲击时，非常少的冲击被传递到压电元件430。因此，可防止压电元件430由于对照相机的冲击而破裂或损坏。
如前所述，光学低通滤波器410和压电元件430未结合到一起，即，二者未连接到一起。因此，即使将周期性电压施加到压电元件430上，从而压电元件430膨胀和收缩，在压电元件430中，仅产生沿着推动光学低通滤波器410的方向的力，而不产生沿着其中光学低通滤波器410拉动压电元件430的相反方向的力。因此，即使将超声波范围内的高频电压施加到压电元件430上，也不会使过大的拉力作用在压电元件430上。这可防止压电元件430在叠层区域被剥落损坏。
接着，将说明根据该示范性实施例的用于将灰尘或其它异物从光学低通滤波器410的表面除去的示范性操作。
当使用者操作清洁指令操作构件44时，照相机主体1响应指令切换到清洁模式，以开始清洁。在本示范性实施例中，提供清洁指令操作构件44。然而，本发明不局限于此。用于提供切换到清洁模式的指令的操作构件不局限于机械按钮。例如，使用者可通过利用光标键或指示按钮对显示在彩色液晶监视器19上的菜单进行选择来发出指令。
切换到清洁模式可在正常照相机顺序中被自动执行，例如当电源被接通时，或者可根据拍摄操作的数量或者按日期来执行。
电源电路110给照相机主体1的各部件提供在清洁模式下操作所需电力。同时，电源电路110检测电源单元42的残存电池寿命，并将该检测值输出到MPU 100。
当MPU 100接收到在清洁模式下开始操作的信号时，MPU100将驱动信号发送到压电元件驱动电路111。当压电元件驱动电路111从MPU 100接收到该驱动信号时，压电元件驱动电路111产生驱动压电元件430所需的周期性电压，并将该电压施加到压电元件430。压电元件430根据被施加的电压膨胀或收缩。当压电元件430膨胀时，光学低通滤波器410被压电元件430推动，并沿垂直于光轴的方向(沿平面方向)移动，从而推压构件440被压缩移动量。当压电元件430收缩时，光学低通滤波器410被推压构件440抵抗着压电元件430推压，因而光学低通滤波器410跟随压电元件430的收缩并相应地移动。在将周期性电压施加到压电元件430的同时，重复该行为，并且光学低通滤波器410跟随压电元件430的周期性膨胀和收缩运动，从而光学低通滤波器410沿着垂直于光轴的方向振动。
尽管已经参考示范性实施例对本发明进行了说明，应理解本发明不限于已公开的示范性实施例。以下权利要求的范围将给出最宽的解释，以覆盖所有变型、等同结构和功能。

Claims (7)

1.一种摄像装置，其包括：
摄像元件，其被构造成将被摄体的光学像转换为电信号；
光学构件，其被构造成将入射光束调制为预定光束，并将所述预定光束输出，所述光学构件具有基本上为矩形的形状，并且沿着摄像光轴的方向被布置在所述摄像元件的前面；
加振单元，其被构造成沿垂直于所述摄像光轴的方向向所述光学构件施加振动；
弹性支撑构件，其被构造成相对于所述摄像元件支撑所述光学构件，以允许所述光学构件自由地振动；以及
控制单元，其被构造成控制由所述加振单元施加的所述振动。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其进一步包括：
保持单元，其被构造成保持所述光学构件，其中，所述弹性支撑构件被构造成间接地支撑所述光学构件，以便于所述光学构件的振动。
3.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，所述加振单元被设置在所述保持单元与所述光学构件之间。
4.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述加振单元是多层压电元件。
5.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述弹性支撑构件由聚合物形成。
6.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述光学构件是光学低通滤波器。
7.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述光学构件是红外截止滤波器。
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