DE60303617T2

DE60303617T2 - Optisches Gerät mit photoelektrischem Sensor und vibrierender Staubschutzscheibe

Info

Publication number: DE60303617T2
Application number: DE60303617T
Authority: DE
Inventors: Junichi c/o Olympus Optical Co. Ltd. Ito; Hiroyuki c/o Olympus Optical Co. Ltd Takizawa; Masataka c/o Olympus Optical Co. Lt Ide; Sumio c/o Olympus Optical Co. Ltd. Kawai
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2023-05-13
Also published as: EP1482345B1; EP1482344A1; EP1482345A1; DE60303619T2; EP1363154B1; DE60303532D1; EP1363154A1; EP1482344B1; DE60303532T2; US20030214599A1; DE60303617D1; US7215372B2; DE60303619D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung, die eine Staubentfernungs- bzw. fernhaltefunktion aufweist und in der an der Innenseite der optischen Vorrichtung anhaftender Staub entfernt werden kann, und insbesondere eine optische Vorrichtung, die eine Staubentfernungsfunktion für ein Bildaufnahmeelement wie etwa eine elektronische Bildaufnahmevorrichtung (Digitalkamera oder dergleichen) aufweist und dazu geeignet ist, auch einen anomalen Zustand der Staubentfernungsfunktion zu erfassen.
In einer elektronischen Bildaufnahmevorrichtung wie etwa einer Digitalkamera sind verschiedene Mechanismen, die mechanisch arbeiten, in ihrem Vorrichtungsgehäuse angeordnet. Daher haftet Staub oder dergleichen, der durch den Mechanismus erzeugt wird, an der photoelektrischen Umwandlungsoberfläche eines Bildaufnahmeelements, wodurch es unvermeidlich ist, dass sich die aufgenommenen Bilder verschlechtern.
Demzufolge wird als ein Beispiel einer die Staubentfernungsfunktion einer elektronischen Bildaufnahmevorrichtung betreffenden Technik eine Technik vorgeschlagen. Gemäß dieser Technik wird Staub oder dergleichen, der an einer Schutzglasplatte (als "Staubentfernungsglas" oder "Staubentfernungsfilter" bezeichnet) zum Schutz des Bildaufnahmeelements anhaftet, durch Schwingung der Schutzglasplatte abgeschüttelt. In einem herkömmlichen System ist daher ein piezoelektrisches Element als ein Mittel zur Schwingung der Schutzglasplatte vorgesehen, wie es zum Beispiel in der JP 08079633 A offenbart ist. Die Schutzglasplatte, die an dem piezoelektrischen Element befestigt ist, wird mit einer gegebenen Schwingungsdauer schwingt bzw. zum Schwingen anregt, indem das Verhalten des piezoelektrischen Elements, sich in Antwort auf eine daran angelegte periodische Spannung auszudehnen oder zusammenzuziehen ausgenutzt wird.
Gemäß dem oben beschriebenen Stand der Technik ist jedoch die Amplitude der Schwingung der Staubentfernung-Schutzglasplatte selbst klein.
Um Staub sicher abzuschütteln, ist es grundsätzlich ratsam, die Schwingungsamplitude der Glasplatte zu maximieren. Um die Schwingungsamplitude der Glasplatte zu erhöhen, muss jedoch die Glasplatte mit ihrer Eigenfrequenz angeregt werden. Andernfalls kann die Glasplatte nur mit der Verrückung des piezoelektrischen Elements vibrieren, so dass Staub nicht wirksam abgeschüttelt werden kann.
Normalerweise variiert die Resonanzfrequenz in Abhängigkeit von der Form, dem Material, dem Stützverfahren und dem Schwingungsmodus (der Schwingungsform) der Glasplatte. Wenn Glasplatten als Schutzgläser in Massenproduktion hergestellt werden, variiert die Resonanzfrequenz darüber hinaus als Folge der Streuung der Herstellungsgenauigkeit. Jedoch kann die Streuung durch Messen der Resonanzfrequenz jedes einzelnen Schutzglases und geeigneter Einstellung der Frequenz eines Oszillators, der während des Vorgangs eine Spannung an das piezoelektrische Element anlegt, beseitigt werden.
Jedoch kann das oben genannte Beseitigungsverfahren nicht mit der Streuung zurecht kommen, wenn die Resonanzfrequenz des Schutzglases durch Altern und Temperaturänderung driftet. Somit kann selbst dann, wenn die Resonanzfrequenz des Oszillators sicher eingestellt ist, das Schutzglas nicht immer mit seiner Resonanzfrequenz angeregt werden.
Demzufolge besteht eine Nachfrage nach einem System, in dem Staub leicht und wirksam entfernt werden kann, ohne Veränderungen von Faktoren (Form der Glasplatte, Elastizitätsmodul des Materials, etc.) einzustellen, die die Resonanzfrequenz der Glasplatte zur Verwendung als Schutzglas während der Herstellungsprozesse des Schutzglases oder der Benutzung der Kamera beeinflussen.
Wenn ein Teil eines Staubentfernungsmechanismus versagt, so dass eine ausreichende Schwingung während des Betriebs nicht erzeugt wird, ist es ferner abzusehen, dass die Situation nicht mit dem bloßen Auge erkannt werden kann. Ferner ist eine Messvorrichtung wie etwa eine Laserverslagerungsmesseinrichtung zur Messung einer Verlagerung erforderlich, um zu bestimmen, ob der Staubentfernungsmechanismus anomal ist oder nicht.
Jedoch ist der Durchschnittsanwender nicht dazu in der Lage, irgend eine Anomalie des Staubentfernungsmechanismus mit Hilfe der Messvorrichtung zu erfassen. Fest steht, dass, wenn ein ausreichender Staubentfernungseffekt aufgrund irgendeiner Anomalie nicht gewonnen werden kann, die Anomalie nicht erkannt werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung dieser Umstände entwickelt worden. Ihr Ziel ist es, eine optische Vorrichtung mit Staubentfernungsfunktion bereitzustellen, in der Probleme mit ihrer Staubentfernungsfunktion leicht erfasst werden können Diese Ziel wird gemäß den in Anspruch 1 offenbarten Merkmalen erreicht.
Diese Kurzdarstellung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise alle erforderlichen Merkmale, so dass die Erfindung auch eine Unterkombination dieser beschriebenen Merkmale sein kann.
Die Erfindung kann besser aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung verstanden werden, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in denen:
1 eine perspektivische Schnittzeichnung ist, die eine äußere Erscheinung einer Kamera gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt und den inneren Aufbau der Kamera darstellt;
2 ein Blockdiagramm ist, das schematisch den Systemaufbau der Kamera gemäß einer Ausführungsform zeigt;
3 eine perspektivische Explosionsansicht ist, die einen Teil einer Bildaufnahmeeinheit der Kamera gemäß der Ausführungsform zeigt und den Aufbau ihrer Hauptkomponenten darstellt;
4 eine perspektivische Schnittzeichnung der Bildaufnahmeeinheit der Kamera gemäß der Ausführungsform in einem zusammengebauten Zustand zeigt;
5 eine Querschnittsansicht ist, die die Bildaufnahmeeinheit der Kamera gemäß der Ausführungsform zeigt;
6 eine Vorderansicht ist, die nur ein Staubentfernungsglas und ein damit integral verbundenes piezoelektrisches Element in der Bildaufnahmeeinheit der Kamera gemäß der Ausführungsform als Einzelteil zeigt;
7 eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII in 6 ist, die eine Änderung des Zustandes des Staubentfernungsglases und des piezoelektrischen Ele ments zeigt, die bewirkt wird, wenn die Antriebsspannung an das piezoelektrische Element von 6 angelegt wird;
8 eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIII-VIII von 6 ist, die eine Änderung des Zustandes des Staubentfernungsglases und des piezoelektrischen Elements zeigt, die bewirkt wird, wenn die Antriebsspannung an das piezoelektrische Element von 6 angelegt wird;
9A ein Schaltungsdiagramm einer Staubentfernungsglas-Ansteuerschaltung der Kamera mit Staubentfernungsfunktion gemäß der Erfindung ist;
9B ein Schaltungsdiagramm einer Staubentfernungsglas-Ansteuerschaltung der Kamera mit Staubentfernungsfunktion gemäß einem zweiten Beispiel oder einer Ausführungsform;
10A bis 10F Zeitablaufdiagramme sind, die den Betrieb und die Steuerung zum Antrieb des Staubentfernungsglases der Kamera mit Staubentfernungsfunktion gemäß Beispielen und der Ausführungsform zeigen;
11A und 11B Flussdiagramme sind, die die Hauptroutine eines Steuerprogramms darstellen, das in einem Steuerelement der Kamera mit Staubentfernungsfunktion gemäß dem ersten Beispiel betrieben wird;
11C und 11D Flussdiagramme sind, die die Hauptroutine eines Steuerprogramms darstellen, das in einem Steuerelement der Kamera mit Staubentfernungsfunktion gemäß dem zweiten Beispiel oder der Ausführungsform betrieben wird;
12A ein Flussdiagramm ist, das ausführlich Stufen einer Prozedur einer Subroutine "Staubentfernungsoperation" gemäß dem ersten Beispiel darstellt;
12B ein Flussdiagramm ist, das ausführlich Stufen einer Prozedur einer Subroutine "Staubentfernungsoperation" gemäß dem zweiten Beispiel darstellt;
12C ein Flussdiagramm ist, das ausführlich Stufen einer Prozedur einer Subroutine "Staubentfernungsoperation" gemäß der Ausführungsform darstellt;
13A ein Flussdiagramm ist, das ausführlich Stufen eines Prozedur einer Subroutine "Resonanzpunkterfassungsoperation" gemäß dem zweiten Beispiel darstellt;
13B ein Flussdiagramm ist, das ausführlich Stufen eines Prozedur einer Subroutine "Resonanzpunkterfassungsoperation" gemäß der Ausführungsform darstellt;
14A und 14B Diagramme sind, die Schwingungszustände einer Glasplatte gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen und eine Form (einen Schwingungsmodus 1) darstellen, in dem um die Glasplatte Knoten erzeugt werden, so dass die gesamte Oberfläche gleichphasig schwingt;
15A und 15B Diagramme sind, die Schwingungszustände der Glasplatte gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen und eine Form (einen Schwingungsmodus 2) darstellen, in dem die Innenseite und die Außenseite der Glasplatte in diametral entgegengesetzten Phasen schwingen;
16 eine Speicherkarte ist, die Tabellenregionen in einem EEPROM gemäß dem ersten Beispiel zeigt, die mit einer Temperaturkorrektur oder Frequenzkorrektur in Beziehung stehen;
17A und 17B Steuerparameter zeigen, die mit einer Temperatur- und Schwingungsmoden-Frequenzkorrektur gemäß dem ersten Beispiel in Beziehung stehen, und in denen 17A eine Liste ist, die die Einzelheiten einer Temperaturkorrekturtabelle für den Schwingungsmodus 1 zeigt, und 17B eine Liste ist, die die Einzelheiten einer Temperaturkorrekturtabelle für den Schwingungsmodus 2 zeigt;
18A und 18B den Schwingungsmoden entsprechende Korrekturwerte gemäß ersten Beispiel zeigen, wobei 18A eine ausführliche Version einer Frequenzkorrekturtabelle für die Schwingungsgmode 1 ist, und 18B eine ausführliche Version einer Frequenzkorrekturtabelle für die Schwingungsgmode 2 ist;
19 eine charakteristische Kennlinie ist, die die Beziehung zwischen der Ansteuerungs- bzw. Antriebsfrequenz und der Amplitude der Glasplatte gemäß dem ersten und zweiten Beispiel repräsentiert;
20A und 20B mit der Schwingungsmoden-Frequenzkorrektur in Beziehung stehende Steuerparameter gemäß dem zweiten Beispiel zeigen, wobei 20A eine Liste ist, die die Einzelheiten einer Steuerparametertabelle für den Schwingungsmodus 1 zeigt, und 20B eine Liste ist, die die Einzelheiten eine Steuerparametertabelle für den Schwingungsmodus 2 zeigt;
21A ein Schaltungsdiagramm ist, das eine Schaltungskonfiguration von Schwingungsmitteln (Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung) als eine Modifikation des ersten Beispiels zeigt;
21B ein Schaltungsdiagramm ist, das eine Schaltungskonfiguration von Schwingungsmitteln (Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung) als eine Modifikation des zweiten Beispiels zeigt;
22 eine Kennlinie ist, die den Fall eines monoton zunehmenden Musters für die Beziehung zwischen der Antriebsfrequenz und dem Überwachungsausgangssignalpegel in der Kamera mit Staubentfernungsfunktion gemäß der Ausführungsform zeigt;
23 eine Kennlinie ist, die den Fall eines monoton abnehmenden Musters für die Beziehung zwischen der Antriebsfrequenz und dem Überwachungsausgangssignalpegel in der Kamera mit Staubentfernungsfunktion gemäß der Ausführungsform zeigt;
24 eine Kennlinie ist, die Fälle zeigt, in denen geschlossen werden kann, dass ein Staubentfernungsmechanismus anomal ist, wenn der Überwachungsausgangssignalpegel in der Kamera mit Staubentfernungsfunktion gemäß der Ausführungsform nicht innerhalb eines gegebenen Bereichs liegt;
25 eine Kennlinie ist, die ein Beispiel darstellt, dass die Verifizierungsbasis zur Verhinderung einer Situation bildet, so dass eine korrekte Schwingung aufgrund einer Anomalie des Staubentfernungsmechanismus in der Kamera mit Staubentfernungsfunktion gemäß der Ausführungsform darstellt; und
26 eine Liste in Form einer Tabelle ist, die voreingestellte Werte zeigt, die in einem N-ären Zähler der Kamera mit Staubentfernungsfunktion gemäß der Ausführungsform eingestellt sind.
Eine Ausführungsform und zwei Beispiele für Fälle, in denen die vorliegenden Erfindung auf eine Digitalkamera angewendet wird, sind nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Vor einer ausführlichen Beschreibung von Besonderheiten der einzelnen Ausführungsformen und Beispiele sind das äußeres Erscheinungsbild und die grundlegende Struktur der Digitalkamera erläutert, die allen Ausführungsformen und Beispielen gemeinsam sind.
1 zeigt ein äußeres Erscheinungsbild der Digitalkamera und veranschaulicht schematisch den inneren Aufbau bzw. die innere Konfiguration der Kamera in einer Schnittansicht.
Eine Kamera 1 besteht aus einem Kameragehäuse 11 und einem Objektivtubus 12, und zwar derart, dass eine Objektiveinheit und eine Gehäuseeinheit separat ausgebildet sind. Diese zwei Elemente können voneinander getrennt werden. Der Objektivtubus 12 ist so ausgebildet, dass er in sich ein optisches Fotografiersystem 12a aufnimmt, das aus einer Mehrzahl von Linsen, einem Antriebsmechanismus dafür etc. besteht. Das optische Fotografiersystem 12a besteht zum Beispiel aus einer Mehrzahl von optischen Linsen und dergleichen, durch die ein Lichtstrom von einem Gegenstand bzw. einer Person hindurchtritt, um ein Bild des Gegenstandes, das aus dem Gegenstandslichtstrom gebildet ist, an einer gegebenen Position (auf der fotoelektrischen Umwandlungsoberfläche eines nachstehend erwähnten Bildaufnahmeelements) zu bilden.
Der Objektivtubus 12 ist an der Vorderseite des Kameragehäusese 11 befestigt, wobei er von diesem hervorragt. Ferner ist das Kameragehäuse 11 eine "Spiegelreflexkamera", die in ihrem Inneren verschiedene Bauelemente umfasst und an seiner Vorderseite als Verbindungselement einen Abschnitt 11a zum Anbringen des optischen Fotografiersystems aufweist, an dem der Objektivtubus 12 zum Halten des optischen Fotografiersystems 12a entfernbar montiert ist.
Insbesondere ist eine Belichtungsöffnung mit einem gegebenen Durchmesser, derart, dass der Gegenstandslichtstrom in das Kameragehäuse 11 geleitet werden kann, im Wesentlichen im mittleren Abschnitt des Kameragehäuses 11 ausgebildet, und der Abschnitt 11a zum Anbringen des optischen Fotografiersystems ist auf dem Umfangsrandabschnitt der Belichtungsöffnung ausgebildet.
Ferner ist der Abschnitt 11a zum Anbringen des optischen Fotografiersystems auf der Außenseite des Kameragehäuses 11, z.B. auf seiner Vorderseite, angeordnet, und darüber hinaus sind verschiedene Steuerelemente zur Betätigung bzw. Bedienung des Kameragehäuses 11 wie etwa ein Auslöseknopf 17 zur Verwendung als Anzeigesteuerelement zum Starten einer Fotografieroperation an gegebenen Positionen auf der oberen Oberfläche, der hinteren Oberfläche etc. angeordnet.
Ferner enthält das Kameragehäuse 11 verschiedene Bauelemente wie etwa eine Suchervorrichtung 13, ein Verschlussabschnitt 14, eine Bildaufnahmeeinheit 15, eine Mehrzahl von Schaltungsplatinen (nur eine Hauptschaltungsplatine 16 ist in diesem Fall gezeigt), etc., die sich jeweils an gegebenen Positionen befinden. Die Suchervorrichtung bildet ein "optisches Beobachtungssystem". Der Verschlussabschnitt 14 umfasst einen Verschlussmechanismus zur Steuerung der Zeit der Belichtung der fotoelektrischen Umwandlungsoberfläche des Bildaufnahmeelements mit dem Gegenstandslichtstrom und dergleichen. Die Bildaufnahmeeinheit 15 umfasst das (nicht ge zeigte) Bildaufnahmeelement zur Gewinnung eines Bildsignals, das dem Gegenstandsbild entspricht, ein Staubentfernungsglas (Staubentfernungsfilter) 21 als Staubentfernungs- bzw. Staubfernhalteelement, etc. Das Staubentfernungsglas befindet sich an einer gegebenen Position vor der fotoelektrischen Umwandlungsoberfläche des Bildaufnahmeelements und dient dazu, ein Anhaften von Staub oder dergleichen an der fotoelektrischen Umwandlungsoberfläche zu verhindern. Die Schaltungsplatinen umfassen typischerweise die Hauptschaltungsplatine 16, auf der verschiedene elektrische Elemente, die eine elektrische Schaltung bilden, montiert sind.
Die Suchervorichtung 13 besteht aus einem Reflektor (auch als "Schnellrückschwingspiegel" bezeichnet) 13b, der so ausgelegt ist, dass er dazu geeignet ist, die optische Achse des durch das optische Fotografiersystem 12a hindurchtretenden Gegenstandslichtstroms umzulenken und ihn zur Seite des optischen Beobachtungssystems zu führen, einem Pentaprisma 13a, das den von dem Reflektor 13b ausgehenden Lichtstrom empfängt und ein aufrechtes Bild erzeugt, ein Okular 13c, das das mittels des Pentaprismas 13a gebildete Bild vergrößert und ein zur Beobachtung optimales Bild erzeugt, etc.
Der Reflektor 13b kann zwischen einer Position, in der er sich neben der optischen Achse des optischen Fotografiersystems 12a befindet, und einer vorbestimmten Position auf der optischen Achse bewegt werden. In einem normalen Zustand befindet er sich auf der optischen Achse des optischen Fotografiersystems 12a, in einem gegebenen Winkel, z.B. 45°, zur optischen Achse.
Wenn sich die Kamera 1 in dem normalen Zustand (Zustand zur Gegenstandsbeobachtung) befindet, wird mit dieser Konfiguration die optische Achse des durch das opti sche Fotografiersystem 12a hindurchtretenden Gegenstandlichtstroms durch den Reflektor 13b umgelenkt, und wird in Richtung des Pentaprismas 13a, das über dem Reflektor 13b angeordnet ist, reflektiert.
Hingegen bewegt sich, während die Kamera 1 die Fotografieroperation ausführt, der Reflektor 13b zu der vorbestimmten Position neben der optischen Achse des optischen Fotografiersystems 12a. Wenn der Reflektor 13b auf diese Weise entfernt ist, wird der Gegenstandslichtstrom zur Seite des Bildaufnahmeelements geleitet. Ferner ist der anwendbare Verschlussabschnitt 14 vom gleichen Typ, der allgemein in einer herkömmlichen Kamera oder dergleichen verwendet wird, und enthält zum Beispiel einen Verschlussmechanismus vom "Brennebenentyp" und seine Steuerschaltung.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Systemkonfiguration einer Digitalkamera jeder der Ausführungsformen und Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Dieses Kamerasystem besteht im Wesentlichen aus dem Kameragehäuse 11 und dem Objektivtubus (auch als "Objektiveinheit" bezeichnet) 12 zur Verwendung als Austauschobjektiv. Der gewünschte Objektivtubus 12 kann an der Vorderseite des Kameragehäuses 11 befestigt und von dort abgenommen werden.
Der Objektivtubus 12 wird von einem Objektivsteuerungsmikrocomputer (im Folgenden als "Lucom" bezeichnet) 205 angesteuert. Hingegen wird das Kameragehäuse 11 von einem Mikrocomputer (im Folgenden als "Bucom" bezeichnet) 150 gesteuert.
Der Lucom 205 und der Bucom 150 sind zur Kommunikation mittels eines Kommunikationsverbinders 206 elektrisch miteinander verbunden, wenn sie aneinander gekoppelt sind. Das Kamerasystem ist so eingestellt, dass der Lucom 205 untergeordnet mit dem Bucom 150 zusammenarbeite.
Das optische Fotografiersystem 12a und eine Blende 203 sind in dem Objektivtubus 12 vorgesehen. Das optische Fotografiersystem 12a wird mittels eines (nicht gezeigten) Gleichstrommotors angetrieben, der in einem Linsenantriebsmechanismus 202 angeordnet ist. Die Blende 203 wird mittels eines (nicht gezeigten) Schrittmotors angetrieben, der in einem Blendenantriebsmechanismus 204 angeordnet ist. Der Lucom 205 steuert diese einzelnen Motoren in Übereinstimmung mit Befehlen von dem Bucom 150.
Die folgenden Bauelemente sind in dem Kameragehäuse 11 angeordnet, wie es in 2 gezeigt ist. Als optische Systeme angeordnet sind zum Beispiel Spiegelreflex-Bauelemente (Pentaprisma 13a, Reflektor 13b, Okular 13c und Subspiegel 114), ein Verschluss 115 vom Brennebenentyp und eine AF-Sensoreinheit 116, die einen reflektierten Lichtstrom von dem Subspiegel 114 empfängt und diesen zur automatischen Entfernungsmessung verwendet.
Ferner sind eine AF-Sensorantriebsschaltung 117 zur antreibenden Steuerung der AF-Sensoreinheit 116, ein Spiegelantriebsmechanismus 118 zur antreibenden Steuerung des Reflektors 13b, einen Verschlussspannmechanismus 119 zum Vorspannen einer Feder, um die vorderen und hinteren Lamellen des Verschlusses 115 anzutreiben, eine Verschlusssteuerschaltung 120 zum Steuern der Bewegung der vorderen und hinteren Lamellen und eine fotometrische Schaltung 121 zur fotometrischen Verarbeitung auf der Grundlage des Lichtstroms von dem Pentaprisma 13a.
Ein Bildaufnahmeelement 27 zur fotoelektrischen Umwandlung des durch die optischen Systeme hindurchtretenden Gegenstandsbildes ist als fotoelektrisches Umwand lungselement auf der optischen Achse vorgesehen. Das Bildaufnahmeelement 27 ist durch ein Staubentfernungsglas bzw. Staubfernhalteglas 21 geschützt, das aus einem transparenten Glaselement zur Verwendung als optisches Element gebildet und zwischen dem optischen Fotografiersystem 12a und dem Bildaufnahmeelement 27 angeordnet ist. Als Teil eines Schwingungsmittels, um das Staubentfernungsglas 21 mit einer gegebenen Frequenz zum Schwingen anzuregen, ist ein piezoelektrisches Element 22 zum Beispiel an dem Umfangsrandabschnitt des Staubentfernungsglases 21 befestigt.
Das piezoelektrische Element 22 hat zwei Elektroden. Ein Staubentfernungsmechanismus ist so aufgebaut, dass das piezoelektrische Element 22 bewirken kann, dass eine Staubentfernungsantriebsschaltung 140 als Teil des Schwingungsmittels das Staubentfernungsglas zum Schwingen anregt, wodurch an der Glasoberfläche anhaftender Staub entfernt wird.
Eine Temperaturmessschaltung 133 ist in der Nähe des Staubentfernungsglases 21 angeordnet, um die Temperatur in der Umgebung des Bildaufnahmeelements 27 zu messen.
Dieses Kamerasystem ist ferner mit einer Schnittstellenschaltung 123 ausgestattet, die mit dem Bildaufnahmeelement 27, einem Flüssigkristallmonitor 124, einem SDRAM 125, der als Speicherbereich vorgesehen ist, und einem Bildverarbeitungssteuergerät 128 zur Bildverarbeitung unter Verwendung eines F1ashROMs 126, eines Aufnahmemediums 127, etc. verbunden ist und sowohl eine elektronische Aufnahme/Anzeige-Funktion als auch eine elektronische Fotografierfunktion bereitstellen kann.
Als ein weiterer Speicherbereich ist ein nichtflüchtiger Speicher 129 zum Beispiel aus einem EEPROM als nicht-flüchtiges Speichermittel zum Speichern notwendiger, gegebener Steuerparameter zur Kamerasteuerung vorgesehen, und zwar derart, dass er durch den Bucom 150 zugänglich ist.
Der Bucom 150 umfasst ferner eine Betriebsanzeigen-LCD 15 zur Information eines Anwenders über den Betriebszustand der Kamera 1 mit einem Anzeigenausgangssignal und einen Kamerabedienungsschalter (SW) 152. Der Kamerabedienungsschalter SW 152 ist eine Schaltergruppe, die notwendige Bedienungsknöpfe zum Bedienen der Kamera 1 umfasst, wie z.B. einen Auslöse-SW, einen Modus-SW, einen Ein/Aus-SW, etc.
Ferner sind eine Batterie 154 als Energiequelle und ein Stromkreis 153, der die Spannung der Energiequelle in eine Spannung umwandelt, die von einzelnen Schaltungseinheiten benötigt wird, die das Kamerasystem bilden, und die resultierende Spannung bereitstellt, vorgesehen.
Das Folgende ist eine Beschreibung des Kamerasystems, das auf diese Weise aufgebaut ist. Einige Teile des Kamerasystems arbeiten auf die folgende Weise.
Zuerst steuert das Bildverarbeitungssteuergerät 128 die Schnittstellenschaltung 123 in Übereinstimmung mit einem Befehl vom Bucom 150 an und holt Bilddaten von dem Bildaufnahmeelement 27.
Die Bilddaten werden mit Hilfe des Bildverarbeitungssteuergeräts 128 in ein Videosignal umgewandelt und als ein Ausgang auf dem Flüssigkristallmonitor 124 angezeigt. Somit kann der Anwender als Fotograf ein aufgenommenes Fotobild von dem auf dem Flüssigkristallmonitor 124 angezeigten Bild erkennen.
Der SDRAM 125 ist ein Speicher zum vorübergehenden Speichern der Bilddaten und wird für einen Arbeitsbereich zur Umwandlung der Bilddaten verwendet. Ferner sind die Bilddaten so eingestellt, dass sie in dem Speichermedium 127 gespeichert werden können, nachdem sie in JPEG-Daten umgewandelt sind.
Das Bildaufnahmeelement 27 wird von dem Staubentfernungsglas 21 geschützt, das, wie zuvor erwähnt, aus einem transparenten Glaselement gebildet ist. Das piezoelektrische Element 22, wie es nachstehend ausführlich beschrieben ist, wird von einer Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140 angetrieben, die auch als Antriebsmittel für das piezoelektrische Element 22 dient.
Vorzugsweise sollte für einen Staubentfernungs- bzw. fernhalteeffekt das Bildaufnahmeelement 27 und das piezoelektrische Element 22 gemeinsam in einem Gehäuse gehalten werden, das das Staubentfernungsglas 21 an seiner einen Seite aufweist und von einem Rahmen wie jener umgeben ist, der durch die gestrichelte Linie in 2 angedeutet ist.
Normalerweise ist die Temperatur ein Faktor von mehreren, die den Elastizitätsmodul eines Glaselements beeinflussen und seine ungedämpfte Eigenfrequenz ändern. In Betrieb muss daher die Temperatur gemessen werden, und die Änderung der ungedämpften Eigenfrequenz muss berücksichtigt werden. Somit ist es ratsam, die Temperaturänderung des Staubentfernungsglases 21 zu messen, welches dazu dient, die Vorderseite des Bildaufnahmeelements 27 zu schützen, dessen Temperatur während des Betriebs drastisch ansteigt, und anschließend die ungedämpfte Eigenfrequenz abzuschätzen.
In diesem Fall ist daher ein (nicht gezeigter) Temperatursensor, der mit der oben genannten Temperaturmessschaltung 133 verbunden ist, zur Messung der Umgebungstemperatur des Bildaufnahmeelements 27 vorgesehen. Vorzugsweise sollte der Temperaturmesspunkt für den Sensor sehr nahe bei der schwingenden Oberfläche des Staubentfernungsglases 21 positioniert sein.
Der Spiegelantriebsmechanismus 118 ist ein Schnellrückschwingmechanismus zum Antrieb des Reflektors 13b zwischen einer OBEN-Position und einer UNTEN-Position. Wenn der Reflektor 13b in der UNTEN-Position ist, wird ein Lichtstrom von dem optischen Fotografiersystem 12a geteilt zu der Seite der AF-Sensoreinheit 116 und der Seite des Pentaprismas 13a geführt.
Ein Ausgangssignal von einem AF-Sensor in der AF-Sensoreinheit 116 wird durch die AF-Sensor-Antriebsschaltung 117 zu dem Bucom 150 gesendet, um für die wohl bekannte Entfernungsmessung verwendet zu werden.
Ferner kann der Anwender durch das Okular 13c, das an das Pentaprisma 13a angrenzt, den Gegenstand visuell beobachten, während ein Teil des durch das Pentaprisma 13a hindurchtretenden Lichtstroms zu einem (nicht gezeigten) Fotosensor in der fotometrischen Schaltung bzw. Fotometrieschaltung 121 geleitet wird, woraufhin die wohl bekannte fotometrische Verarbeitung ausgeführt wird.
Das Folgende ist eine ausführliche Beschreibung der Bildaufnahmeeinheit 15 in der Kamera 1 von jeder der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung. Die 3, 4 und 5 zeigen jeweils detailliert einzelne Hauptbestandteile der Bildaufnahmeeinheit 15 in der Kamera 1.
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die die Bildaufnahmeeinheit 15 in einer auseinander gezogenen Weise zeigt. 4 ist eine perspektivische Schnittansicht, die einen zusammengefügten Zustand der Bildaufnahmeeinheit 15 zeigt. 5 ist eine Querschnittsansicht der Bildaufnahmeeinheit 15. Wie es oben erwähnt ist, ist die Bildaufnahmeeinheit 15 der Kamera 1 eine Einheit, die aus einer Mehrzahl von Elementen besteht, die den Verschlussabschnitt 14 umfassen. Jedoch zeigen die 3 bis 5 nur ihre Hauptbestandteile, und auf eine Darstellung des Verschlussabschnitts 14 ist verzichtet.
Um darüber hinaus die relativen Positionen der einzelnen Bauelemente zu zeigen, zeigen die 3 bis 5 ferner die Hauptschaltungsplatine 16, die in der Nähe der Bildaufnahmeeinheit 15 angeordnet ist und auf der das Bildaufnahmeelement 27 und eine Bildsignalverarbeitungsschaltung und eine elektronische Schaltung eines Fotografiersystems, die aus Arbeitsspeichern gebildet ist, montiert ist. Auf eine ausführliche Beschreibung der Hauptschaltungsplatine 16 selbst ist unter der Annahme verzichtet, dass sie eine ist, die allgemein in einer herkömmlichen Kamera oder dergleichen verwendet wird.
Die Bildaufnahmeeinheit 15 besteht aus den folgenden verschiedenen Elementen. Insbesondere umfasst sie das Bildaufnahmeelement 27, eine Bildaufnahmeelement-Befestigungsplatte 28 und ein optisches Tiefpassfilter (nachfolgend als "optisches LPF" bezeichnet) 25. Das Bildaufnahmeelement 27 ist aus einer CCD oder dergleichen gebildet und kann ein Bildsignal gewinnen, das einem durch das optische Fotografiersystem 12a hindurchtretenden und auf seine fotoelektrische Umwandlungsoberfläche auftreffenden Licht entspricht. Die Bildaufnahmeelement-Befestigungsplatte 28 ist aus einem plattenartigen Ele ment gebildet, das das Bildaufnahmeelement 27 fest stützt bzw. hält. Das optische LPF 25 ist ein optisches Element, das auf der Seite der fotoelektrischen Umwandlungsoberfläche des Bildaufnahmeelements 27 angeordnet und so ausgebildet ist, dass es dazu geeignet ist, Hochfrequenzkomponenten aus dem durch das optische Fotografiersystem 12a hindurchtretenden und darauf auftreffenden Lichtstrom zu entfernen. Ferner umfasst die Bildaufnahmeeinheit 15 ein Tiefpassfilteraufnahmeelement 26, ein Bildaufnahmeelement-Aufnahmegehäuseelement 24 (nachfolgend als "CCD-Gehäuse 24" bezeichnet), ein Staubentfernungsglas-Aufnahmeelement 23, das Staubentfernungsglas 21, Druckelemente 20, etc. Das Tiefpassfilter-Aufnahmeelement 26 ist aus einem elastischen Element oder dergleichen gebildet, im Wesentlichen in Form eines Rahmens, der an einem Umgebungsrandabschnitt zwischen dem optischen LPF 25 und dem Bildaufnahmeelement 27 angeordnet ist. Das CCD-Gehäuse 24 nimmt das Bildaufnahmeelement 27 auf und hält es fest, stützt das optische LPF 25 (optisches Element), so dass es in engem Kontakt mit seinem Umfangsrandbereich und seinen Umgebungen ist, und ist so angeordnet, dass sein vorbestimmter Bereich in engem Kontakt mit dem Staubentfernungsglas-Aufnahmeelement 23 ist, welches nachstehend beschrieben ist. Das Staubentfernungsglas-Aufnahmeelement 23 ist vor dem CCD-Gehäuse 24 angeordnet und stützt das Staubentfernungsglas 21 so, dass es in engem Kontakt mit seinem Umfangsrandabschnitt und seinen Umgebungen ist. Das Staubentfernungsglas 21 ist ein Staubentfernungselement, das einer vorbestimmten Position, in einem gegebenen Abstand von dem optischen LPF 25 gegenüberliegt, und zwar auf der Seite der fotografischen Umwandlungsoberfläche des Bildaufnahmeelements 27 und vor dem optischen LPF 25. Das piezoelektrische Element 22 ist ein Schwingungselement, das in dem Umgebungsrandabschnitt des Staubentfernungsglases 21 angeordnet ist und dazu dient, auf das Staubentfernungsglas 21 eine vorbestimmte Schwingung zu übertragen, und ist zum Beispiel aus einem elektromechanischen Messwandlerelement oder dergleichen gebildet. Die Druckelemente 20 sind jeweils aus einem elastischen Körper gebildet, um das Staubentfernungsglas 21 luftdicht mit dem Staubentfernungsglas-Aufnahmeelement 23 zu verbinden und es fest zu halten.
Das Bildaufnahmeelement 27 empfängt den durch das optische Fotografiersystem 12a hindurchtretenden und auf seine fotoelektrische Umwandlungsoberfläche auftreffenden Gegenstandslichtstrom und führt eine fotoelektrische Umwandlung aus, worauf es ein Bildsignal gewinnt, das dem auf der fotoelektrischen Umwandlungsoberfläche gebildeten Gegenstandsbild entspricht, und ist zum Beispiel aus einer ladungsgekoppelten Vorrichtung (CCD) gebildet.
Das Bildaufnahmeelement 27 ist mit Hilfe der Bildaufnahmeelement-Befestigungsplatte 28 an einer vorbestimmten Position auf der Hauptschaltungsplatine 16 befestigt. Die Bildsignalverarbeitungsschaltung, Arbeitsspeicher etc. sind, wie es oben erwähnt ist, zusammen auf der Hauptschaltungsplatine 16 montiert, und von dem Bildaufnahmeelement 27 ausgegebene Signale werden in diesen Schaltungen verarbeitet. Das optische LPF 25 ist vor dem Bildaufnahmeelement 27 angeordnet, mit dem Tiefpassfilter-Aufnahmeelement 26 dazwischen.
Das CCD-Gehäuse 24 ist so angeordnet, dass es das Bildaufnahmeelement 27, das Tiefpassfilter-Aufnahmeelement 26 und das optische LPF 25 überdeckt.
Somit weist das CCD-Gehäuse 24 eine rechteckige Öffnung 24c in seinem im Wesentlichen mittleren Abschnitt auf. Das optische LPF 25 und das Bildaufnahmeelement 27 kann von hinten in die Öffnung 24c eingepasst werden. Wie es in den 4 und 5 gezeigt ist, ist ein Stufenab schnitt 24a mit im Wesentlichen L-förmigem Profil auf dem inneren Umfangsrandabschnitt hinter der Öffnung 24c gebildet.
Wie oben erwähnt ist das Tiefpassfilter-Aufnahmeelement 26, das aus einem elastischen Element oder dergleichen gebildet ist, zwischen dem optischen LPF 25 und dem Bildaufnahmeelement 27 angeordnet. Das Tiefpassfilter-Aufnahmeelement 26 ist an einer Position außerhalb des wirksamen Bereichs der fotoelektrischen Umwandlungsoberfläche in dem vorderseitigen Umfangsrandabschnitt des Bildaufnahmeelements 27 angeordnet und kann einen Abschnitt in der Nähe des rückseitigen Umfangsrandabschnitts des optischen LPF 25 einnehmen. Luftdichtheit zwischen dem optischen LPF 25 und dem Bildaufnahmeelement 27 kann im Wesentlichen gewährleistet werden. Somit wirkt eine elastische Kraft des Tiefpassfilter-Aufnahmeelements 26 in der Richtung der optischen Achse auf das optische LPF 25.
Demzufolge ist der vorderseitige Umfangsrandabschnitt des optischen LPF 25 im Wesentlichen luftdicht in Kontakt mit dem Stufenabschnitt 24a des CCD-Gehäuses 24, wodurch die Position des optischen LPF 25 in Richtung der optischen Achse gegen die elastische Kraft des Tiefpassfilter-Aufnahmeelements 26 reguliert werden kann, das das optische LPF 25 drängt, seine Position in Richtung der optischen Achse zu verschieben. Mit anderen Worten, das optische LPF 25, das in die Öffnung 24c des CCD-Gehäuses 24 von hinten eingefügt ist. Somit wird verhindert, dass das optische LPF 25 nach vorn aus dem CCD-Gehäuse 24 herausrutscht.
Nachdem das optische LPF 25 auf diese Weise von hinten in die Öffnung 24c des CCD-Gehäuses 24 eingefügt ist, wird das Bildaufnahmeelement 27 auf der Rückseite des optischen LPF 25 angeordnet.
In diesem Fall wird das Tiefpassfilter-Aufnahmeelement 26 in den Umfangsrandabschnitt zwischen dem optischen LPF 25 und dem Bildaufnahmeelement 27 gehalten. Wie zuvor erwähnt wird ferner das Bildaufnahmeelement 27 auf der Hauptschaltplatine 16 montiert, wobei sich die Bildaufnahmeelement-Befestigungsplatte 28 dazwischen befindet.. Die Bildaufnahmeelement-Befestigungsplatte 28 wird von hinter dem CCD-Gehäuse 24 aus mit Abstandshaltern 28a zwischen sich und Gewindebohrungen 24e mittels Schrauben 28b befestigt.
Ferner wird die Hauptschaltungsplatine 16 an der Bildaufnahmeelement-Befestigungsplatte 28 mit dazwischen angeordneten Abstandshaltern 16c mittels Schrauben 16d befestigt.
Auf der Vorderseite des CCD-Gehäuses 24 wird das Staubentfernungsglas-Aufnahmeelement 23 mittels Schrauben 23b an den Gewindelöchern 24b des CCD-Gehäuses 24 befestigt. Wie es detailliert in den 4 und 5 gezeigt ist, ist in diesem Fall eine Umfangsnut 24d im Wesentlichen in Form eines Rings an einer vorbestimmten Position auf der Vorderseite des CCD-Gehäuses 24, auf der Seite von dessen Umfangsrand, ausgebildet.
Andererseits ist ein ringförmiger Vorsprung 23d (in 3 nicht gezeigt), der der Umfangsnut 24d des CCD-Gehäuses 24 entspricht, im Wesentlichen in der Form eines Rings, der den gesamten Umfang überdeckt, in einer vorbestimmten Position auf der Rückseite des Staubentfernungsglas-Aufnahmeelements 23, auf dessen Randseite, ausgebildet. Wenn somit der ringförmige Vorsprung 23d in die Umfangsnut 24d eingepasst ist, sind das CCD-Gehäuse 24 und das Staubentfernungsglas-Aufnahmeelement 23 in dem ringförmigen Bereich, das heißt, dem Bereich, in dem die Umfangsnut 24d und der ringförmige Vorsprung 23d gebildet sind, im Wesentlichen luftdicht ineinandergefügt.
Das Staubentfernungsglas 21 weist insgesamt die Form einer kreisförmigen oder polygonalen Platte auf, und sein Bereich, der eine gegebene Ausdehnung in der radialen Richtung von seinem Zentrum aus besitzt, bildet einen transparenten Abschnitt. Dieser transparente Abschnitt liegt der Vorderseite des optischen LPF 25 gegenüber, und zwar in einem gegebenen Abstand von diesem. Ferner wird das piezoelektrische Element 22, welches ein bestimmtes Schwingungselement zur Übertragung von Schwingungen auf das Staubentfernungsglas 21 und aus einem elektromechanischen Messwandlerelement oder dergleichen gebildet ist, durch Bestreichen mit zum Beispiel einem Klebemittel oder einem anderen Mittel vollständig auf dem Umfangsrandabschnitt einer Oberfläche (z.B. der Rückseite) des Staubentfernungsglases 21 angeordnet.
Das piezoelektrische Element 22 ist so konfiguriert, dass es in der Lage ist, eine gegebene Schwingung in dem Staubentfernungsglas 21 zu erzeugen, wenn ihm von außen eine gegebene Antriebsspannung zugeführt wird. Das Staubentfernungsglas 21 wird mit Hilfe der Druckelemente 20 fest gehalten, die jeweils aus einem elastischen Körper wie etwa einer Blattfeder gebildet sind, so dass sie luftdicht mit dem Staubentfernungsglas-Aufnahmeelement 23 verbunden sein können.
Eine kreisförmige oder polygonale Öffnung 23f ist in der Nähe des im Wesentlichen zentralen Abschnitts des Staubentfernungsglas-Aufnahmeelements 23 vorgesehen. Die Öffnung 23f ist auf eine Größe eingestellt, die ausreichend groß ist, um den Durchtritt des durch das optische Fotografiersystem 12a eintretenden Gegenstandslichtstroms zu erlauben und um zu ermöglichen, dass der Lichtstrom auf die fotoelektrische Umwandlungsoberfläche des Bildaufnahmeelements 27 auftrifft, das sich dahinter befindet. Ferner ist ein Wandabschnitt 23e (siehe 4 und 5), der auf der Vorderseite hervorragt, im Wesentlichen in der Form eines Rings auf dem Umfangsrandabschnitt der Öffnung 23f ausgebildet, und ein Empfangsabschnitt 23c ist auf der Seite des entfernten Endes des Wandabschnitts 23e so ausgebildet, dass er auf der Vorderseite weiter hervorragt.
Ferner ist eine Mehrzahl von Vorsprüngen 23a (z.B. drei an der Zahl) in der Nähe des äußeren Umfangsrandabschnitts, auf der Vorderseite des Staubentfernungsglas-Aufnahmeelements 23 so ausgebildet, dass sie auf der Vorderseite hervorragen. Die Vorsprünge 23a sind Bereiche, die ausgebildet sind, um die Druckelemente 20 zum festen Halten des Staubentfernungsglases 21 zu befestigen. Die Druckelemente 20 sind einzeln an den jeweiligen entfernten Endabschnitten der Vorsprünge 23a unter Verwendung von Befestigungsmitteln wie etwa Schrauben 20a befestigt.
Die Druckelemente 20 sind, wie es oben erwähnt ist, Elemente, die jeweils aus einem elastischen Körper wie etwa einer Blattfeder gebildet sind. Ihr jeweiligen nahen Endabschnitte sind an den Vorsprüngen 23a befestigt, und ihre freien Endabschnitte liegen in Anlage an den äußeren Umfangsrandabschnitt des Staubentfernungsglases 21. Somit wird das Staubentfernungsglas 21 in Richtung des Staubentfernungsglas-Aufnahmeelements 23, d.h. in Richtung der optischen Achse, gepresst.
Dadurch, dass in diesem Fall ein bestimmter Bereich des piezoelektrischen Elements 22 auf dem äußeren Umfangsrandabschnitt auf der Rückseite des Staubentfer nungsglases 21 mit dem Empfangsabschnitt 23c in Eingriff ist, werden die jeweiligen Positionen des Staubentfernungsglases 21 und des piezoelektrischen Elements 22 in Richtung der optischen Achse reguliert. Somit wird das Staubentfernungsglas 21 fest gehalten, so dass es luftdicht mit dem Staubentfernungsglas-Aufnahmeelement 23 verbunden ist, wobei das piezoelektrische Element 22 dazwischen angeordnet ist. Mit anderen Worten, das Staubentfernungsglas-Aufnahmeelement 23 ist so konfiguriert, dass es mittels der Druckkraft der Druckelemente 20 luftdicht mit dem Staubentfernungsglas 21 verbunden ist, wobei das piezoelektrische Element 22 zwischen ihnen angeordnet ist.
Wie es oben beschrieben ist, sind das Staubentfernungsglas-Aufnahmeelement 23 und das CCD-Gehäuse 24 so ausgelegt, dass die Umfangsnut 24d und der ringförmige Vorsprung 23d (siehe 4 und 5) im Wesentlichen luftdicht ineinandergreifen. Gleichzeitig sind das Staubentfernungsglas-Aufnahmeelement 23 und das Staubentfernungsglas 21 unter Zwischenfügung des piezoelektrischen Elements 22 durch die Druckkraft der Druckelemente 20 luftdicht miteinander verbunden.
Das optische LPF 25 in dem CCD-Gehäuse 24 ist so angeordnet, dass Luftdichtheit zwischen dem vorderseitigen Umfangsrandabschnitt des optischen LPF 25 und dem Stufenabschnitt 24a des CCD-Gehäuses 24 im Wesentlichen gewährleistet werden kann. Ferner ist das Bildaufnahmeelement 27 auf der Rückseite des optischen LPF 25, unter Zwischenfügung des Tiefpassfilter-Aufnahmeelements 26 angeordnet. Luftdichtheit ist ferner ebenfalls zwischen dem optischen LPF 25 und dem Bildaufnahmeelement 27 im Wesentlichen gewährleistet. Somit ist ein bestimmter Spaltabschnitt S1a in einem Raum zwischen dem optischen LPF 25 und dem Staubentfernungsglas 21, die einander gegenüberliegen, definiert.
Ferner definieren die Seite des Umfangsrandes des optischen LPF 25 oder des CCD-Gehäuses 24, das Staubentfernungsglas-Aufnahmeelement 23 und das Staubentfernungsglas 21 einen Raumabschnitt S1b. Der Raumabschnitt S1b ist ein abgedichteter Raum, der so definiert ist, dass er von dem optischen LPF 25 hervorragt (siehe 4 und 5).
Der Raumabschnitt S1b ist ein Raum, der weiter als der Spaltabschnitt S1a ist. Ein Raum, der aus dem Spaltabschnitt S1a und dem Raumabschnitt S1b gebildet ist, bildet einen abgedichteten Raum S1, der durch das CCD-Gehäuse 24, das Staubentfernungsglas-Aufnahmeelement 23, das Staubentfernungsglas 21 und das optische LPF 25 im Wesentlichen hermetisch abgedichtet ist, wie es oben erwähnt ist. Somit ist in der Bildaufnahmeeinheit 15 der Kamera 1 ein Abschnitt einer abgedichteten Struktur gebildet, der den im Wesentlichen hermetisch abgedichteten Raum S1 definiert, der den um das optische LPF 25 definierten Spaltabschnitt S1a und das Staubentfernungsglas 21 enthält. Dieser Abschnitt einer abgedichteten Struktur ist in einem Bereich von dem Umfangsrand des optischen LPF 25 oder seiner Umgebungen bis zu einer äußeren Position angeordnet.
Ferner besteht der Abschnitt mit abgedichteter Struktur aus dem Staubentfernungsglas-Aufnahmeabschnitt 23 als einem ersten Element, das das Staubentfernungsglas 21 stützt, wobei es in engem Kontakt mit dessen Umfangsrandabschnitt und dessen Umgebungen ist, dem CCD-Gehäuse 24 als einem zweiten Element, das das optische LPF 25 stützt, wobei es in engem Kontakt mit dessen Umfangsrandabschnitt und dessen Umgebungen ist und so angeordnet ist, dass dessen vorbestimmter Bereich in Kontakt mit dem Staubentfernungsglas-Aufnahmeelement 23, etc. ist.
In der in dieser Weise aufgebauten Kamera 1 ist das Staubentfernungsglas 21 gegenüber einer vorbestimmten Position vor dem Bildaufnahmeelement 27 angeordnet, und der zwischen der fotoelektrischen Umwandlungsoberfläche des Bildaufnahmeelements 27 und dem Umfangsrand des Staubentfernungsglases 21 definierte abgedichtete Raum S1 ist abgedichtet, wodurch verhindert wird, dass Staub oder dergleichen an der fotoelektrischen Umwandlungsoberfläche des Bildaufnahmeelements 27 anhaftet. In diesem Fall kann Staub oder dergleichen, der an der außen liegenden Vorderseite des Staubentfernungsglases 21 anhaftet, durch Anlegen einer periodischen Spannung an das piezoelektrische Element 22 entfernt werden, das geschlossen auf dem Umfangsrandabschnitt des Staubentfernungsglases 21 angeordnet ist, wodurch eine vorbestimmte Schwingung auf das Staubentfernungsglas 21 übertragen wird.
6 ist eine Vorderansicht, die nur das Staubentfernungsglas 21 und das piezoelektrische Element 22, das eine Einheit bildend damit verbunden ist, in der Bildaufnahmeeinheit 15 der Kamera 1 als Einzelteil zeigt.
Ferner zeigen die 7 und 8 eine Änderung des Zustandes des Staubentfernungsglases 21 und des piezoelektrischen Elements 22, die hervorgerufen wird, wenn die Antriebsspannung an das piezoelektrische Element 22 von 6 angelegt wird. 7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII von 6, und 8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIII-VIII von 6.
Wenn zum Beispiel eine negative (Minus; -) Spannung an das piezoelektrische Element 22 angelegt wird, wird das Staubentfernungsglas 21 in der durch die gepunktete Linie in 8 gezeigten Weise verformt. In diesem Fall ist die Amplitude an den jeweiligen Positionen von Schwingungsknoten, bezeichnet mit dem Bezugszeichen 21a in den 6 bis 8, praktisch Null, so dass der Aufnahmeabschnitt 23c des Staubentfernungsglas-Aufnahmeabschnitts 23 so ausgelegt ist, dass er mit Bereichen in Eingriff ist, die den Knoten 21a entsprechen.
Somit kann das Staubentfernungsglas 21 wirksam gestützt werden, ohne Schwingungen des Staubentfernungsglases 21 zu unterdrücken. In diesem Zustand wird ein Staubentfernungsglas-Antriebsabschnitt 48 zu einer gegebenen Zeit so angesteuert, dass er eine periodische Spannung an das piezoelektrische Element 22 anlegt. Daraufhin schwingt das Staubentfernungsglas 21, so dass Staub oder dergleichen, der an der Oberfläche des Staubentfernungsglases 21 anhaftet, entfernt wird. Die dann herrschende Resonanzfrequenz wird in Abhängigkeit von der Form, der Dicke, des Materials, etc. des Staubentfernungsglases 21 festgelegt.
Das oben genannte Beispiel, das in den 6 bis 8 gezeigt ist, ist ein Fall, in dem eine Grundschwingung erzeugt wird. Alternativ kann jedoch eine Schwingung höherer Ordnung erzeugt werden.
Das äußere Erscheinungsbild und grundlegende Mechanismen der Kamera 1 sind oben mit Bezug auf Einzelheiten, die allen Ausführungsformen gemeinsam sind, beschrieben worden. Im Folgenden sind jedoch im Wesetnlichen charakteristische Besonderheiten jeder Ausführungsform beschrieben.
(Erstes Beispiel)
Eine optische Vorrichtung (Digitalkamera) mit Staubentfernungsfunktion gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat den folgenden Schaltungsaufbau.
Um den Betrieb des Schwingungsmittels (Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung) mit Bezug auf ein in 9A gezeigtes Schaltungsdiagramm der Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140 der ersten Ausführungsform zu erläutern, sind nachfolgend der Antrieb des Staubentfernungsglases der Kamera mit Staubentfernungsfunktion und dessen Antriebssteuerung mit Bezug auf das Signalwellenform-Zeitdiagramm der 10A bis 10D beschrieben.
Die hier dargestellte Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140 umfasst die in 9A gezeigte Schaltungskonfiguration, und Singale (Sig1 bis Sig4) mit den durch die Zeitdiagramme der 10A bis 10D repräsentierten Wellenformen werden in ihren verschiedenen Teilen erzeugt. Die Schaltung 140 wird in Antwort auf diese Signale auf folgende Weise gesteuert. Insbesondere umfasst die Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140, wie gezeigt, einen N-ären Zähler 41, einen Frequenzhalbierer 42, einen Invertierer 43, eine Mehrzahl von MOS-Transistoren (Q00, Q01 und Q02) 44a, 44b und 44c, einen Transformator 45 und einen Widerstand (R00) 46.
Das Signal (Sig4) mit einer gegebenen Periode wird auf der Sekundärseite des Transformators 45 erzeugt, wenn die Transistoren (Q01) 44b und (Q02) 44c, die mit der Primärseite des Transformators 45 verbunden sind, ein- und ausgeschaltet werden. In Antwort auf dieses Signal mit der gegebenen Periode wird das piezoelektrische Element 22 so angetrieben, dass es das Staubentfernungsglas 21 in Resonanz versetzt (was unten ausführlich beschrieben ist).
Der Bucom 150 steuert die Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140 auf folgende Weise mit Hilfe von zwei E/A-Anschlüssen P_PwCont und D_NCnt und einem Taktgeber 55, der in dem Bucom 150 vorhanden ist, an. Der Taktgenerator 55 gibt ein Impulssignal (Basistaktsignal) an den N-ären Zähler 41 mit einer Frequenz, die ausreichend höher als die Frequenz des dem piezoelektrischen Element 22 zugeführten Signals ist. Dieses Ausgangssignal ist das Signal Sig1 mit der durch das Zeitdiagramm von 10A repräsentierten Wellenform. Das Basistaktsignal wird an den N-ären Zähler 41 angelegt.
Der N-äre Zähler 41 zählt die Impulssignale und gibt ein Zählungsende-Impulssignal immer dann aus, wenn eine gegebene Spannung "N" erreicht ist. Somit ist die Frequenz des Basistaktsignals durch N geteilt. Dieses Ausgangssignal ist das Signal Sig2 mit der durch das Zeitdiagramm von 10B repräsentierten Wellenform.
Das High-Low-Tastverhältnis des frequenzgeteilten Impulssignals ist nicht 1:1. Daher wird das Tastverhältnis mit Hilfe des Frequenzhalbierers 42 in 1:1 umgewandelt.
Das umgewandelte Impulssignal entspricht dem Signal Sig3 mit der durch das Zeitdiagramm von 10C dargestellten Wellenform.
Wenn das umgewandelte Impulssignal hoch ist, wird der Transistor (Q01) 44b, dem dieses Signal zugeführt wird, durchgeschaltet. Ferner wird dieses Impulssignal über den Invertierer 43 dem Transistor (Q02) zugeführt. Somit wird, wenn das Impulssignal niedrig ist, der Transistor (Q02) 44c, dem dieses Signal zugeführt wird, durchgeschaltet. Wenn die Transistoren (Q01) 44b und (Q02) 44c, die mit der Primärseite des Transformators 45 verbunden sind, abwechselnd durchgeschaltet werden, wird ein Signal mit einer Periode wie die des in 10D gezeigten Signals Sig4 erzeugt.
Das Wicklungsverhältnis des Transformators 45 wird in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung der Einheit der Versorgungsschaltung 153 und einer für den Antrieb des piezoelektrischen Elements 22 notwendigen Spannung festgelegt. Der Widerstand (R00) 46 wird verwendet, um das Fließen eines übermäßigen Stromes durch den Transformator 45 zu unterdrücken.
Beim Antreiben des piezoelektrischen Elements 22 ist angenommen, dass der Transistor (Q00) 44a durchgeschaltet ist, so dass eine Spannung von der Einheit der Versorgungsschaltung 153 an den mittleren Abgriff des Transformators 45 angelegt wird. Die Durchschalte/Sperr-Steuerung des Transistors (Q00) 44a in 9A wird mit Hilfe des E/A-Anschlusses P_PwCont ausgeführt. Der Voreinstellungswert "N" für den N-ären Zähler 41 kann durch den E/A-Anschluss D_NCnt eingestellt werden. Somit kann der Bucom 150 die Antriebsfrequenz des piezoelektrischen Elements 22 durch geeignete Steuerung des Voreinstellungswertes "N" frei ändern.
Die Frequenz kann gemäß der folgenden Gleichung (1) berechnet werden: fdrv = fpls/2N (1)wobei N der Voreinstellungswert für den Zähler, fpls
die Frequenz des Ausgangsimpulses des Taktgebers und fdrv
die Frequenz des an das piezoelektrische Element angelegten Signals ist.
Die auf diesem Ausdruck (1) basierende Berechnung wird mit Hilfe der CPU (Steuerungsmittel) des Bucom 150 ausgeführt.
Das Nachfolgende ist eine spezielle Beschreibung der Steuerung des Gehäusesteuerungs-Mikrocomputers (Bucom) 150 für die Kamera.
Die 11A und 11B stellen die Hauptroutine eines Steuerungsprogramms dar, das in dem Bucom 150 bearbeitet wird. Wenn der Versorgungs-SW (nicht gezeigt) der Kamera 1 zuerst eingeschaltet wird, wird der Betrieb des Bucom 150 gestartet, und in SO wird ein Prozess zum Starten des Kamerasystems ausgeführt. Die Versorgungsschaltung 153 wird so gesteuert, dass eine elektrische Leistung bzw. Energie den einzelnen Schaltungen zugeführt wird, die das Kamerasystem bilden. Ferner werden die einzelnen Schaltungen initialisiert.
In S1 werden die momentanen Temperaturdaten von der Temperaturmessschaltung 133 geholt. Diese Temperaturdaten sind Informationen, die für die nachfolgende Operationsroutine von S2 notwendig sind.
In S2 wird eine Subroutine "Staubentfernungsoperation" aufgerufen und ausgeführt. Die Staubentfernungsoperation wird ausgeführt, indem das Staubentfernungsglas 21 während dieser Subroutine zum Schwingen anregt wird.
Durch Ausführen dieser Operation kann, wenn die Versorgung eingeschaltet ist, Staub, der sich unerwarteterweise auf dem Staubentfernungsglas 21 abgesetzt hat, während die Kamera nicht zum Fotografieren verwendet wird, entfernt werden. Die Operation der Subroutine ist unten ausführlich beschrieben.
S3 ist ein Schritt, der periodisch ausgeführt wird, und ist ein Operationsschritt zur Erfassung des Zustandes des Objektivtubus 12 durch eine Operation, die eine Kommunikation mit dem Lucom 205 herstellt. Wenn in S4 erfasst wird, dass der Objektivtubus 12 an dem Kameragehäuse 11 angebracht ist, fährt das Programm mit S7 fort. Wenn hingegen erfasst wird, dass der Objektivtubus 12 von dem Kameragehäuse 11 entfernt ist, fährt das Programm von S5 zu S6 fort. Anschließend wird ein Steuerflag F_Lens rückgesetzt, woraufhin das Programm mit S10 fortfährt.
In S7 wird das Steuerflag F_Lens gesetzt. Dieses Steuerflag repräsentiert "1" während einer Zeitspanne, in der der Objektivtubus 12 an dem Kameragehäuse 11 angebracht ist, und repräsentiert "0" während einer Zeitspanne, in der der Objektivtubus 12 abgenommen ist.
In S8 wird die Operation zur Temperaturmessung ausgeführt, und die Subroutine "Staubentfernungsoperation" zur Entfernung von Staub von dem Staubentfernungsglas 21 wird in dem unmittelbar folgenden Schritt bzw. S9 aufgerufen und ausgeführt. Daraufhin fährt das Programm mit S10 fort.
Normalerweise haftet während der Zeitspanne, in der der Objektivtubus 12 nicht an dem Kameragehäuse 11 angebracht ist, mit hoher Wahrscheinlichkeit Staub an den Linsen, dem Staubentfernungsglas 21, etc. Es ist daher wünschenswert, dass die Staubentfernungsoperation ausgeführt werden sollte, wenn das Anbringen des Objektivtubus 12 erfasst wird. Alternativ können die Operationen von S8 und S9 periodisch ausgeführt werden. Gemäß diesem Verfahren wird das Staubentfernungsglas 21 häufig zum Schwingen anregt, ohne dass sich Staub darauf befände, so dass die Wahrscheinlichkeit hoch ist, dass elektrische Energie verschwendet wird. Somit wird die Staubentfernungsopera tion in Abhängigkeit von der Leistung der Objektivanbringoperation ausgeführt.
Der Zustand des Kamerabedienungs-SW 152 wird in S10 erfasst. Wenn eine Änderung des Zustandes des Modusänderungs-SW (nicht gezeigt) als ein Element des Kamerabedienungs-SW 152 in S110 erfasst wird, fährt das Programm mit S12 fort.
Der Betriebsmodus der Kamera wird in Übereinstimmung mit der Betätigung des SW in S12 geändert, und Informationen, die dem Betriebsmodus entsprechen, werden ausgegeben und in S13 auf einem Betriebsanzeige-LCD 1S1 angezeigt. Daraufhin kehrt das Programm zu dem oben beschriebenen S3 zurück.
In S14 wird bestimmt, ob ein 1. Auslöse-SW (nicht gezeigt) als ein Element des Kamerabedienungs-SW betätigt wird oder nicht. Wenn der 1. Auslöse-SW eingeschaltet ist, fährt das Programm mit S15 fort. Wenn er ausgeschaltet ist, kehrt das Programm zu dem oben beschriebenen S3 zurück.
In S15 wird die Leuchtinformation über den Gegenstand von der fotometrischen Schaltung 121 gewonnen. Eine Belichtungszeit (Tv-Wert) des Bildaufnahmeelements 27 und ein Aperturvoreinstallungswert (Av-Wert) des optischen Fotografiersystems 12a werden gemäß dieser Information berechnet.
In S16 werden Erfassungsdaten der AF-Sensoreinheit 116 über die AF-Sensorantriebsschaltung 17 gewonnen. Eine Abweichung des Brennpunkts wird in Übereinstimmung mit diesen Daten berechnet.
Dann, in S17, wird der Zustand des L_Lens bestimmt. Wenn der Zustand "0" ist, impliziert dies, dass der Objektivtubus 12 nicht vorhanden ist, so dass die Fotografieroperation in S18 und die nachfolgenden Schritte nicht ausgeführt werden können. In diesem Fall kehrt daher das Programm zu dem oben beschriebenen S3 zurück.
In S18 wird die Abweichung des Brennpunkts zum Lucom 205 übertragen, und der Antrieb des optischen Fotografiersystems 12a auf der Grundlage dieser Abweichung wird angewiesen.
In S19 wird bestimmt, ob ein 2. Auslöse-SW (nicht gezeigt) als ein Element des Kamerabedienungs-SW 152 betätigt wird oder nicht. Wenn der 2. Auslöseschalter-SW eingeschaltet ist, fährt das Programm mit S20 fort, woraufhin eine vorbestimmte Fotografieroperation ausgeführt wird. Wenn er ausgeschaltet ist, kehrt das Programm zu dem oben beschriebenen S3 zurück.
In S20 wird der Av-Wert zuerst zu dem Lucom 205 übertragen, und der Antrieb der Blende 203 wird angewiesen. In S21 wird der Schnellrückschwingspiegel (Reflektor) 13b zu seiner oberen Position bewegt. Ein Ablauf der vorderen Lamellen des Verschlusses 14 wird in S22 gestartet, und das Bildverarbeitungssteuerungsgerät 28 wird in S23 angewiesen, die Fotografieroperation auszuführen. Wenn die Belichtung des Bildaufnahmeelements 27 für die durch den Tv-Wert repräsentierte Zeit beendet ist, wird in S24 ein Ablauf der hinteren Lamellen des Verschlusses 14 gestartet, und der Schnellrückschwingspiegel 13b wird in S25 in seine untere Position gebracht.
Ferner wird parallel dazu der Verschluss 14 gespannt.
In S26 wird der Lucom 205 angewiesen, die Blende 203 angewiesen, die Blende 203 in ihre offene Position zurückzubringen. In S27 wird das Bildverarbeitungssteuergerät 128 angewiesen, die aufgenommenen Bilddaten in dem Speichermedium 127 zu speichern. Wenn das Speichern der Bilddaten abgeschlossen ist, kehrt das Programm zu dem oben beschriebenen S3 zurück.
Die Stützstruktur und Schwingungsformen des Staubentfernungsglases 21 sind nachfolgend mit Bezug auf die 14A und 14B und die 15A und 15B beschrieben. Die 14A und 14B sind Diagramme, die die Schwingungsformen des Staubentfernungsglases (bzw. der Glasplatte) in ausgewählten Schwingungsmoden zeigen und eine Form (Schwingungsgmode 1) darstellen, in der Knoten um die Glasplatte herum erzeugt werden, so dass die gesamte Oberfläche gleichphasig schwingt. Die 15A und 15B sind ähnliche Diagramme, die eine Form (Schwingungsgmode 2) darstellen, in der das Innere und das Äußere der Glasplatte in diametral entgegengesetzten Phasen schwingen.
In dem Kamerasystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Staubentfernungsglas 21 scheibenförmig angenommen. Ferner wird, wenn das schwingende piezoelektrische Element 22 entlang des Umfangs der Glasplatte des Staubentfernungsglases 21 angeordnet ist, die Glasplatte auf dem Umfang unterstützt. In diesem Zustand kann die Glasplatte in mehreren Schwingungsmoden (Schwingungsformen) schwingen. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden zwei Moden aus diesen Schwingungsmoden ausgewählt und in geeigneter Weise verwendet. Die 14A und 14B und die 15A und 15B zeigen Schwingungszustände der Glasplatte in den ausgewählten Schwingungsmoden.
Das Staubentfernungsglas 21 befindet sich in den in den 14A bzw. 14B gezeigten Schwingungsformen. Wenn die Glasplatte mit Hilfe des piezoelektrischen Elements 22, welches als das Schwingungsmittel dient, zum Schwingen anregt wird, ist es von "Knoten" umgeben, die frei von Schwingungen sind. Jedoch schwingt die im Wesentlichen gesamte Glasoberfläche in derselben Phase, wobei abwechselnd die Zustände der 14A und 14B wiederholt werden, wie es durch dicke Pfeile gezeigt ist. Diese Schwingungsformen sind nachfolgend als "Schwingungsgmode 1'' bezeichnet.
Ferner kann das Staubentfernungsglas 21 der ersten Ausführungsform auch in den in den 15A bzw. 15B gezeigten Formen schwingen, je nach angelegter Schwingungsfrequenz. Somit schwingt das Innere und Äußere der Glasplatte in den in den 15A und 15B dargestellten Schwingungsformen des Staubentfernungsglases 21 in diametral entgegengesetzten Phasen. Insbesondere werden in den dargestellten Schwingungsformen Knoten jeweils um die und innerhalb der Glasplatte erzeugt, und die jeweiligen Phasen der Schwingung des von den inneren Knoten umgebenen Bereichs und der Schwingung des Bereichs (ringförmigen Bereichs) außerhalb der inneren Knoten sind zueinander um 180° versetzt. Diese Formen sind im Folgenden als "Schwingungsgmode 2'' bezeichnet.
Anschließend wird in der Subroutine "Staubentfernungsoperation" der Kamera 1 gemäß der in dem Flussdiagramm von 12A gezeigten ersten Ausführungsform das piezoelektrische Element 22 so angetrieben wird, dass das Staubentfernungsglas 21 in den zwei Moden, dem Schwingungsgmode 1 und dem Schwingungsgmode 2, in Resonanz versetzt wird.
Allgemein verändern sich die Frequenz und die Amplitude, die die Entfernung von Staub erleichtern, in Abhängigkeit von Eigenschaften (z.B. Gewicht, Form, Material, etc.) des Staubes. Daher kann der Staub durch In-Resonanz-Versetzen der Glasplatte in diesen zwei Schwingungsmoden sicher entfernt werden. Natürlich kann die Glasplatte in einer weiteren Anzahl von Schwingungsmoden in Resonanz versetzt werden. Da es jedoch sein kann, dass die Entfernungsoperation in einigen Fällen entsprechend mehr Zeit benötigt, sollte eine geeignete Anzahl von Schwingungsmoden unter vollständiger Berücksichtigung des Entfernungseffekts und der erforderlichen Zeit eingestellt werden.
Demzufolge ist die "Staubentfernungsoperation", die für die erste Ausführungsform kennzeichnend ist, mit Bezug auf das Flussdiagramm von 12A und die 16 bis 19 beschrieben.
In S100 werden drei Steuerparameter (Startoffset, StopOffset und OSCtime) aus dem EEPROM 129 gelesen.
Diese drei Steuerparameter können aus einer "Temperaturkorrekturtabelle für die Schwingungsgmode 1" gelesen werden, die in dem in der Speicherkarte von 1 gezeigten EEPROM gespeichert ist.
17A zeigt Einzelheiten der Temperaturkorrekturtabelle für die Schwingungsgmode 1. Temperaturinformationen (t) werden benötigt, um entsprechende Steuerparameter aus dieser Temperaturkorrekturtabelle zu lesen. Die Temperaturinformationen (t) werden mit Hilfe eines Temperatursensors der Temperaturmessschaltung 133 (siehe S1 oder S8 von 11A) vor der Ausführung dieser Subroutine erfasst und gewonnen.
Wenn die dann vorliegenden Steuerparameter aus (*0) in der Temperaturkorrekturtabelle für die Schwingungsgmode 1 von 17A in dem Fall gelesen werden, in dem die Temperaturinformationen (t) zum Beispiel 20°C sind, werden eine Auslese-Startposition (Startoffset), eine Auslese-Endposition (StopOffset) und ein Zeitintervall (OscTime) entsprechend zu "3", "9" bzw. "100" gewonnen. Ein Bereich für die Temperaturkorrekturtabelle für die Schwingungsgmode 1 des EEPROM 129 wird durch die jeweiligen Werte des Startoffset und des StopOffset definiert. Ferner werden die werte aufeinanderfolgend in dem N-ären Zähler 41 eingestellt bzw. gesetzt, wobei das Zeitintervall (100 ms in diesem Fall) aus diesem Bereich gelesenen wird.
Die 18A und 18B zeigen Frequenzkorrekturtabellen entsprechend diesen Schwingungsmoden. 18A ist eine Frequenzkorrekturtabelle für die Schwingungsgmode 1, und 18B ist eine Frequenzkorrekturtabelle für die Schwingungsgmode 2.
Die Frequenzkorrekturtabelle für die Schwingungsgmode 1 wird unter der Annahme berechnet, dass der Taktgeber 55 Impulssignale mit einer Frequenz von 40 (mHz) ausgibt.
Die Antriebsfrequenz kann unter Verwendung des oben genannten Ausdrucks (1) berechnet werden. Basierend auf einem aus der oben genannten Temperaturkorrekturtabelle gelesenen Wert werden sieben Voreinstellungswerte für Bereiche *1 bis *2 der Frequenzkorrekturtabelle für die Schwingungsgmode 1 aufeinanderfolgend in dem N-ären Zähler 41 eingestellt bzw. gesetzt. Eine Kurve *3 in 19 wird durch Ausdrucken der Beziehungen zwischen Antriebsfrequenzen f1, f2, ..., f7 für diese Zeit und der Amplitude der Schwingung der Glasplatte als Kennlinie gewonnen.
19 zeigt charakteristische, grafische Kurven, die die Beziehungen zwischen Antriebsfrequenzen fn und der Amplitude der Schwingung der Glasplatte darstellt. Ein Korrekturbereich (fc' < fc < fc'') für die Resonanzfrequenz ist hauptsächlich durch die gedruckte Kurve *3 gezeigt.
In der grafischen Kurve *3 ist fc die Resonanzfrequenz. Der Wert fc ist gerade gleich f4. Im Falle einer Glasplatte, die eine zum Beispiel durch *4 dargestellte Charakteristik aufweist, ist fc' die Resonanzfrequenz, und fc' ist gleich f2. Im Falle einer Glasplatte, welche zum Beispiel eine durch *5 dargestellte Charakteristik besitzt, ist fc'' die Resonanzfrequenz, und fc'' ist gleich f6.
Somit kann, wenn die Auslese-Startposition (Startoffset) und die Auslese-Endposition (StopOffset) der Frequenzkorrekturtabelle unter Berücksichtigung der Schwankung bzw. Änderung der Resonanzfrequenz innerhalb des Bereichs Δfc eingestellt sind, eine Situation, in der die Glasplatte mit der Resonanzfrequenz schwingt, immer herbeigeführt werden.
Es ist ferner offensichtlich, dass die Glasplatte sicher angetrieben werden kann, indem die in 16 gezeigte Temperaturkorrekturtabelle für die Schwingungsmode 1 korrekt eingestellt wird, selbst wenn Δfc in Abhängigkeit von der Temperatur variiert.
Das Folgende ist eine Beschreibung des Flussdiagramms von 12A gemäß der ersten Ausführungsform.
Wenn der Wert des OSCtime erhöht wird, kann die Schwingungszeit in einem Resonanzzustand selektiv einge stellt werden. Jedoch beansprucht die ineffektive Schwingungsoperation (z.B. Antrieb mit einer anderen Frequenz als der Resonanzfrequenz) mehr Zeit, was somit beachtet werden muss.
In S101 wird AddressM1 + Startoffset als eine Auslese-Startadresse des EEPROM 129 in 16 gesetzt. AdressM1 repräsentiert die obere Adresse der Frequenzkorrekturtabelle für die Schwingungsgmode 1. Somit entspricht AddressM1 + Startoffset *1 in 18A.
In S102 wird die vorbereitende Operation für den Antrieb des piezoelektrischen Elements 22 ausgeführt. Der E/A-Anschluss P_PwCont wird so angesteuert, dass er den Transistor Q00 durchschaltet. Ferner wird die Aussendung von Impulssignalen von dem Taktgeber 55 gestartet. Wenn in diesem Zustand Daten, die von der Tabelle geholt werden, in dem N-ären Zähler 41 gesetzt werden, kann das piezoelektrische Element 22 mit einer gewünschten Frequenz angetrieben werden.
In S103 wird ein Voreinstellungswert (N) aus der eingestellten Adresse gelesen. Dann wird der zu dem N-ären Speicher 41 ausgelesene Voreinstellungswert durch den E/A-Anschluss D_NCnt eingestellt.
In S104 wird der OSCtime in einem Zeitgeber eingestellt, woraufhin die Zähloperation eines Zeitgebers gestartet wird. In S105 wird die Beendigung der Operation des Zeitgebers abgewartet.
In S106 wird bestimmt, ob die Adresse des EEPROM 129 gleich "AddressM1 + StopOffset" ist oder nicht. Wenn die zwei Werte gleich sind, so impliziert dies, dass Tabellendaten bis *2 von 18A gelesen sind. Somit kann geschlossen werden, dass die Schwingungsoperation mit einer Mehrzahl vorbestimmter Frequenzen beendet ist. In diesem Fall wird daher in S108 die Verarbeitung zum Stoppen der Schwingungsoperation ausgeführt. Der Transistor Q00 wird gesperrt, um den Betrieb des Taktgebers 55 zu stoppen.
Wenn das Programm von S106 nach S107 fortfährt, wird die Adresse des EEPROM 129 inkrementiert (+1). Um das piezoelektrische Element 22 mit der nächsten Frequenz anzutreiben, kehrt das Programm zu S103 zurück.
Wenn die Antriebsoperation, die der Schwingungsmode 1 entspricht, endet, werden die Operationsschritte S200 bis S208 zur Antriebsoperation entsprechend der Schwingungsmode 2 ausgeführt.
Die notwendigen Steueroperationen Startoffset, Stop-Offset und OSCtime für die Schwingung der Glasplatte in der Schwingungsmode 2 sollten nur aus der in 17B gezeigten Temperaturkorrekturtabelle für die Schwingungsmode 2 in dem EEPROM gelesen werden.
Der Voreinstellungswert (N) sollte nur aus der Frequenzkorrekturtabelle für die Schwingungsmode 2 gelesen werden. Die Einzelheiten der Frequenzkorrekturtabelle für die Schwingungsmode 2 sind ebenfalls in 18B gezeigt.
Die nachfolgenden Operationsschritte S200 bis S208 sind im Wesentlichen mit den oben genannten Operationsschritten S100 bis S108 identisch. Der Unterschied liegt nur in der Adresse des EEPROM 19, aus dem die erforderliche Tabelle für die Steuerung gelesen wird. Daher ist auf eine Beschreibung dieser Schritte verzichtet.
Wenn die Schwingungsoperation für das Staubentfernungsglas 21 in den zwei Schwingungsmoden beendet ist, kehrt das Programm zur Hauptroutine zurück.
In der Phase der Entwicklung bzw. Auslegung des Kamerasystems ist es sehr schwierig, die Schwankung der Resonanzfrequenz der Glasplatte abzuschätzen. Demzufolge sollte das Kamerasystem so ausgelegt werden, dass die Festlegung der Steuerparameter, die die Antriebsfrequenz des piezoelektrischen Elements 22 festlegen, nach Fertigstellung erfolgen kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden daher, wie es oben erwähnt ist, alle notwendigen Parameter selektiv in dem EEPROM 129 gespeichert.
Somit umfasst die optische Vorrichtung (z.B. Kamera) mit Staubentfernungsfunktion gemäß der ersten Ausführungsform das Bildaufnahmeelement 27, das eine CCD-Einheit zur fotoelektrischen Umwandlung des Gegenstandsbildes bildet, das optische Element (Staubentfernungsglas 21), das zwischen dem Bildaufnahmeelement 27 und dem optischen Fotografiersystem 12a angeordnet ist, und das Schwingungsmittel (z.B. das piezoelektrische Element 22), um das Staubentfernungsglas 21 mit einer gegebenen Frequenz zum Schwingen anzuregen. Wenn das piezoelektrische Element 22 das Staubentfernungsglas 21 mit Hilfe der Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140 zum Schwingen anregt, wird eine geeignete Steuerung ausgeführt, um die Frequenz der Schwingung allmählich zu ändern. Indem dies getan wird, schwingt die Oberfläche des Staubentfernungsglases 21 wiederholt mit einer Mehrzahl von Typen von gegebenen Frequenzen gleichphasig oder in diametral entgegengesetzten Phasen. Dadurch wird Staub, der an der Glasoberfläche haftet, entfernt.
Es kann somit eine Kamera bereitgestellt werden, in der Staub wirksam entfernt werden kann, wobei nur die gemessene Umgebungstemperatur berücksichtigt wird, ohne zum Beispiel Schwankungen der Glasform, des Elastizitätsmoduls, etc. zu berücksichtigen, die die Resonanzfrequenz des Staubentfernungsglases 21 als einem Schutzglas beeinflussen.
Ferner sind Arbeiten und Kosten zur Einstellung der ungedämpften Eigenfrequenz, die zur Schwankung bzw. Veränderung eines Glaselements wie etwa eines Schutzglases beitragen, dessen Resonanzfrequenz nicht bestimmt werden kann, unnötig.
(Modifikation 1)
Das Folgende ist eine Beschreibung einer Modifikation des ersten Beispiels. Die vorangehende erste Ausführungsform kann auf folgende weise ausgeführt werden. Ein in 21A dargestelltes Schaltungsdiagramm zeigt eine Konfiguration eines Schwingungsmittels (Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140') als eine Modifikation der ersten Ausführungsform. Charakteristische Abschnitte sind nachfolgend beschrieben, ohne eine Beschreibung zu wiederholen.
Das vorangehende erste Beispiel wird in einer Weise ausgeführt, dass die Antriebsfrequenz durch Steuerung des Antriebsverhältnisses des N-ären Zählers 41 geändert wird. Im Gegensatz dazu besteht gemäß dieser Modifikation die Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140^` aus einer Schaltung wie die in 2A gezeigte. Diese Modifikation wird so ausgeführt, dass die Antriebsfrequenz mit Hilfe des D/A-Wandlers 47 und eines VCO (Spannungssteuerungsoszillators) 48 geändert wird.
Wie es in 21A gezeigt ist, umfasst die Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140' den D/A-Wandler 47, der mit einem Ausgangsanschluss D_DA des Bucom 150 verbunden ist, den VCO (Spannungssteuerungsoszillator) 48, der mit dem Wandler 47 verbunden ist, einen Verstärker 49, der mit dem VCO 48 verbunden ist, und einen Transi stor 44 und den Transformator 45, die mit dem Verstärker 49 verbunden sind. Die Basis des Transistors 44 ist mit einem Ausgangsanschluss P_PWCont des Bucom 150 verbunden, und die notwendige elektrische Energie bzw. Leistung wird von der Versorgungsschaltung 153 geliefert. Das piezoelektrische Element 22 ist mit dem Transformator 45 verbunden, so dass die Glasplatte mit einer vorbestimmten Schwingung zu Schwingungen angeregt werden kann.
In dieser Schaltungskonfiguration wird ein von dem Ausgangsanschluss D_DA ausgegebenes Signal mit Hilfe des D/A-Wandlers 47 in ein analoges Signal umgewandelt, und ein Signal mit einer gegebenen Periode wird mit Hilfe des VCO (Spannungssteuerungsoszillators) 48 in Antwort auf das umgewandelte Signal oszilliert. Nachdem dieses Signal mit Hilfe des Verstärkers 49 verstärkt worden ist, wird das piezoelektrische Element 22 mit Hilfe eines sekundärseitigen Spannung, die durch Zuführung des verstärkten Signals zu der Primärseite des Transformators 45 gewonnen wird, mit der Antriebsfrequenz fc (fn) zum Schwingen anregt. Da die Antriebsfrequenz fc innerhalb des Bereichs von fc' bis fc'', der in 19 gezeigt ist, geändert werden kann, indem der Voreinstellungswert des D/A-Wandlers 47 in geeigneter Weise geändert wird, kann die gleiche Steuerung wie in dem vorherigen ersten Beispiel realisiert werden. Somit kann eine Kamera bereitgestellt werden, bei der Staub wirksam entfernt werden kann.
Obwohl das Kamerasystem, das zur elektronischen Bildaufnahme geeignet ist, und das Schutzglas (Staubentfernungsglas) beispielhaft beschrieben wurden, kann die vorliegende Erfindung auch auf jede weiteren optischen Vorrichtungen angewendet werden, die durch Staub und Schmutz leicht beschädigt werden können, mit den gleichen Effekten wie jene des vorherigen ersten Beispiels.
Ferner sind jede anderen optischen Elemente als Glas, deren Resonanzfrequenz nicht bestimmt werden kann, anwendbar. Auch in diesem Fall ist eine Einstellung der ungedämpften Eigenfrequenz, die zu der Schwankung einzelner Produkte beiträgt, unnötig, so dass die gleichen Effekte wie oben erwähnt erwartet werden können.
(Zweites Beispiel)
Eine optische Vorrichtung (Digitalkamera) mit Staubentfernungsfunktion gemäß einem zweizrn Beispiel ist eine Kamera, die das äußere Erscheinungsbild und die grundlegenden Mechanismen mit der Kamera 1 des vorangegangenen ersten Beispiels im Wesentlichen teilt, und umfasst die in 9B gezeigte Schaltungskonfiguration.
Der Antrieb des Staubentfernungsglases 21 der Kamera mit Staubentfernungsfunktion gemäß der zweiten Ausführungsform sowie dessen Betrieb und Steuerung sind nachfolgend mit Bezug auf ein Schaltungsdiagramm einer in 9B und den Zeitdiagrammen der 10A bis 10F gezeigten Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140 beschrieben.
Die hier dargestellte Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140 besitzt die in 9B gezeigte Schaltungskonfiguration, und Signale (Sig1 bis Sig6) mit den Wellenformen, die durch die Zeitdiagramme der 10A bis 10F dargestellt sind, werden in verschiedenen Bereichen von ihr erzeugt. Die Schaltung wird in Antwort auf diese Signale in folgender weise gesteuert. Insbesondere umfasst die Staubentfernungsglas-Ansteuerschaltung 140, wie sie in 9B dargestellt ist, einen N-ären Zähler 41, einen Frequenzhalbierer 42, einen Invertierer 43, eine Mehrzahl von MOS-Transistoren (Q00, Q01 und Q02) 44a, 44b und 44c, einen Transformator 45, einen Wider stand (R00) 46, einen A/D-Wandler 60, Widerstände (R01 und R02) 63 und 64 und einen Kondensator (C00) 65.
Das Signal (Sig4) mit einer gegebenen Periode wird auf der Sekundärseite des Transformators 45 erzeugt, wenn die Transistoren (Q01) 44b und (Q02) 44c, die mit der Primärseite des Transformators 45 verbunden sind, durchgeschaltet und gesperrt werden. In Antwort auf dieses Signal mit der gegebenen Periode wird das piezoelektrische Element 22, das zwei Elektroden A und B umfasst, verschiedentlich angetrieben, um eine wirksame Resonanzfrequenz herauszufinden und das Staubentfernungsglas 21 wirksam in Resonanz zu versetzen (was unten ausführlich beschrieben ist).
Der Bucon 150 steuert die Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140 auf folgende Weise mit Hilfe von zwei E/A-Anschlüssen P_PwCont und D_NCnt und eines Taktgebers 55, der sich in dem Bucom 150 befindet. Der Taktgeber 55 sendet ein Impulssignal (Basistaktsignal) an den N-ären Zähler 41 mit einer Frequenz, die ausreichend höher als die Frequenz des dem piezoelektrischen Element 22 zugeführten Signals ist. Dieses Ausgangssignal ist das Signal Sig1 mit der durch das Zeitdiagramm von 10A repräsentierten Wellenform. Dieses Basistaktsignal wird auf den N-ären Zähler 41 angewendet.
Der N-äre Zähler 41 zählt die Impulssignale und gibt ein Zählungsende-Impulssignal jedesmal dann aus, wenn eine gegebene Spannung "N" erreicht ist. Somit wird die Frequenz des Basistaktsignals in N aufgeteilt. Dieses Ausgangssignal ist das Signal Sig2 mit der durch das Zeitdiagramm von 10B repräsentierten Wellenform.
Das High-Low-Tastverhältnis des frequenzgeteilten Impulssignals beträgt 1:1. Daher wird das Tastverhältnis mit Hilfe des Frequenzhalbierers 42 in 1:1 umgewandelt.
Das umgewandelte Impulssignal entspricht dem Signal Sig3 mit der durch das Zeitdiagramm von 10C repräsentierten Wellenform.
Wenn das umgewandelte Impulssignal hoch ist, wird der Transistor (Q01) 44b, dem dieses Signal zugeführt wird, durchgeschaltet. Ferner wird dieses Impulssignal über den Invertierer 43 dem Transistor (Q02) zugeführt. Somit wird, wenn das Impulssignal niedrig ist, der Transistor (Q02) 44c, dem dieses Signal zugeführt wird, durchgeschaltet. Wenn die Transistoren (Q01) 44b und (Q02) 44c, die mit der Primärseite des Transformators 45 verbunden sind, abwechselnd durchgeschaltet werden, wird ein Signal mit einer Periode wie die des in 10D gezeigten Signals Sig4 erzeugt.
Das Wicklungsverhältnis des Transformators 45 wird in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung der Einheit der Versorgungsschaltung 153 und einer für den Antrieb des piezoelektrischen Elements 22 erforderlichen Spannung eingestellt. Der Widerstand (R00) 46 wird verwendet, um das Fließen eines übermäßigen Stroms durch den Transformator 45 zu unterdrücken.
Beim Antreiben des piezoelektrischen Elements 22 wird davon ausgegangen, dass der Transistor (Q00) 44a durchgeschaltet ist, so dass eine Spannung von der Einheit der Versorgungsschaltung 153 an den mittleren Abgriff des Transformators 45 angelegt wird. Die Durchschalte-/Sperr-Steuerung des Transistors (Q00) 44a in 9B wird mit Hilfe des E/A-Anschlusses P_PwCont ausgeführt. Der Voreinstellungswert "N" für den N-ären Zähler 41 kann durch den E/A-Anschluss D_NCnt eingestellt werden. Somit kann der Bucon 150 durch geeignetes Einstellen des Voreinstellungswerts "N" die Antriebsfrequenz des piezoelektrischen Elements 22 frei ändern.
Die Frequenz kann in gleicher Weise gemäß dem oben genannten Ausdruck (1) berechnet werden.
Natürlich wird die Berechnung auf der Grundlage dieses Ausdrucks (1) mit Hilfe der CPU (Steuerungsmittel) des Bucom 150 ausgeführt.
Eine Elektrode B61 ist eine Elektrode des piezoelektrischen Elements zur Erfassung des Schwingungszustandes der Glasplatte. Eine Wechselspannung (Überwachungssignal), die dem Schwingungszustand der Glasplatte entspricht, wird an der Elektrode B61 erzeugt. Dieses ist Sig5 in dem Zeitdiagramm von 10E.
Eine Diode (D00) 62, die mit der Elektrode B61 verbunden ist, ist für die Halbwellengleichrichtung des Überwachungssignals vorgesehen. Ferner bilden die Widerstände (R01 und R02) 63 und 64 und der Kondensator (C00) 65 eine Einhüllende des Überwachungssignals. Der optimale Wert einer Zeitkonstanten, die durch eine Erfassungsschaltung bestimmt wird, die aus den Widerständen (R01 und R02) 63 und 64 und dem Kondensator (C00) 65 gebildet ist, schwankt in Abhängigkeit von der Oszillationsfrequenz des Glases. Die Glasplatte des ersten Beispiels wird in zwei Resonanzmoden (eine erste und eine zweite Resonanzmode) angetrieben. Wenn die Antriebsfrequenzen für diese zwei Resonanzmoden stark verschieden sind, muss die verwendete Schaltungskonfiguration so ausgelegt sein, dass die Zeitkonstante geändert werden kann. Die Widerstände (R01 und R02) 63 und 64 schwächen die Überwachungssignale so auf einen Pegel ab, mit dem sie dem A/D- Wandler 60 zugeführt werden können. Dieses Signal ist Sig6 in dem Zeitdiagramm von 10F.
Dieses Signal wird in dem A/D-Wandler 60 in digitale Daten umgewandelt und von einem Eingangsanschluss D_DACin des Bucom 150 gelesen. Der Bucom 150 muss lediglich den in dem N-ären Zähler 41 einzustellenden Wert so ändern, dass die Überwachungssignale auf seinem Maximalpegel liegen. Staub kann wirksam entfernt werden, wenn das Glas mit dem Wert (Resonanzfrequenz) in dem N-ären Zähler 41 angetrieben wird, der den Maximalpegel repräsentiert.
Ein Steuerprogramm gemäß dem zweiten Beispiel hat die folgenden Merkmale.
Um insbesondere die Steuerung mit Hilfe des oben genannten Kameragehäuse-Steuerungsmikrocomputer (Bucom) 50 genau zu erläutern, ist die Hauptroutine des Steuerprogramms, das in dem Bucom 150 arbeitet, in den 11c und 11D dargestellt.
Wenn der (nicht gezeigte) Versorgungs-SW der Kamera zuerst eingeschaltet wird, wird der Betrieb des Bucom 150 gestartet, und in S0 wird ein Prozess zum Starten des Kamerasystems ausgeführt. Die Versorgungsschaltung 153 wird gesteuert, um die einzelnen Schaltungseinheiten, die das Kamerasystem bilden, mit elektrischer Energie bzw. Leistung zu versorgen. Ferner werden die einzelnen Schaltungen initialisiert.
In S1 wird eine Subroutine "Resonanzpunkterfassungsoperation", die für die vorliegende Erfindung charakteristisch ist, aufgerufen und ausgeführt. In dieser Subroutine wird eine geeignete Antriebsfrequenz (Resonanzfrequenz) für eine wirksame Schwingung des Staubentfernungsglases 21 erfasst (was unten ausführlich beschrieben ist). Diese Frequenzdaten werden in einem Speicherbereich mit einer gegebenen Adresse des Bucom 150 gespeichert.
In S2 wird eine Subroutine "Staubentfernungsoperation" aufgerufen und ausgeführt. Während dieser Subroutine kann der Anwender Staub, der sich unerwarteterweise auf dem Staubentfernungsglas 21 angelagert hat, während die Kamera nicht zum Fotografieren verwendet wird, durch Zum-Schwingen-Anregen des Staubentfernungsglases 21 mit der in S1 erfassten Resonanzfrequenz und Abschütteln des an der Glasoberfläche anhaftenden Staubes entfernen.
S3 ist ein Schritt, der periodisch ausgeführt wird, und ist ein Operationsschritt zur Erfassung des Zustandes des Objektivtubus durch Operation zur Kommunikation mit dem Lucom 205. Wenn in S4 erfasst wird, dass der Objektivtubus 12 an dem Kameragehäuse 11 angebracht ist, fährt das Programm mit S7 fort. Wenn hingegen erfasst wird, dass der Objektivtubus 12 von dem Kameragehäuse 11 abgenommen ist, fährt das Programm von S5 zu S6 fort. Anschließend wird ein Steuerflag F_Lens rückgesetzt, woraufhin das Programm mit S10 fortfährt.
In S7 wird das Steuerflag F_Lens gesetzt. Dieses Steuerflag repräsentiert "1" während einer Zeitspanne, in der der Objektivtubus 12 an dem Kameragehäuse 11 angebracht ist, und repräsentiert "0" während einer Zeitspanne, in der der Objektivtubus 12 entfernt ist.
Die Subroutine "Resonanzpunkterfassungsoperation" wird in gleicher Weise wie oben in S8 gesagt aufgerufen und ausgeführt, und die Subroutine "Staubentfernungsoperation" zur Entfernung von Staub von dem Staubentfernungsglas 21 wird in gleicher Weise in dem direkt folgenden Schritt bzw. S9 aufgerufen und ausgeführt.
wie es allgemein bekannt ist, haftet Staub während der Zeitspanne, in der der Objektivtubus 12 nicht an dem Kameragehäuse 11 angebracht ist, mit hoher Wahrscheinlichkeit an den Linsen, dem Staubentfernungsglas 21, etc. an. Es ist daher wünschenswert, dass die Staubentfernungsoperation ausgeführt werden sollte, wenn das Anbringen des Objektivtubus 12 erfasst wird. Wenn das Objektiv ausgetauscht wird, strömt die außen befindliche Luft in die Kamera und ändert die Temperatur in der Kamera, wodurch sich auch die Resonanzfrequenz des Glases ändert. In S8 wird daher die oben genannte "Resonanzpunkterfassungsoperation" ausgeführt, um eine neue Antriebsfrequenz (Resonanzfrequenz) festzulegen. Dann, in dem direkt nachfolgenden Schritt bzw. S9, wird die "Staubentfernungsoperation" mit der eingestellten Frequenz ausgeführt.
Der Zustand des Kamerabedienungs-SW 52 wird in S10 erfasst. Wenn eine Änderung des Zustands eines (nicht gezeigten) CleanUp-SW als einem Element des Kamerabedienungs-SW 52 in dem nächsten Schritt oder S110 erfasst wird, fährt das Programm mit S12 fort.
In S12 und S13 wird die Operation zur Entfernung von Staub von dem Staubentfernungsglas 21 ausgeführt. In Verbindung mit der Operation von S12 wird in S13 die Operation zum Holen von CCD-Pixeldefektinformationen ausgeführt. Diese Defektpixelinformationen werden in dem FlashRom 126 gespeichert und zur Korrektur von Bilddaten verwendet. Wenn Staub auf dem Glas anhaftet, können die Defektinformation nicht genau gewonnen werden. Vor der Operation von S131 wird daher eine Reihe von Operationen von S12 und S13 in der gleichen Weise wie vorher gesagt ausgeführt.
In S14 wird bestimmt, ob ein 1. Auslöse-SW (nicht gezeigt) als ein Element des Kamerabedienungs-SW betätigt wird oder nicht. Wenn der erste Auslöse-SW eingeschaltet ist, fährt das Programm mit S15 fort. Wenn er aus ist, kehrt das Programm zu dem oben beschriebenen S3 zurück.
In S15 werden die Leuchtdichte- bzw. Helligkeitsinformationen über den Gegenstand von der Fotometrieschaltung 21 gewonnen. Eine Belichtungszeit (Tv-Wert) des Bildaufnahmeelements 27 und ein Aperturvoreinstellungswert (Av-Wert) des optischen Fotografiersystems 12a werden gemäß dieser Information berechnet.
In S16 werden Erfassungsdaten über die AF-Sensoreinheit 16 über die AF-Sensorantriebsschaltung 17 gewonnen. Eine Abweichung des Brennpunkts wird in Übereinstimmung mit diesen Daten berechnet.
Dann, in S17, wird der Zustand des F_Lens bestimmt. Wenn der Zustand "0" ist, dann impliziert dies, dass der Objektivtubus 12 nicht vorhanden ist, so dass die Fotografieroperation im nächsten Schritt bzw. S18 und den nachfolgenden Schritten nicht ausgeführt werden kann. Daher kehrt das Programm in diesem Fall zu dem oben beschriebenen S3 zurück.
In S18 wird die Abweichung des Brennpunkts zu dem Lucom 205 übertragen, und der Antrieb des optischen Fotografiersystems 12a basierend auf dieser Abweichung wird angewiesen.
In S19 wird bestimmt, ob ein 2. Auslöse-SW (nicht gezeigt) als ein Element des Kamerabedienungs-SW 52 betätigt wird oder nicht. Wenn der 2. Auslöse-SW eingeschaltet ist, fährt das Programm zu dem nächsten Schritt bzw. S190 fort, woraufhin eine vorbestimmte Fotografieropera tion ausgeführt wird. Wenn er ausgeschaltet ist, kehrt das Programm zu dem oben beschriebenen S3 zurück.
In S190 wird die "Staubentfernungsoperations"-Routine ausgeführt, um Staub vor der Fotografieroperation zu entfernen. Um jedoch eine Verzögerung zu vermeiden, die dieser Operation zugeschrieben werden kann, wird in diesem Fall die "Resonanzpunkterfassungsoperations"-Routine nicht ausgeführt. Zur Gewährleistung der Staubentfernung ist es wünschenswert, dass die Operationen auf der Grundlage dieser zwei Routinen gemeinsam ausgeführt werden. Wenn jedoch keine Möglichkeit besteht, dass sich die Resonanzfrequenz ändert, kann die "Resonanzpunkterfassungsoperations"-Routine weggelassen werden. Jedoch trifft dies nicht auf Fälle zum Starten des Kamerasystems, des Linsenaustausches und der CCD-Pixeldefekterfassungsoperation zu.
In S20 wird der Av-Wert zuerst zu dem Lucom 205 übertragen, und der Antrieb der Blende 203 wird angewiesen. In S21 wird der Schnellrückschwingspiegel 13b in seine obere Position bewegt. In S22 wird ein Ablauf der vorderen Lamellen des Verschlusses 14 gestartet, und in S23 wird das Bildverarbeitungssteuergerät 28 angewiesen, die Fotografieroperation auszuführen. Wenn die Belichtung des Bildaufnahmeelements 27 für die durch den Tv-Wert repräsentierte Zeit beendet ist, wird in S24 ein Ablauf der hinteren Lamellen des Verschlusses 14 gestartet, und in S25 wird der Schnellrückschwingspiegel 13b in seine untere Position S25 gefahren. Ferner wird parallel dazu der Verschluss 14 gespannt.
In S26 wird der Lucom 205 angewiesen, die geöffnete Position der Blende 203 wieder herzustellen. In S27 wird das Bildverarbeitungssteuergerät 28 angewiesen, die Daten des aufgenommenen Bildes in dem Speichermedium 27 zu speichern. Wenn das Speichern der Bilddaten abgeschlossen ist, kehrt das Programm zu dem oben beschriebenen S3 zurück.
In der in 13A gezeigten Subroutine "Resonanzpunkterfassungsoperation" werden ferner zuerst Resonanzfrequenzen für die oben genannten zwei Moden, die Schwingungsmode 1 und die Schwingungsmode 2, erfasst.
Da der Bereich für das Vorhandensein von Resonanzfrequenzen entsprechend den Eigenschaften (z.B. Form, Zusammensetzung, Stützverfahren, etc.) des Glases abgeschätzt werden kann, sollten Schwingungen innerhalb dieses Bereichs auf die Glasplatte übertragen werden, wenn der Resonanzpunkt erfasst ist. Andernfalls kann es sein, dass die Erfassungsoperation unnötig lang dauert. Wenn der Erfassungsbereich der Resonanzfrequenzen nicht festgelegt wird, besteht ferner eine Möglichkeit, dass Resonanzfrequenzen in weiteren Resonanzmoden höherer Ordnung, die keine beabsichtigte Schwingungsmode sind, erfasst werden.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel werden daher für die Resonanzfrequenzerfassungsoperation notwendige Parameter zuvor in dem EEPROM 129 gespeichert, der eine Mehrzahl von in der Speicherkarte von 16 gezeigte Bereiche aufweist, und werden zum Beispiel als "Steuerparameter für die Schwingungsmode 1'' verwendet. Die Einzelheiten der Steuerparameterwerte, die der Schwingungsmode 1 entsprechen, werden als die in 20A dargestellten Werte gespeichert. Zum Beispiel repräsentiert der Startoffset die Auslese-Startposition dieser Tabelle.
Ebenso werden die Einzelheiten der Steuerparallelwerte, die der Schwingungsmode 1 entsprechen, als die Werte gespeichert, die als die "Frequenzkorrekturtabelle für die Schwingungsmode 1'' in 18A dargestellt ist. Diese Datentabelle zeigt Werte, die in dem N-ären Zähler 41 eingestellt sind, wenn das Glas in der Schwingungsmode 1 angetrieben wird. Diese Tabelle wird unter der Annahme berechnet, dass der Taktgeber 55 Impulssignale mit einer Frequenz von 40 (MHz) ausgibt. Die Antriebsfrequenz kann unter Verwendung des oben erwähnten Ausdrucks (1) berechnet werden.
Der StopOffset repräsentiert die Auslese-Endposition dieser Frequenzkorrekturtabelle für die Schwingungsmode 1. Wenn die Antriebsfrequenz innerhalb des Bereichs von dem Startoffset zu dem StopOffset verschoben wird, schwingt die Glasplatte mit irgend einem der Tabellenwerte in dem Schwingungsmodus 1.
StepTime repräsentiert die Zeit, während der eine Frequenz für den Antrieb verwendet werden sollte, während die Antriebsfrequenz verschoben wird. Er wird unter Berücksichtigung der Aufwärmzeit der Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140 festgelegt. Die Schwingung der Glasplatte holt die Änderung der Antriebsfrequenz nie sofort ein. Das Ausgabe der Überwachungssignale ist nicht zuverlässig, wenn die Änderung nicht aufgeholt ist.
Adwait ist ein Parameter, der die Frequenz bestimmt, mit der die Überwachungssignale A/D-umgewandelt werden. M10scTime repräsentiert eine Zeit, während der das Staubentfernungsglas 21 mit der erfassten Frequenz zu Schwingungen angeregt wird. Dies ist in der Subroutine "Staubentfernungsoperation" notwendig.
Dies sind Steuerparameter für die Schwingungsmode 1.
Andererseits sind die Einzelheiten der Steuerparameter für die Schwingungsmode 2 in 20B gezeigt. Ferner sind die Einzelheiten der Frequenzkorrekturtabelle für die Schwingungsmode 2 in 18B gezeigt. Dies sind Parameter, die in gleicher Weise angeordnet sind und grundsätzlich die gleichen sind wie jene für die Schwingungsmode 1, so dass auf eine Beschreibung verzichtet ist.
Ferner sind nachstehend Operationsschritte für die "Resonanzpunkterfassungsoperation" mit Bezug auf das Flussdiagramm von 13A und die 16 bis 18 beschrieben.
In S100 werden die vier Steuerparameter (Startoffset, StopOffset, StepTime und Adwait) aus dem EEPROM 129 gelesen. In S101 wird AddressM1 + Startoffset als eine Auslese-Startadresse des EEPROM 129 gesetzt, und AddressM1 + StopOffset wird als eine Auslese-Endadresse gesetzt. AddressM1 repräsentiert die obere Adresse der Frequenzkorrekturtabelle für die Schwingungsmode 1.
Wenn die Auslese-Startposition (Startoffset) und die Startendposition (StopOffset) "3" bzw. "9" sind, werden Voreinstellungswerte "N" für Bereiche *1 bis *2 in 18A in dem N-ären Zähler 41 gesetzt bzw. eingestellt. Somit wird von den Frequenzen f1, f2, ..., f7 diejenige Frequenz erfasst, die dem maximalen Überwachungssignalausgang entspricht.
In S102 wird "0", der minimale Werte der Überwachungssignale der Einfachheit halber in einem Speicher D_ADMAX gesetzt, der für eine zeitweise Speicherung des maximalen Werts der Überwachungssignale gesichert ist.
In S103 wird eine vorbereitende Operation für den Antrieb der piezoelektrischen Elements 22 ausgeführt. Der E/A-Anschluss P_PwCont wird so gesteuert, dass der Transistor Q00 durchgeschaltet wird. Ferner wird die Aussendung von Impulssignalen von dem Taktgeber 55 gestartet.
Wenn Daten, die von den Tabellen geholt werden, in diesem Zustand in dem N-ären Zähler 41 eingestellt werden, kann das piezoelektrische Element 22 mit einer gewünschten Frequenz angetrieben werden.
In S104 wird ein Voreinstellungswert (N) von der eingestellten Adresse des EEPROM 129 gelesen. Anschließend wird der von dem N-ären Zähler 41 ausgelesene Voreinstellungswert über den E/A-Anschluss D_NCnt eingestellt.
Anschließend wird in S105 während einer gegebenen Zeit eine Stabilisierung einer Frequenzantriebsschaltung abgewartet.
In S106 wird in einem Zeitgeber 1 Steptime eingestellt, woraufhin eine Zähloperation eines Zeitgebers gestartet wird. Wenn Steptime gespeichert ist, wie es zum Beispiel in 20A gezeigt ist, sind 2 (ms) in dem Zeitgeber 1 eingestellt.
In S107 wird S in einem Speicherbereich D_ADSUM eingestellt, der für eine temporäre Speicherung von Additionsdaten für den A/D-Wandler 60 gesichert ist. Ferner wird "0" in einem Speicher D_Adcount eingestellt, der gesichert ist, um die Operationshäufigkeit des A/D-Wandlers 60 zu zählen.
In S108 wird der Adwait in einem Zeitgeber 2 eingestellt, woraufhin die Zähloperation gestartet wird. Wenn der Adwait gespeichert ist, wie es zum Beispiel in 20A gezeigt ist, ist in dem Zeitgeber 2 80 (μs) eingestellt.
Anschließend wird in S109 ein A/D-Umwandlungswert der Überwachungssignale unter Verwendung des A/D-Wandlers 60 erfasst.
In S110 wird der A/D-Umwandlungswert der Überwachungssignale zu dem Speicherbereich D_ADSUM addiert. Ferner wird der Speicherbereich D_Adcount inkrementiert (1 wird addiert). In S111 wird die Beendigung der Zähloperation der Zeitgebers 2 abgewartet.
In S112 wird bestimmt, ob die Zähloperation des Zeitgebers 1 beendet ist oder nicht. Wenn diese Operation nicht beendet ist, geht das Programm zu S108 für eine weitere Messung der Überwachungssignale über. Wenn die Operation beendet ist, fährt das Programm mit S113 fort.
In S113 wird ein Durchschnitt der A/D-Umwandlungswerte aus den Speicherbereichen D_ADSUM und D_ADcount gewonnen. Anschließend wird der Durchschnittswert in einen Speicherbereich D_ADAVE geladen, der zur Speicherung des Durchschnittswerts gesichert ist. Der D_ADAVE gibt den Pegel der Überwachungssignale mit der momentanen Antriebsfrequenz an.
In S114 werden die jeweiligen Inhalte des D_ADAVE und des D_ADMAX verglichen. Wenn der Inhalt des D_ADAVE größer als der Inhalt des D_ADMAX ist, fährt das Programm mit S115 fort. Wenn der erstere kleiner ist, fährt das Programm mit S119 fort.
In S115 wird der Inhalt des D_ADAVE zu dem D_ADMAX übertragen, das Programm. Der letzte maximale Wert wird gelöscht, und der letzte wert wird als der maximale Wert des Überwachungssignals gespeichert.
Wenn die Überwachungssignale in der Schwingungsmode 1 momentan gemessen werden, fährt das Programm von S116 zu S117 fort. Wenn die Überwachungssignale in der Schwin gungsmode 2 momentan gemessen werden, fährt das Programm von S116 zu S118 fort.
In S117 wird die momentane Adresse des EEPROM 129 in einem D_M1resonant gespeichert. Der D_M1resonant ist ein Bereich, der auf dem Speicher gesichert ist, um eine Adresse für die Schwingungsmode 1 zu speichern.
In S118 wird ferner die momentane Adresse des EEPROM in einem D_M1resonant gespeichert. Der D_M1resonant ist ein Bereich, der in dem Speicher gesichert ist, um eine Adresse für die Schwingungsmode 2 zu speichern.
Die jeweiligen Werte des D_M1resonant und des D_M1resonant werden in der Subroutine "Staubentfernungsoperation" verwendet, die unten beschrieben ist.
In S119 wird bestimmt, ob die Messung der Überwachungssignale zu der durch die EEPROM-Auslese-Endadresse angegebenen Antriebsfrequenz beendet ist oder nicht. wenn sie nicht beendet ist, fährt das Programm mit S121 fort. Wenn sie beendet ist, fährt das Programm mit dem nächsten Schritt bzw. S120 fort.
In S120 wird eine Verarbeitung zum Stoppen der Antriebsoperation ausgeführt. Der Transistor Q00 wird gesperrt, um die Operation des Taktgebers zu stoppen.
In S121 wird die Ausleseadresse des EEPROM 129 inkrementiert, woraufhin das Programm mit S104 fortfährt.
In S122 wird bestimmt, ob die Resonanzpunkterfassungsoperationen für die Schwingungsmode 1 und die Schwingungsmode 2 beendet sind oder nicht. Wenn die bei den Erfassungsoperationen beendet sind, kehrt das Programm zur Hauptroutine zurück.
Wenn nur die Schwingungsmode 1 beendet ist, fährt das Programm mit S130 fort, um die Resonanzfrequenz für die Schwingungsmode 2 zu erfassen. Da die Operationen in S130 und S131 im Wesentlichen die gleichen wie die oben genannten Operationen von S100 und S101 sind, ist auf eine Beschreibung verzichtet. Anschließend kehrt das Programm zu S102 zurück, um die Resonanzfrequenz zu erfassen.
In dieser Subroutine werden Voreinstellungswerte aus einer Frequenzkorrekturtabelle innerhalb eines Bereichs ausgelesen, der durch die zwei Parameter (Startoffset und StopOffset) definiert ist. Die Glasplatte wird angetrieben, um den Überwachungssignalpegel zu messen, wobei all diese Voreinstellungswerte verwendet werden.
Wie es oben erwähnt ist, ist 19 ein Schaubild, das die Beziehung zwischen der Frequenz und der Amplitude der Glasplatte zeigt. Das Symbol *3, das eine Kurve in diesem Schaubild zeigt, soll eine Charakteristik in einer Resonanzmode 1 repräsentieren.
In dieser Routine wird der Überwachungssignalpegel mit den in 18A dargestellten Frequenzen (Voreinstellungswerten) f1, f2, f3, ..., f7 gemessen. Die mit der Charakteristik *3 gewonnene Resonanzfrequenz ist fc, welche äquivalent zu f4 ist. In der Routine wird die Antriebsfrequenz in der Reihenfolge f1, f2, f3 und f4 geändert, wenn die Überwachungssignale gemessen werden. wenn die Resonanzfrequenz fc überschritten wird, wird der Antrieb mit f5, f6 und f7 in der genannten Reihenfolge fortgesetzt. Die Überwachungssignale haben die Tendenz, von f1 nach f4 zuzunehmen. Die Überwachungssignale beginnen, bei f5 abzunehmen. Wenn daher die Änderung von der Zunahme zur Abnahme der Überwachungssignale erfasst wird, müssen die Frequenzen f6 und f7 nicht unbedingt zum Antrieb verwendet werden. Wenn der Bereich der Änderung der Frequenz breit ist, ist es wünschenswert, dass das Steuerprogramm in der dargestellten Weise vorbereitet wird, um die Resonanzfrequenzerfassungszeit zu verkürzen.
Das Folgende ist eine Beschreibung der in 12B gezeigten "Staubentfernungsoperation".
In dieser Subroutine wird das piezoelektrische Element 22 so angetrieben, dass das Staubentfernungsglas 21 in den oben genannten zwei Moden, der Schwingungsmode 1 und der Schwingungsmode 2, in Resonanz versetzt wird. Allgemein variieren die Frequenz und die Amplitude, die das Entfernen von Staub erleichtern, in Abhängigkeit von Eigenschaften (z.B. Gewicht, Form, Material, etc.) des Staubs. Daher kann der Staub durch In-Resonanz-Versetzen der Glasplatte in diesen zwei Schwingungsmoden sicher entfernt werden. Natürlich kann die Glasplatte in einer weiteren Anzahl von Schwingungsmoden in Resonanz versetzt werden. Da es jedoch sein kann, dass die Entfernungsoperation in einigen Fällen entsprechend mehr Zeit benötigt, sollte eine geeignete Anzahl von Schwingungsmoden unter voller Berücksichtigung des Ausmaßes bzw. Grades des Entfernungseffekts und der erforderlichen Zeit eingestellt sein.
Zuerst werden in S200 M10Sctime und M20Sctime von den Steuerparametern für die Schwingungsmode 1 bzw. den Steuerparametern für die Schwingungsmode 2 aus dem EEPROM 129 gelesen.
In S201 wird eine vorbereitende Operation für den Antrieb des piezoelektrischen Elements 22 ausgeführt. Der E/A-Anschluss P_PwCont wird so gesteuert, dass der Tran sistor Q00 durchgeschaltet wird. Ferner wird die Aussendung von Impulssignalen von dem Taktgeber 55 gestartet. Wenn Daten, die von den Tabellen des EEPROM geholt werden, in diesem Zustand in dem N-ären Zähler 41 gesetzt sind, kann das piezoelektrische Element 22 mit einer gewünschten Frequenz angetrieben werden.
In S202 wird ein Voreinstellungswert (N) von der Adresse des EEPROM gelesen, die durch den D_M1resonant angegeben ist. Dieser Wert N ist in dem N-ären Zähler 41 eingestellt. Somit treibt die Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140 die Glasplatte mit der Resonanzfrequenz für die Schwingungsmode 1 an.
In S203 wir der M10sctime in dem Zeitgeber 1 eingestellt, woraufhin die Zähloperation gestartet wird. Wenn der M10sctime gespeichert ist, wie es zum Beispiel in der Tabelle von 20A gezeigt ist, ist in dem Zeitgeber 1 200 (ms) eingestellt.
In S204 wird die Beendigung der Zähloperation der Zeitgebers 1 abgewartet.
Auf diese Weise wird die Staubentfernungsoperation in der Schwingungsmode 1 abgeschlossen. Um die Staubentfernung zu gewährleisten, wird ferner die Glasplatte in der Schwingungsmode 2 zum Schwinger anregt.
In S205 wird ein Voreinstellungswert (N) von der Adresse des EEPROM gelesen, die durch den D_M2resonant angegeben ist. Dieser Wert N wird in dem N-ären Zähler 41 eingestellt. Somit treibt die Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140 die Glasplatte mit der Resonanzfrequenz für die Schwingungsmode 2 an.
In S206 wird der M20sctime in dem Zeitgeber 2 eingestellt, woraufhin die Zähloperation gestartet wird. Wenn der M20sctime gespeichert ist, wie es zum Beispiel in der Tabelle von 20B gezeigt ist, ist in dem Zeitgeber 2 100 (ms) eingestellt.
In S207 wird die Beendigung der Zähloperation des Zeitgebers 2 abgewartet.
In S208 wird die Verarbeitung zum Stoppen der Antriebsoperation ausgeführt. Der Transistor Q00 wird gesperrt, um die Operation des Taktgebers 55 zu stoppen.
Anschließend kehrt das Programm zur Hauptroutine zurück.
In der Phase der Entwicklung bzw. Auslegung des Kamerasystems ist es sehr schwierig, die Schwankung bzw. Abweichung der Resonanzfrequenz der Glasplatte abzuschätzen. Demzufolge sollte das Kamerasystem so ausgelegt werden, dass die Steuerparameter, die die Antriebsfrequenz des piezoelektrischen Elements 22 festlegen, nach der Fertigstellung festgelegt werden können. Daher werden, wie es oben erwähnt ist, alle notwendigen Parameter selektiv in dem EEPROM 129 gespeichert.
In dieser Subroutine wird die Glasplatte nur mit der Resonanzfrequenz angetrieben, die in der oben genannten Subroutine "Resonanzpunkterfassungsoperation" erfasst wird.
Die Charakteristik, die gewonnen wird, wenn diese Subroutine "Resonanzpunkterfassungsoperation" ausgeführt wird, ist durch *3 dargestellt. Ferner wird die Resonanzfrequenz fc als äquivalent zu f4 in 18A betrachtet. Möglicherweise jedoch kann die Resonanzfrequenz aufgrund eines unerwarteten Faktors in der durch *4 und *5 gezeigten Weise schwanken. Um diesen Schwankungen zu begegnen, können daher Daten für f3 und f5, neben f4, aus den Tabellen des EEPROM 129 gelesen werden, wenn diese Subroutine ausgeführt ist.
Da die Resonanzfrequenz innerhalb eines bestimmten Bereichs schwankt, der von der Temperatur abhängt, kann ferner die Glasplatte mit der für die Arbeitstemperatur geeignetsten Resonanzfrequenz angetrieben werden, indem eine Temperaturkorrekturtabelle, die entsprechend einem bestimmten Experiment erstellt wird, genau festgelegt wird und diese zugreifbar gehalten wird. Um dies zu erreichen, werden Parameter, die der dann herrschenden Temperatur entsprechen, aus der der Schwingungsmode entsprechenden Temperaturkorrekturtabelle gelesen werden, wobei es nur notwendig ist, dass Temperaturinformationen (t) mit Hilfe des (nicht gezeigten) Temperatursensors der Temperaturmessschaltung 33 vor der Ausführung dieser Subroutine erfasst werden.
Somit umfasst die optische Vorrichtung (Kamera 1) mit Staubentfernungsfunktion gemäß der zweiten Ausführungsform das Bildaufnahmeelement 27, das eine CCD-Einheit zur fotoelektrischen Umwandlung des Gegenstandsbildes bildet, das optische Element (Staubentfernungsglas 21), das zwischen dem Bildaufnahmeelement 27 und dem optischen Fotografiersystem 12a angeordnet ist, und das Schwingungsmittel (z.B. das piezoelektrische Element 22) zum Zum-Schwingen-Anregen des Staubentfernungsglases 21 mit einer gegebenen Frequenz, wobei all diese Elemente in einem Rahmen in Form eines Gehäuses gehalten werden. Die Konfiguration umfasst das erste piezoelektrische Element, das die Elektrode A enthält, und das zweite piezoelektrische Element, das die Elektrode B61 enthält, die das Signal ausgibt, das dem Schwingungszustand des optischen Ele ments entspricht. Praktisch ist in Falle dieses Beispiels jedoch nur das eine piezoelektrische Element 22 erforderlich.
Die optische Vorrichtung mit Staubentfernungsfunktion ist in der oben genannten Weise aufgebaut und umfasst das Antriebsmittel (Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140), das funktionell einen ersten Antriebsmodus (Schwingungsmode 1), in dem das erste piezoelektrische Element mit einer Mehrzahl von alternativen Frequenzen zu Schwingungen angeregt wird, so dass die Resonanzfrequenz für den Resonanzzustand des Staubentfernungsglases 21 durch das Ausgangssignal des zweiten piezoelektrischen Elements bestimmt wird, und einen zweiten Antriebsmodus (Schwingungsmode 2), in dem das Staubentfernungsglas 21 mit der Resonanzfrequenz angetrieben wird, die in der ersten Schwingungsmode festgelegt wird, umfasst.
Wenn das piezoelektrische Element 22 das Staubentfernungsglas 21 mit Hilfe der Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140 zum Schwingen anregt, wird die Frequenz der Schwingung in geeigneter Weise so gesteuert, dass sie sich allmählich ändert.
Besonders in diesem Fall wird die Spannung der Elektrode B, die mit einer Erfassungsschaltung verbunden ist, anfangs überwacht, wenn das piezoelektrische Element 22, das die zwei Elektroden A und B61 umfasst, in Antwort auf ein Signal mit einer gegebenen Periode angetrieben wird. Nachdem die Resonanzerfassungsoperation so ausgeführt ist, dass eine Resonanzfrequenz, mit der das Staubentfernungsglas 21 wirksam in Resonanz versetzt wird, als die wirksamste Resonanzfrequenz gewonnen ist, wird das piezoelektrische Element 22 so gesteuert, dass es tatsächlich mit der gewonnenen Resonanzfrequenz angetrieben wird.
Somit wird die Oberfläche des Staubentfernungsglases 21 wirksam mit der oben genannten Resonanzfrequenz in der gleichen Phase oder in diametral entgegengesetzten Phasen in Resonanz versetzt, so dass an der Glasoberfläche haftender Staub wirksamer entfernt werden kann.
Somit kann eine Kamera bereitgestellt werden, in der Staub wirksam entfernt werden kann, wobei nur die gemessene Umgebungstemperatur berücksichtigt wird, ohne zum Beispiel Schwankungen bzw. Abweichungen der Glasform und des Elastizitätsmoduls zu berücksichtigen, die die Resonanzfrequenz des Staubentfernungsglases 21 als Schutzglas beeinflussen.
Ferner sind Arbeit und Kosten für die Einstellung der ungedämpften Eigenfrequenz, die zu den Schwankungen eines Glaselements wie etwa eines Schutzglases beitragen, dessen Resonanzfrequenz nicht bestimmt werden kann, unnötig.
In der oben genannten zweiten Mode wird das Staubentfernungsglas 21 mit der Resonanzfrequenz, wie sie in der ersten Mode festgelegt ist, angetrieben. Unter Berücksichtigung der Stabilität der Schwingung jedoch ist es nicht immer ratsam, das Glas mit der Resonanzfrequenz zum Schwingen anzuregen. In der zweiten Mode ist es in diesem Fall nur erforderlich, dass eine weitere Frequenz, die in der Nähe der Resonanzfrequenz liegt, in Übereinstimmung mit der in der ersten Mode festgelegten Resonanzfrequenz eingestellt und die Oszillationsfrequenz innerhalb eines gegebenen Bereichs, der die Resonanzfrequenz enthält, gescannt wird.
(Modifikation 2)
Das Folgende ist eine Beschreibung einer Modifikation des zweiten Beispiels. Das vorgenannte zweite Beispiel kann in der folgenden Weise ausgeführt werden. Ein in
21B dargestelltes Schaltungsdiagramm zeigt eine Konfiguration eines Schwingungsmittels (Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140'). Das Folgende ist eine Beschreibung charakteristischer Abschnitte. Die vorangegangene zweite Ausführungsform wird in einer Weise ausgeführt, dass die Antriebsfrequenz durch Steuern des Teilungsverhältnisses des N-ären Zählers 41 geändert wird. Im Gegensatz dazu ist die Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140' gemäß dieser Modifikation in der in 21B gezeigten Weise aufgebaut. Diese Modifikation wird derart ausgeführt, dass die Antriebsfrequenz durch Verwendung des D/A-Wandlers 47 und eines VCO (Spannungssteuerungsoszillators) 48 geändert wird.
Wie es dargestellt ist, umfasst die Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140' den D/A-Wandler 47, der mit einem Ausgangsanschluss D_DA des Bucom 150 verbunden ist, den VCO (Spannungssteuerungsoszillator) 48, der mit dem Wandler 47 verbunden ist, einen Verstärker 49, der mit dem VCO 48 verbunden ist, und einen Transistor 44 und den Transformator 45, die mit dem Verstärker 49 verbunden sind. Die Basis des Transistors 44 ist mit einem Ausgangsanschluss P_PWCont des Bucom 150 verbunden, und die erforderliche elektrische Energie bzw. Leistung wird von der Versorgungsschaltung 153 zugeführt. Das piezoelektrische Element 22 ist mit dem Transformator 45 verbunden, so dass die Glasplatte mit einer vorbestimmten Schwingung zu Schwingungen angeregt werden kann.
Natürlich wird auch in diesem Fall das piezoelektrische Element 22 mit den Elektroden A und B verwendet. Die Spannung der Elektrode B, die mit einer Erfassungsschaltung verbunden ist, wird anfangs überwacht, wenn das piezoelektrische Element angetrieben wird. Nachdem die Resonanzerfassungsoperation so ausgeführt ist, dass eine Resonanzfrequenz, mit der das Staubentfernungsglas 21 wirk sam in Resonanz versetzt wird, als die wirksamste Resonanzfrequenz gewonnen ist, wird das piezoelektrische Element 22 so gesteuert, dass es tatsächlich mit der gewonnen Resonanzfrequenz angetrieben wird.
Somit wird in dieser Konfiguration der Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140' ein von dem Ausgangsanschluss D_DA ausgegebenes Signal mit Hilfe des D/A-Wandlers 47 in ein analoges Signal umgewandelt, und ein Signal mit einer gegebenen Periode wird in Antwort auf das umgewandelte Signal mit Hilfe des VCO (Spannungssteuerungsoszillator) 48 erzeugt. Nachdem dieses Signal mit Hilfe des Verstärkers 49 verstärkt ist, wird das piezoelektrische Element 22 mit dieser Antriebsfrequenz fc (fn) mit Hilfe einer sekundärseitigen Spannung, die durch Zuführung des verstärkten Signal zu der Primärseite des Transformators 45 gewonnen wird, zu Schwingungen angeregt. Da die Antriebsfrequenz fc innerhalb des in 19 gezeigten Bereichs von fc' nach fc'' geändert werden kann, indem der Voreinstellungswert des D/A-Wandlers 47 in geeigneter Weise geändert wird, kann die gleiche Steuerung wie in der vorangegangenen Ausführungsform realisiert werden. Somit kann eine Kamera bereitgestellt werden, in der Staub wirksam entfernt werden kann.
Obwohl das Kamerasystem, das zur elektronischen Bildaufnahme geeignet ist, und das Schutzglas (Staubentfernungsglas) beispielhaft beschrieben worden sind, kann die vorliegenden Erfindung auch auf weitere optische Vorrichtungen angewendet werden, die durch Staub oder Schmutz leicht beschädigt werden können, und zwar mit den gleichen Effekten wie jene der vorangegangenen Ausführungsform.
Ferner sind jedwede anderen Elemente eines optischen Elements als Glas, deren Resonanzfrequenz nicht bestimmt werden kann, verwendbar. Ferner ist auch in diesem Fall eine Einstellung der ungedämpften Eigenfrequenz, die zu den Schwankungen der einzelnen Produkte beitragen kann, unnötig, so dass der gleiche Effekt wie oben erwähnt erwartet werden kann.
(Ausführungsform der Erfindung)
Eine optische Vorrichtung (Digitalkamera) mit Staubentfernungsfunktion gemäß einer Ausführungsform hat eine zusätzliche Funktion, die zur Erfassung einer Anomalie der Staubentfernungsfunktion geeignet ist. Jedoch ist es eine Kamera, die im Wesentlichen in der gleichen Weise wie in dem oben beschriebenen zweiten Beispiel konstruiert ist. Insbesondere hat eine Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140 einen Schaltungsaufbau, der im Wesentlichen gleich dem in 9B gezeigten ist, und Signale (Sig1 bis Sig6) mit den Wellenformen, die durch die Zeitdiagramme der 10A bis 10F repräsentiert sind, werden in ihren verschiedenen Teilen erzeugt. Die Schaltung 140 wird in Antwort auf diese Signale auf folgende Weise gesteuert.
Nachstehend ist eine Steuerung, die mit Hilfe eines Kameragehäuse-Steuerungsmikrocomputers (Bucom) 150 gemäß der dritten Ausführungsform ausgeführt wird, insbesondere mit Bezug auf die Hauptroutine des in den Flussdiagrammen der 11C und 11D dargestellten Steuerprogramms beschrieben.
Wenn am Anfang der (nicht gezeigte) Versorgungs-SW der Kamera 1 eingeschaltet wird, startet der Betrieb des Bucom 150, und ein Prozess zum Starten des Kamerasystems wird in S0 ausgeführt. Die Versorgungsschaltung 153 wird gesteuert, um den einzelnen Schaltungseinheiten, die das Kamerasystem bilden, elektrische Energie zuzuführen, und die einzelnen Schaltungen werden initialisiert.
In S1 wird eine Subroutine "Resonanzpunkterfassungsoperation" aufgerufen und ausgeführt. In dieser Subroutine wird eine geeignete Antriebsfrequenz (Resonanzfrequenz) für ein wirksames Zum-Schwingen-Anregen des Staubentfernungsglases 21 erfasst. Diese Frequenzdaten werden in einer Speicherbereich mit einer gegebenen Adresse des Bucom 150 gespeichert.
In S2 wird eine Subroutine "Staubentfernungsoperation" aufgerufen und ausgeführt. Während dieser Subroutine kann der Anwender Staub entfernen, der sich unerwarteterweise an dem Staubentfernungsglas 21 angelagert hat, während die Kamera 1 nicht zum Fotografieren gebraucht wird, indem das Staubentfernungsglas 21 mit der in S1 erfassten Resonanzfrequenz zu Schwingungen angeregt und der an der Glasoberfläche des piezoelektrischen Elements 22 anhaftende Staub abgeschüttelt wird.
S3 ist ein Schritt, der periodisch ausgeführt wird, und ist ein Operationsschritt zur Erfassung des Zustandes des Objektivtubus 12 durch Operation zur Kommunikation zwischen dem Bucom 150 und dem Lucom 205. Wenn in S4 erfasst wird, dass der Objektivtubus an dem Kameragehäuse 11 angebracht ist, fährt das Programm mit S7 fort.
Wenn hingegen erfasst wird, dass der Objektivtubus 12 von dem Kameragehäuse 11 abgenommen ist, fährt das Programm von S5 nach S6 fort, woraufhin ein Steuerungsflag F_Lens rückgesetzt wird, und anschließend fährt das Programm mit S10 fort.
Wenn in S4 das Anbringen des Objektivtubus 12 an das Kameragehäuse 11 nicht erfasst wird, wird in S7 das Steuerflag F_Lens gesetzt. Dieses Flag repräsentiert "1" wäh rend einer Zeitspanne, in der der Objektivtubus 12 an das Kameragehäuse 11 angebracht ist, und repräsentiert "0" während einer Zeitspanne, in der der Objektivtubus 12 abgenommen ist.
Die Subroutine "Resonanzpunkterfassungsoperation" wird in der gleichen Weise wie in dem oben genannten S8 aufgerufen und ausgeführt, und die Subroutine "Staubentfernungsoperation" zum Entfernen von Staub von dem Staubentfernungsglas wird in der gleichen Weise wie oben gesagt in dem direkt nachfolgenden Schritt bzw. S9 aufgerufen und ausgeführt.
Normalerweise haftet, wie oben erwähnt, mit hoher Wahrscheinlichkeit während der Zeitspanne, in der der Objektivtubus 12 nicht an dem Kameragehäuse 11 angebracht ist, Staub an den Linsen, dem Staubentfernungsglas 21, etc. an. Es ist daher wünschenswert, dass die Staubentfernungsoperation ausgeführt wird, wenn das Anbringen des Objektivtubus 12 erfasst wird. Wenn die Objektive ausgetauscht werden, gelangt die Außenluft in die Kamera 1 und ändert die Temperatur in der Kamera, woraufhin sich auch die Resonanzfrequenz des Glases ändert. In S8 wird daher die oben genannte Subroutine "Resonanzpunkterfassungsoperation" ausgeführt, um eine neue Antriebsfrequenz (Resonanzfrequenz) einzustellen.
Dann, in dem direkt nachfolgenden Schritt bzw. S9, wird die Subroutine "Staubentfernungsoperation" mit der in S8 festgelegten Frequenz ausgeführt.
In S10 wird der Zustand des Kamerabedienungs-SW 152 erfasst. Wenn eine Änderung des Zustands eines (nicht gezeigten) CleanUp-SW als einem Element des Kamerabedienungs-SW 152 in dem nächsten Schritt bzw. S119 erfasst wird, fährt das Programm mit S12 fort.
Nachdem in S12 die Operation zur Erfassung des Resonanzpunktes ausgeführt ist, wird in S13 die Operation zur Entfernung von Staub von dem Staubentfernungsglas 21 ausgeführt. In diesem Fall wird in S13 die Operation zum Holen von CCD- (Bildaufnahmeelement) Pixeldefektinformationen in Verbindung mit der Operation von S12 ausgeführt. Diese Defektpixelinformationen werden in dem FlashRom 126 gespeichert und zur Korrektur von Bilddaten verwendet. Wenn jedoch Staub an dem Glas anhaftet, können die korrekten Defektinformationen nicht gewonnen werden.
Vor der Operation von S131 wird daher eine Reihe von Operationen von S12 und S13 in der gleichen Weise wie oben genannt ausgeführt.
In S14 wird bestimmt, ob ein (nicht gezeigter) 1. Auslöse-SW als Element des Kamerabedienungs-SW 152 betätigt wird oder nicht. Wenn der 1. Auslöse-SW eingeschaltet ist, fährt das Programm zu S15 fort. Wenn er ausgeschaltet ist, kehrt das Programm zu dem oben beschriebenen S3 zurück.
Wenn in S15 die Leuchtdichte- bzw. Helligkeitsinformationen über den Gegenstand von der fotometrischen Schaltung 21 gewonnen sind, werden eine Belichtungszeit (Tv-Wert) des Bildaufnahmeelements 27 und ein Aperturvoreinstellungswert (Av-Wert) des optischen Fotografiersystems 12a entsprechend diesen Leuchtdichte- bzw. Helligkeitsinformationen berechnet.
Wenn in S16 über die AF-Sensorantriebsschaltung 117 Erfassungsdaten über die AF-Sensoreinheit 116 gewonnen sind, wird eine Abweichung des Brennpunktes in Übereinstimmung mit diesen Erfassungsdaten berechnet.
Anschließend, in S17, wird der Zustand des Steuerflags F_Lens bestimmt. Wenn der Zustand "0" ist, so impliziert dies, dass der Objektivtubus 12 nicht vorhanden ist, so dass die Fotografieroperation im nächsten Schritt bzw. S18 und den nachfolgenden Schritten nicht ausgeführt werden kann. Daher kehrt in diesem Fall das Programm zu dem oben beschriebenen S3 zurück.
In S18 wird die Abweichung des Brennpunkts zum Lucom 205 übertragen, und der Antrieb des optischen Fotografiersystems 12a auf der Grundlage dieser Abweichung wird angewiesen.
In S19 wird bestimmt, ob ein (nicht gezeigter) 2. Auslöse-SW als ein Element des Kamerabedienungs-SW 152 betätigt wird. Wenn der 2. Auslöse-SW eingeschaltet ist, fährt das Programm zu dem nächsten Schritt bzw. S19 fort, woraufhin eine vorbestimmte Fotografieroperation ausgeführt wird. Wenn er ausgeschaltet ist, kehrt das Programm zu dem oben beschriebenen S3 zurück.
In S19 wird die "Staubentfernungsoperations"-Routine ausgeführt, um vor der Fotografieroperation Staub zu entfernen. Um jedoch eine Zeitverzögerung zu vermeiden, die der Ausführung dieser Staubentfernungsoperation zuzuschreiben ist, wird in diesem Fall die "Resonanzpunkterfassungsoperations"-Routine nicht ausgeführt.
Zur sicheren Staubentfernung ist es wünschenswert, dass die Operationen auf der Grundlage dieser zwei Routinen gemeinsam ausgeführt werden. Wenn jedoch keine Möglichkeit einer Änderung der Resonanzfrequenz besteht, kann die "Resonanzpunkterfassungsoperations"-Routine natürlich weggelassen werden. Dies gilt jedoch nicht in Fällen zum Starten des Kamerasystems, zum Objektivwechsel und der CCD (Bildaufnahmeelement)-Pixeldefekterfassungsoperation.
In S20 wird zuerst der Av-Wert zum Lucom 205 übertragen, und der Antrieb der Blende 203 wird angewiesen. In S21 wird der Reflektor (Schnellrückschwingspiegel) 13b in seine obere Position bewegt.
Nachdem in S22 ein Ablauf der vorderen Lamellen des Verschlusses 14 gestartet ist, wird im nächsten Schritt bzw. S23 das Bildverarbeitungssteuergerät 128 angewiesen, die Fotografieroperation auszuführen. Wenn die Belichtung des Bildaufnahmeelements 27 für die durch den Tv-Wert repräsentierte Zeit beendet ist, wird in dem nächsten Schritt bzw. S24 ein Ablauf der hinteren Blenden des Verschlusses 14 gestartet. Anschließend wird in S25 der Reflektor 13b in seine untere Position bewegt, und parallel dazu wird der Verschluss 14 gespannt.
In S26 wird der Lucom 205 angewiesen, die offene Position der Blende 203 wieder herzustellen. Im nächsten Schritt bzw. S27 wird das Bildverarbeitungssteuergerät 128 angewiesen, die aufgenommenen Bilddaten in dem Speichermedium 127 zu speichern. Wenn das Speichern der Bilddaten abgeschlossen ist, kehrt das Programm zu dem oben beschriebenen S3 zurück.
Die Einzelheiten der Subroutine "Staubentfernungsoperation" ist als ein Merkmal der dritten Ausführungsform mit Bezug auf das Flussdiagramm von 12C beschrieben. In dieser Subroutine wird das piezoelektrische Element 22 antreibend gesteuert, so dass das Staubentfernungsglas 21 in Resonanz versetzt wird.
Zuerst wird in S200 bestimmt, ob ein Operationsunterdrückungsflag im EEPROM 129 gesetzt ist, wie es unten er wähnt ist. Dieses Operationsunterdrückungsflag wird gesetzt, wenn kein echter Resonanzpunkt erfasst wird, das heißt, wenn geschlossen wird, dass in dem Staubentfernungsmechanismus, in der oben genannten "Resonanzpunkterfassungsoperation" von S1 von 11C eine Anomalie aufgetreten ist (was unten ausführlich beschrieben ist). Wenn dieses Operationsunterdrückungsflag gesetzt ist, wird keine Staubentfernungsoperation ausgeführt, und das Programm kehrt zu der Überwachungsroutine zurück.
Wenn hingegen das Operationsunterdrückungsflag nicht gesetzt ist, wird in S201 eine vorbereitende Operation für den Antrieb des piezoelektrischen Elements 22 ausgeführt. Dies ist eine Operation, derart, dass der E/A-Anschluss P_PwCont so gesteuert wird, dass der Transistor Q00 durchgeschaltet wird und die Aussendung von Impulssignalen von dem Taktgeber 55 gestartet wird.
In S202 wird ein Voreinstellungswert (N), der mit der Resonanzfrequenz des Staubentfernungsglases 21 in Beziehung steht und der in der oben genannten "Resonanzpunkterfassungsoperation" von S1 in 11C erfasst wird, ausgelesen. Wenn dieser gelesene Wert in dem N-ären Zähler 41 gesetzt ist, treibt die Staubentfernungsglas-Antriebsschaltung 140 das Staubentfernungsglas 21 mit dieser Resonanzfrequenz an.
In S203 werden Daten, die 100 ms entsprechen, in dem Zeitgeber 1 gesetzt, woraufhin eine Zähloperation gestartet wird.
In S204 wird die Beendigung der Zähloperation des Zeitgebers 1 abgewartet. Anschließend wird in S205 eine Verarbeitung zum Stoppen der Antriebsoperation ausgeführt, woraufhin der Transistor Q00 gesperrt wird, um die Operation des Taktgenerators 55 zu stoppen. Anschließend kehrt das Programm zur Hauptroutine zurück.
Die Einzelheiten der Subroutine "Resonanzpunkterfassungsoperation" gemäß der Ausführungsform ist nachfolgend mit Bezug auf das Flussdiagramm von 13B beschrieben.
Wie allgemein bekannt ist, verändert sich die Resonanzfrequenz des Staubentfernungsglases 21 in Abhängigkeit von der Form, dem Material, dem Halteverfahren und der Schwingungsmode (Schwingungsform) der Glasplatte. wenn Staubentfernungsgläser als Schutzgläser in Massenproduktion hergestellt werden, verändert sich ferner die Resonanzfrequenz aufgrund einer Streuung der Fertigungsgenauigkeit. Somit kann die Streuung durch Messung der Resonanzfrequenz jedes einzelnen Staubentfernungsglases 21 und geeignete Einstellung der Frequenz des Oszillators, der während der Operation dem piezoelektrischen Element 22 eine Spannung zuführt, beseitigt werden.
In dieser Subroutine "Resonanzpunkterfassungsoperation" wird eine Operation zur Erfassung der Resonanzfrequenz (Resonanzpunkt) für die Staubentfernungsoperation ausgeführt. In dieser Subroutine kann ferner in dem Staubentfernungsmechanismus, der das Staubentfernungsglas 21 enthält, eine Anomalie erfasst werden.
Erstens wird in S101 die Antriebsfrequenz des piezoelektrischen Elements 22 allmählich verändert, das heißt, der in dem N-ären Zähler 41 gesetzte Voreinstellungswert wird für jeden gegebenen Zeitpunkt von einem minimalen Wert 493 auf einen maximalen Wert 507 geändert, die in 26 als das Überwachungssignal (Sig6 in dem Zeitdiagramm von 10F) tabularisiert sind, wobei jede einzelne Antriebsfrequenz mit Hilfe des A/D-Wandlers 60 er fasst wird. Die resultierenden Daten werden in bestimmter Reihenfolge in vorbestimmte Speicherbereiche geladen.
Zur Einfachheit wird in diesem Fall eine Antriebsfrequenz von 40, 57 Hz, die dem minimalen Voreinstellungswert 493 entspricht und in 26 tabularisiert ist, "F1" genannt, und eine Antriebsfrequenz von 39, 45 Hz, die dem maximalen Voreinstellungswert 507 entspricht, wird "F2" genannt.
In S102 wird ein maximaler Wert der in den vorbestimmten Speicherbereichen gespeicherten Überwachungssignaldaten erfasst.
Allgemein sollte das Überwachungssignal seinen Peak in der Umgebung der Resonanzfrequenz des Staubentfernungsglases 21 haben, wenn der Staubentfernungsmechanismus keine Probleme (wie etwa Anomalie oder Schwierigkeiten) bereitet. Wenn jedoch seitens des Staubentfernungsmechanismus eine Anomalie vorliegt, kann in machen Fällen kein Peak herausgefunden werden, wenn die Antriebsfrequenz allmählich von F1 nach F2 verschoben wird. Diese Fälle umfassen den Fall eines in 22 gezeigten monoton zunehmenden Musters und den Fall eines in 23 gezeigten monoton abnehmenden Musters. Diese Zeichnungen sind Schaubilder mit Abszissen- und Ordinatenachsen, die zum Beispiel die Antriebsfrequenz bzw. den Überwachungsausgangssignalpegel aufweisen.
Somit kann, wenn eine allgemeine Tendenz in Richtung einer monotonen Zunahme oder Abnahme besteht, wenn die jeweiligen Überwachungsausgangssignalpegel der einzelnen Antriebsfrequenzen wie oben beschrieben in dem oben genannten S102 verglichen werden, geschlossen werden, dass bei dem Staubentfernungsmechanismus eine Anomalie vorliegt.
In S103 wird erfasst, ob der Überwachungsausgangssignalpegel monoton zunimmt oder nicht. Wenn eine monotone Zunahme erfasst wird, fährt das Programm zu einer Anomaliezustandsverarbeitung von S109 und seinen nachfolgenden Schritten fort.
In S104 wird ferner erfasst, ob der Überwachungsausgangssignalpegel monoton abnimmt oder nicht. Wenn eine monotone Abnahme erfasst wird, fährt das Programm in der gleichen Weise wie oben beschrieben zu der Anomaliezustandsverarbeitung von S109 und seinen folgenden Schritten fort. Wenn der Überwachungsausgangssignalpegel weder monoton zu- noch abnimmt, das heißt, wenn ein Peak (Resonanzpunkt) des Überwachungsausgangssignals in der Mitte zwischen den oben genannte Frequenzen F1 und F2 liegt, fährt das Programm mit S105 fort, woraufhin der Überwachungssignalpegel bestimmt ist.
Wenn dieser Überwachungsausgangssignalpegel nicht innerhalb eines gegebenen Bereichs liegt, kann der Staubentfernungsmechanismus als anomal betrachtet werden.
24 zeigt ein Schaubild, das Fälle darstellt, in denen geschlossen werden kann, dass der Staubentfernungsmechanismus anomal ist, wenn der Überwachungsausgangssignalpegel in der Kamera mit Staubentfernungsfunktion gemäß der Ausführungsform nicht innerhalb eines gegebenen Bereichs liegt.
In 24 liegen die jeweiligen maximalen Werte (Peakwerte) der Kurven a und c von den drei Kurven a, b und c, die als Beispiel gegeben sind, nicht innerhalb des Bereichs von Mmin bis Mmax, so dass geschlossen werden kann, dass eine Anomalie in dem Staubentfernungsmechanismus vorliegt. Wenn daher in S105 geschlossen wird, dass der maximale Wert des Überwachungssignalausgangs kleiner als Mmin ist, fährt das Programm zu der Anomaliezustandsverarbeitung von S109 und seiner nachfolgenden Schritte fort.
Wenn daher in S106 geschlossen wird, dass der maximale Wert des Überwachungssignalausgangs größer als Mmax ist, fährt das Programm der gleichen Weise wie oben beschrieben ebenfalls mit der Anomaliezustandsverarbeitung von S109 und seinen nachfolgenden Schritten in fort.
Wenn in S105 und S106 geschlossen wird, dass der Überwachungssignalpegel innerhalb des gegebenen Bereichs liegt, fährt das Programm mit S107 fort, woraufhin die Antriebsfrequenz für den Maximalwert des Überwachungsausgangssignals auf eine Resonanzfrequenz F eingestellt wird.
Wenn der maximale Wert zwischen den Antriebsfrequenzen F1 und F2, wenn einer vorliegt, beträchtlich von einem Sollwert abweicht, liegt seitens des Staubentfernungsmechanismus eine Anomalie vor, so dass manchmal eine korrekte Vibration nicht ausgeführt werden kann. Um diese Situation zu verhindern, wird in S108 die Resonanzfrequenz F weiter überprüft.
25 zeigt ein Schaubild, das ein Beispiel darstellt, das die Grundlage der Überprüfung zur Verhinderung der Situation bildet, in der eine korrekte Schwingung aufgrund einer Anomalie des Staubentfernungsmechanismus in der Kamera mit Staubentfernungsfunktion nicht ausgeführt werden kann. Von zwei Kurven e und f, die in 25 gezeigt sind, repräsentiert zum Beispiel die Kurve e eine normale Charakteristik, während die Kurve f eine Peakposition aufweist, die extrem in Richtung F1 ver schoben ist, was eine Anomalie seitens des Staubentfernungsmechanismus nahelegt.
In dem oben beschriebenen S108 wird daher geschlossen, dass der Staubentfernungsmechanismus anomal ist, wenn die Peakpositionsfrequenz (Resonanzfrequenz) nicht innerhalb eines gegebenen Bereichs (Fref1 bis Fref2) liegt, woraufhin das Programm mit der Anomaliezustandsverarbeitung von S109 und seinen nachfolgenden Schritten fortfährt.
Der oben genannte Entscheidungsbereich Mmin bis Mmax für das Überwachungsausgangssignal und der Entscheidungsbereich Fref1 bis Fref2 für die Resonanzfrequenz beinhalten Werte, die zum Zeitpunkt der Entwicklung berechnet werden, und zwar in Abhängigkeit von der Form, dem Material, dem Halte- bzw. Stützverfahren, der Schwingungsform, etc. des Staubentfernungsglases 21.
Wenn keine Anomalie gefunden wird, wird die Resonanzfrequenz F eingestellt, und die Hauptroutine wird wieder hergestellt. Wenn jedoch irgend etwas Anomales gefunden wird, wird in S109 mit Hilfe eines (nicht gezeigten) Ton- bzw. Klangelements, einer LED, etc. ein Fehler angezeigt, um eine Warnung an den Anwender zu richten.
Anschließend, in S110, wird das Operationsunterdrükkungsflag in den EEPROM 129 geschrieben und gesetzt, um eine Staubentfernungsoperation zu verhindern, woraufhin das Programm zur Hauptroutine zurückkehrt.
wenn das Operationsunterdrückungsflag in den EEPROM 129 geschrieben ist, wird keine Staubentfernungsoperation ausgeführt, außer es werden später in einem Service-Center oder dergleichen Reparaturen ausgeführt.
Somit kann gemäß der Ausführungsform eine Anomalie insbesondere des Staubentfernungsmechanismus leicht erfasst werden, indem die oben genannte Steuerung in der Kamera oder einer weiteren optischen Vorrichtung, die den Staubentfernungsmechanismus aufweist, in dem Staub oder dergleichen, der an dem Staubentfernungsglas auf der Vorderseite des Bildaufnahmeelements anhaftet, durch Schwingung des Staubentfernungsglases abgeschüttelt werden kann, ausgeführt wird.
Folglich können herkömmliche Unfälle derart, dass der Staubentfernungsmechanismus unerwarteterweise in einem anomalen Zustand angetrieben wird und daher die Kamera selbst sowie der Staubentfernungsmechanismus unvermeidlich kaputt gehen, verhindert werden.
(Weiter Modifikationen)
Die vorliegende Erfindung ist auf weitere optische Vorrichtungen als die dargestellte Digitalkamera anwendbar. Insbesondere kann derselbe Effekt der vorliegenden Erfindung von jeden anderen optischen Vorrichtungen als Kameras erwartet werden, die mit einem Bildaufnahmeelement, einem piezoelektrischen Element, etc. ausgestattet sind, indem diese Elemente in geeigneter Weise genutzt werden.
(Effekt der Erfindung)
Gemäß den optischen Vorrichtungen mit Staubentfernungsfunktion der vorliegenden Erfindung wie sie in Verbindung mit den Ausführungsformen und Beispielen und ihren Modifikationen hierin beschrieben sind, kann eine optische Vorrichtung mit Staubentfernungsfunktion bereitgestellt werden, die ein System umfasst, so dass das Staubentfernungsglas, dessen Resonanzfrequenz in einer Position nicht bestimmt werden kann, wirksam angetrieben werden. Ferner kann eine optische Vorrichtung mit Staubent fernungsfunktion bereitgestellt werden, in der Schwierigkeiten in ihre Staubentfernungsfunktion leicht erfasst werden.

Claims

Optische Vorrichtung mit Staubentfernungsfunktion, die ein Bildaufnahmemittel (27), das ein fotoelektrisches Umwandlungselement (27) umfasst, das so konfiguriert ist, dass es ein optisches Bild eines Objekts in eine elektrische Information umwandelt, ein optisches Bildaufnahmesystem (12a), das so konfiguriert ist, dass es das optische Bild des Objekts auf eine Lichtempfangsoberfläche des fotoelektrischen Umwandlungselements (27) fokussiert, und ein Staubentfernungsglas (27), das zwischen dem fotoelektrischen Umwandlungselement (27) und dem optischen Bildaufnahmesystem (12a) angeordnet ist, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner umfasst: – ein piezoelektrisches Element (22), das fest verbunden auf einem Teil des Staubentfernungsglases (21) angeordnet ist ; – eine Steuerschaltung (140, 150), die. dazu geeignet ist, Vibrationswellen in dem Staubentfernungsglas (21) durch in Vibration Versetzen des piezoelektrischen Elements (22) zu erzeugen; und – eine Überwachungsschaltung (61), die dazu geeignet ist, einen Vibrationszustand des Staubentfernungsglases (21) zu überwachen und Überwachungssignale an die Steuerschaltung (140, 150) auszugeben; – wobei die Steuerschaltung (140, 150) die Überwachungssignale bewertet, während sie ein Ansteuersignal zum Ansteuern des piezoelektrischen Elements (22) modifiziert, wodurch bestimmt wird, ob das Staubentfernungsglas (21) normal vibriert hat oder nicht.
Optische Vorrichtung mit Staubentfernungsfunktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (140, 150) schlussfolgert, dass die Vibration anomal ist, wenn die Überwachungssignale von der Überwachungsschaltung (61) monoton zunehmen oder monoton abnehmen.
Optische Vorrichtung mit Staubentfernungsfunktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (140, 150) einen Höchstwert unter den Überwachungssignalen von der Überwachungsschaltung (61) erfasst und einen anomalen Zustand in Abhängigkeit davon erfasst, ob der Höchstwert innerhalb eines gegebenen Bereichs liegt oder nicht.
Optische Vorrichtung mit Staubentfernungsfunktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (140, 150) einen Höchstwert unter den Überwachungssignalen von der Überwachungsschaltung (61) erfasst und einen anomalen Zustand in Abhängigkeit davon erfasst, ob die Frequenz des Ansteuersignals für die Ausgabe des Höchstwertes innerhalb eines gegebenen Bereichs ist.
Optische Vorrichtung mit Staubentfernungsfunktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (140, 150) eine Speicherschaltung zum Speichern der Überwachungssignale nacheinander umfasst.