JP2006217536A - 防塵機能付き光学装置及び電子撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変動要因に起因して共振周波数を一箇所に特定できない防塵ガラスを共振周波数による振動モードで簡単かつ効率よく駆動できるようにする。
【解決手段】複数種類の周波数を切り替えながら圧電素子を駆動し、防塵ガラスが共振状態となる共振周波数を含む所定の周波数範囲を走査する第１の駆動モードによる塵除去動作１（ステップＳ００９，Ｓ０１２）と、共振周波数を含み第１の駆動モードよりも狭い周波数範囲を走査する第２の駆動モードによる塵除去動作２（ステップＳ０２０）とを実行させることで、共振周波数による振動モードを確保して防塵ガラスを効果的に振動させる。また、撮影前のミラーアップ動作中（ステップＳ０２１）のタイミングで毎回塵除去動作２（ステップＳ０２０）を短時間行うので、当該塵除去動作２により撮影に移行するタイムラグが発生せず、かつ、消費電力を抑えることができるようにした。
【選択図】 図４

Description

本発明は、カメラシステムなどの電子撮像装置の内部に付着した塵を除去可能な防塵機能付き光学装置及び電子撮像装置に関するものである。

近年、光学装置の防塵機能に関する技術の一例として、撮像素子を保護する保護ガラスを振動させることで、そのガラスに付着した塵を払い落とすという技術が提案されている。例えば、特許文献１によれば、ガラス板を振動させる手段として圧電素子が用いられている。この圧電素子は、印加される電圧に反応して伸縮することでガラス板を所定の１つの周期で加振する。

また、特許文献２は、ガラス板の振動状態を検出することでガラス板の共振周波数を決定し、決定された共振周波数で圧電素子を駆動することを開示している。

さらに、特許文献３は、カメラにおいてガラス板を振動させて塵を払い落とす動作を、撮影動作を含むミラーアップ状態期間中に継続して実行することを開示している。

特開２００２−２０４３７９号公報 特開２００３−３３３３９５号公報 特開２００４−２３１５９号公報

しかしながら、特許文献１のように圧電素子によりガラス板を振動させる方式において、圧電素子そのものの変位量は僅かである。一般的に、確実に塵を払い落とすためには、ガラス板の振動の振幅が可能な限り大きいことが望ましい。ここで、ガラス板の振動の振幅を大きくするには、そのガラス板自体が持つ固有の共振周波数で加振することが必要である。こうしないと圧電素子のそのものの変位量でガラス板が振動するだけになり、それでは効率よく塵を払い落とせないからである。

通常、共振周波数は、ガラス板の形状、材質、支持方法、及び振動モードによって異なる。また、保護ガラスとして量産すれば、加工精度のバラツキによって共振周波数もバラツクことになる。ここで、個々の保護ガラスの共振周波数を測定して圧電素子へ電圧を印加する発振器の周波数を運用時に適宜調整すれば、そのバラツキを相殺することは可能である。しかし、このような相殺方法を適用したとしても、経時変化、温度変化によってその保護ガラスの共振周波数がドリフトすれば、そのバラツキに対応できなくなる。つまり、発振器の周波数を確実に調整しても、確実にその保護ガラスの共振周波数で駆動できる訳ではない。

そこで、保護ガラスとして用いるガラス板の共振周波数に影響する該ガラス板の形状や材質の弾性係数等のバラツキを、保護ガラス製作工程時又はカメラ運用時に調整しなくとも、簡単かつ効率的に塵の除去を可能とする方式が求められる。

この点、特許文献２のものは、ガラス板の振動状態を検出することでガラス板の共振周波数を決定し、決定された共振周波数で圧電素子を駆動するので、共振周波数を一箇所に特定できない保護ガラスの個々のバラツキに起因する固有共振周波数に対する特別な調整を行う必要がなくなり、塵の除去のために効率よく駆動することができる。ところが、特許文献２のものは、毎回、共振周波数の検出、決定処理を行ってから、塵除去動作を行う必要があり、処理時間が長くなり、バッテリ消耗等の点で不利である。

また、特許文献３のものは、撮影動作を含むミラーアップ状態期間中に圧電素子の振動動作を継続して実行させるため、消費電力が増大し、短時間でバッテリが消耗してしまうという問題がある。

さらには、特許文献１〜３のものは、ミラーアップ状態期間中の塵除去動作に関しては、設定された周波数で圧電素子を駆動させることを前提としている。例えば、特許文献２のものは、撮影動作に先立つタイミングでの塵除去動作に際しては、共振周波数の変化がないものとして、タイムラグの発生を避けるために共振点検出動作を行わずに実行させるようにしている。特許文献３のものも撮影タイミングのずれを考慮して同様にしている。しかしながら、ガラスの共振周波数は予期しない要因で変動してしまう場合があり、決定された共振周波数で駆動させても所望の振動モードによる共振が得られない場合があり、塵除去効果が不十分となってしまう場合が生ずる。かといって、共振周波数の検出動作等を含めると、タイムラグが生じてしまう可能性が大きい。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、変動要因に起因して共振周波数を一箇所に特定できない光学素子を、共振周波数による振動モードで簡単かつ効率よく駆動することができる防塵機能付き光学装置及び電子撮像装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に係る防塵機能付き光学装置は、被写体の光学像を結像する撮像光学系と、前記光学像を電気信号に変換する光電変換素子と、前記光電変換素子と前記撮像光学系との間に配される光学素子と、前記光学素子の共振周波数を含む所定の周波数範囲を走査して前記光学素子を複数種類の周波数で振動させる加振手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る防塵機能付き光学装置は、被写体の光学像を結像する撮像光学系と、前記光学像を電気信号に変換する光電変換素子と、前記光電変換素子と前記撮像光学系との間に配される光学素子と、前記光学素子の共振周波数を含む所定の周波数範囲を走査して前記光学素子を複数種類の周波数で振動させる加振手段と、前記加振手段の走査する周波数範囲の幅を変更する周波数走査範囲変更手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項３に係る防塵機能付き光学装置は、被写体の光学像を結像する撮像光学系と、前記光学像を電気信号に変換する光電変換素子と、前記光電変換素子と前記撮像光学系との間に配される光学素子と、前記光学素子を振動させるための圧電素子と、複数種類の周波数を切り替えながら前記圧電素子を駆動し、前記光学素子が共振状態となる共振周波数を含む所定の周波数範囲を走査する第１の駆動モードと、前記共振周波数を含み前記第１の駆動モードよりも狭い周波数範囲を走査する第２の駆動モードと、を有する駆動手段とを備えたことを特徴とする。

請求項４に係る防塵機能付き光学装置は、請求項３に係る防塵機能付き光学装置において複数種類の周波数データをデータテーブルとして記憶する不揮発性記憶手段をさらに含み、前記駆動手段は、前記データテーブルを参照して、前記第１，第２の駆動モードで走査するそれぞれの周波数範囲を決定するように制御されることを特徴とする。

請求項５に係る防塵機能付き光学装置は、請求項３又は４に記載の防塵機能付き光学装置において、前記駆動手段は、前記光学素子を異なる振動モードで振動させる複数の共振周波数を用いるように制御されることを特徴とする。

請求項６に係る電子撮像装置は、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段を有する電子撮像装置において、前記撮像手段の前面に配される光学素子と、前記光学素子を振動させるための加振手段と、複数種類の周波数を切り替えながら前記加振手段を駆動し、前記光学素子が共振状態となる共振周波数を含む所定の周波数範囲を走査する第１の駆動モードと、前記共振周波数を含み前記第１の駆動モードよりも狭い周波数範囲を走査する第２の駆動モードと、を有する駆動手段と、撮像動作中以外の所定のタイミング並びに撮像動作の開始に先立つタイミングで前記加振手段への駆動制御信号を供給するように制御するとともに、撮像動作の開始に先立つタイミングでは前記駆動手段を前記第２の駆動モードで駆動し、それ以外のタイミングでは前記駆動手段を前記第１の駆動モードで駆動するように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項７に係る電子撮像装置は、請求項６に係る電子撮像装置において、撮像動作の開始に先立つタイミングは、前記撮像手段の撮影光路中に設けられた可動ミラーの退避動作実行中である、ことを特徴とする。

本発明に係る防塵機能付き光学装置は、変動要因に起因して共振周波数を一箇所に特定できない保護ガラスなどの光学素子を、該光学素子の共振周波数を含む所定の周波数範囲を走査して複数種類の周波数で振動させるので、光学素子の振動モードとして共振周波数による振動モードを確実に確保することができ、よって、光学素子を簡単かつ効率よく駆動することができるという効果を奏する。また、本発明に係る防塵機能付き光学装置及び電子撮像装置は、撮影動作に先立つタイミングで走査周波数の範囲を狭くした第２の駆動モードによる防塵動作を毎回行うので、該防塵動作によるタイムラグの増加や消費電力の増大を伴わずに防塵動作を行うことができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る好適な実施の形態について詳述する。本実施の形態は、防塵機能付き光学装置ないしは電子撮像装置として撮像素子を有するカメラシステムへの適用例を示す。

図１は、本実施の形態のカメラシステムの構成を示すブロック構成図である。このカメラシステムは、交換レンズとしてのレンズユニット１０と、カメラ本体としてのボディユニット１００から主に構成されており、ボディユニット１００の前面に対して、所望のレンズユニット１０が着脱自在に取付けられている。

レンズユニット１０の制御はレンズ制御用マイクロコンピュータ（以下、“Ｌｕｃｏｍ”と称する）５が行う。ボディユニット１００の制御はボディ制御用マイクロコンピュータ（以下、“Ｂｕｃｏｍ”と称する）５０が行う。なお、これらのＬｕｃｏｍ５とＢｕｃｏｍ５０とは、合体時において通信コネクタ６を介して通信可能に電気的接続がなされる。カメラシステムとしては、Ｌｕｃｏｍ５がＢｕｃｏｍ５０に従属的に協働しながら稼動するようになっている。

レンズユニット１０内には撮影レンズ１と絞り３が設けられている。撮影レンズ１はレンズ駆動機構２内にある図示しないＤＣモータによって駆動される。絞り３は絞り駆動機構４内にある図示しないステッピングモータによって駆動される。Ｌｕｃｏｍ５はＢｕｃｏｍ５０の指令に従ってこれらの各モータを制御する。

ボディユニット１００内には次の構成部材が図示のように配設されている。例えば、光学系としての一眼レフ方式の構成部材（可動ミラーとしてのクイックリターンミラー１１、ペンタプリズム１２、接眼レンズ１３、サブミラー１４）と、光軸上のフォーカルプレーン式のシャッタ１５と、サブミラー１４からの反射光束を受けて自動測距するためのＡＦセンサユニット１６が設けられている。また、ＡＦセンサユニット１６を駆動制御するＡＦセンサ駆動回路１７と、クイックリターンミラー１１を駆動制御するミラー駆動機構１８と、シャッタ１５の先幕と後幕を駆動するばねをチャージするシャッタチャージ機構１９と、これらの先幕と後幕との動きを制御するシャッタ制御回路２０と、ペンタプリズム１２からの光束に基づき測光処理する測光回路２１が設けられている。

光軸上には、前述の光学系を通過した被写体像を光電変換するためのＣＣＤユニット２２が光電変換素子として設けられ、このＣＣＤユニット２２と撮影レンズ１との間に配された光学素子としての防塵ガラス３０によって保護されている。この防塵ガラス３０を所定の周波数で振動させる加振手段の一部として例えば圧電素子３１がその防塵ガラス３０の周縁部に取り付けられている。

また、圧電素子３１は２つの電極（詳細は後述）を有しており、この圧電素子３１が加振手段の一部としての防塵ガラス駆動回路４０によって防塵ガラス３０を振動させ、そのガラス表面に付着していた塵を除去できるように構成されている。よって、このカメラシステムはいわゆる「防塵機能付きカメラ」に属する基本構造をもつ電子カメラ（電子撮像装置）である。なお、ＣＣＤユニット２２の周辺の温度を測定するために、防塵ガラス３０の近傍には、温度測定回路３３が設けられている。

このカメラシステムには、ＣＣＤユニット２２に接続したＣＣＤインターフェイス回路２３、液晶モニタ２４、記憶領域として設けられたＳＤＲＡＭ２５、ＦｌａｓｈＲＯＭ２６及び記録メディア２７などを利用して画像処理する画像処理コントローラ２８が設けられ、電子撮像機能と共に電子記録表示機能を提供できるように構成されている。その他の記憶領域としては、カメラ制御に必要な所定の制御パラメータを記憶する不揮発性記憶手段として例えばＥＥＰＲＯＭからなる不揮発性メモリ２９が、Ｂｕｃｏｍ５０からアクセス可能に設けられている。

また、Ｂｕｃｏｍ５０には、当該カメラの動作状態を表示出力によってユーザへ告知するための動作表示用ＬＣＤ５１と、カメラ操作ＳＷ５２とが設けられている。カメラ操作ＳＷ５２は、例えばレリーズＳＷ、モード変更ＳＷ及びパワーＳＷなどの、当該カメラを操作するために必要な操作釦を含むスイッチ群である。通信インターフェイス回路５３は、当該カメラシステムを図示しない外部のＰＣ（パーソナルコンピュータ）に接続した場合にデータ通信を行うために使用される。この通信インターフェイス回路５３としては、例えばＵＳＢのデバイスコントローラが用いられる。さらに、電源としての電池５４と、この電源の電圧を、当該カメラシステムを構成する各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給する電源回路５５が設けられている。

上述したように構成されたカメラシステムでは、各部が次のように稼動する。画像処理コントローラ２８は、Ｂｕｃｏｍ５０の指令に従ってＣＣＤインターフェイス回路２３を制御してＣＣＤユニット２２から画像データを取り込む。この画像データは画像処理コントローラ２８でビデオ信号に変換され、液晶モニタ２４にて出力表示される。ユーザはこの液晶モニタ２４の表示画像から、撮影した画像イメージを確認できる。ＳＤＲＡＭ２５は画像データの一時的保管用メモリであり、画像データが変換されるときのワークエリアなどに使用される。また、この画像データはＪＰＥＧデータに変換された後には記録メディア２７に保管されるように設定されている。

ＣＣＤユニット２２は、透明な防塵ガラス３０によって保護されている。この防塵ガラス３０の周縁部にはそのガラス面を加振するための圧電素子３１が配置されている。この圧電素子３１は、後で詳しく説明するように、このための駆動手段としても働く防塵ガラス駆動回路４０によって駆動される。ＣＣＤユニット２２及び圧電素子３１は、防塵ガラス３０を一面とし、かつ、破線で示すような枠体によって囲まれたケース内に一体的に収納されることが、防塵のためにはより好ましい。

ところで、通常、温度はガラス製の物材の弾性係数に影響し、その固有振動数を変化させる要因の一つであるため、運用時にその温度を計測してその固有振動数の変化を考慮しなければならない。稼動中に温度上昇が激しいＣＣＤユニット２２の前面を保護するため設けられた防塵ガラス３０の温度変化を測定してその時の固有振動数を予想するほうがよい。そこで、温度測定回路３３に接続された不図示のセンサが、ＣＣＤユニット２２の周辺温度を測定するため設けられている。なお、そのセンサの温度測定ポイントは、防塵ガラス３０の振動面の極近傍に設定されるのが好ましい。

また、ミラー駆動機構１８は、クイックリターンミラー１１をＵＰ位置とＤＯＷＮ位置へ駆動するための機構であり、このクイックリターンミラー１１がＤＯＷＮ位置にある時、撮影レンズ１からの光束はＡＦセンサユニット１６側とペンタプリズム１２側へと分割されて導かれる。ＡＦセンサユニット１６内のＡＦセンサからの出力は、ＡＦセンサ駆動回路１７を介してＢｕｃｏｍ５０へ送信されて周知の測距処理が行われる。

さらに、ペンタプリズム１２に隣接する接眼レンズ１３からはユーザが被写体を目視できる一方、このペンタプリズム１２を通過した光束の一部は測光回路２１内の不図示のフォトセンサへ導かれ、ここで検知された光量に基づき周知の測光処理が行われる。

次に、図２に示す防塵ガラス駆動回路４０の回路図と、図３に示すタイムチャートを参照して、本実施の形態における防塵機能付きカメラの防塵ガラス３０の駆動及びその動作制御について説明する。ここに例示した防塵ガラス駆動回路４０は、図２に示すような回路構成を有し、その各部において、図３のタイムチャートで表わす波形信号（Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ６）が生成され、それらの信号に基づいて次のように制御される。

まず、防塵ガラス駆動回路４０は、図２に例示するように、Ｎ進カウンタ４１、１／２分周回路４２、インバータ４３、複数のＭＯＳトランジスタ(Ｑ００，Ｑ０１，Ｑ０２)４４ａ，４４ｂ，４４ｃ、トランス４５、抵抗(Ｒ００)４６、Ａ／Ｄコンバータ６０、圧電素子３１の第１の電極Ａとこれに並ぶ第２の電極Ｂ６１、ダイオード(Ｄ００)６２、抵抗(Ｒ０１，Ｒ０２)６３，６４、及びコンデンサ(Ｃ００)６５から構成されている。

トランス４５の１次側に接続されたトランジスタ(Ｑ０１)４４ｂ及びトランジスタ(Ｑ０２)４４ｃのＯＮ／ＯＦＦ切替え動作によって、そのトランス４５の２次側に所定周期の信号(Ｓｉｇ４)が発生するように構成されており、この所定周期の信号に基づき２つの電極Ａ，Ｂを有した圧電素子３１を種々に駆動させながら、効率的な共振周波数を探し出して防塵ガラス３０を効果的に共振振動させるようになっている（詳細は後述）。

Ｂｕｃｏｍ５０は、制御ポートとして設けられた２つのＩＯポートＰ＿ＰｗＣｏｎｔ及びＩＯポートＤ＿ＮＣｎｔと、このＢｕｃｏｍ５０内部に存在するクロックジェネレータ５６を介して防塵ガラス駆動回路４０を次のように制御する。クロックジェネレータ５６は、圧電素子３１へ印加する信号周波数より充分に速い周波数でパルス信号（基本クロック信号）をＮ進カウンタ４１へ出力する。この出力信号が図３のタイムチャートが表わす波形の信号Ｓｉｇ１である。そして、この基本クロック信号はＮ進カウンタ４１へ入力される。

Ｎ進カウンタ４１は、当該パルス信号をカウントし所定の値“Ｎ”に達する毎にカウント終了パルス信号を出力する。すなわち、基本クロック信号を１／Ｎに分周する。この出力信号が図３中のタイムチャートが表わす波形の信号Ｓｉｇ２である。この分周されたパルス信号はＨｉｇｈとＬｏｗのデューティ比が１：１ではない。そこで、１／２分周回路４２を通してデューティ比を１：１へ変換する。この変換されたパルス信号は図３のタイムチャートが表わす波形の信号Ｓｉｇ３に対応する。

この変換されたパルス信号のＨｉｇｈ状態において、この信号が入力されたＭＯＳトランジスタ(Ｑ０１)４４ｂがＯＮする。一方、トランジスタ(Ｑ０２)４４ｃへはインバータ４３を経由してこのパルス信号が印加される。したがって、パルス信号のＬｏｗ状態において、この信号が入力されたトランジスタ(Ｑ０２)４４ｃがＯＮする。トランス４５の１次側に接続されたトランジスタ(Ｑ０１)４４ｂとトランジスタ(Ｑ０２)４４ｃが交互にＯＮすると、２次側には図３の信号Ｓｉｇ４の如き周期の信号が発生する。

ここで、トランス４５の巻線比は、電源回路５５のユニットの出力電圧と圧電素子３１の駆動に必要な電圧から決定される。また、抵抗(Ｒ００)４６はトランス４５に過大な電流が流れることを制限するために設けられている。圧電素子３１を駆動するに際しては、トランジスタ(Ｑ００)４４ａがＯＮ状態にあり、電源回路５５のユニットからトランス４５のセンタータップに電圧が印加されていなければならない。図中、トランジスタ(Ｑ００)４４ａのＯＮ／ＯＦＦ制御はＩＯポートのＰ＿ＰｗＣｏｎｔを介して行われる。Ｎ進カウンタ４１の設定値“Ｎ”はＩＯポートＤ＿ＮＣｎｔから設定できる。よって、Ｂｕｃｏｍ５０は、設定値“Ｎ”を適宜に制御することで、圧電素子３１の駆動周波数を任意に変更可能である。

この周波数は、次の(１)式によって算出可能である。
Ｎ：Ｎ進カウンタ４１への設定値、ｆｐｌｓ：クロックジェネレータ５６の出力パルスの周波数、ｆｄｒｖ：圧電素子３１へ印加される信号の周波数、
ｆｄｒｖ ＝ ｆｐｌｓ／２Ｎ ……………（１）
なお、この式に基づいた演算は、Ｂｕｃｏｍ５０のＣＰＵ（制御手段）で行われる。

電極Ｂ６１は、ガラス板の振動状態を検出するための圧電素子の電極である。この電極Ｂ６１からそのガラス板の振動状態に応じた交流電圧がモニタ信号として発生する。これが図３のタイムチャートのＳｉｇ５である。電極Ｂ６１に接続するダイオード(Ｄ００)６２はそのモニタ信号を半波整流するために設けられている。このダイオード(Ｄ００)６２に続く抵抗(Ｒ０１，Ｒ０２)６３，６４及びコンデンサ(Ｃ００)６５によって、そのモニタ信号の包絡線が形成されている。これらの抵抗(Ｒ０１，Ｒ０２)６３，６４及びコンデンサ(Ｃ００)６５からなる検出回路によって決定される時定数は、ガラスの振動周波数によって最適値が異なる。本実施の形態のガラス板は、第１、第２の振動モードによる２つの共振モードで駆動される。この２つの共振モードにおける駆動周波数が大きく異なるときは、時定数を変更できるように回路構成を採用する必要がある。抵抗(Ｒ０１，Ｒ０２)６３，６４でモニタ信号は、Ａ／Ｄコンバータ６０へ入力可能なレベルまで減圧される。この信号が図３のタイムチャートのＳｉｇ６である。

この信号はＡ／Ｄコンバータ６０でデジタルデータに変換され、Ｂｕｃｏｍ５０のＩＯポートＤ＿ＡＤＣｉｎから読み取られる。Ｂｕｃｏｍ５０は、モニタ信号が最大レベルになるようにＮ進カウンタ４１に設定する値を変化させればよい。最大レベルを示すＮ進カウンタ４１の値（共振周波数）でガラスを駆動するとき、効率よく塵を払うことができる。

次に、上述のカメラボディ制御用マイクロコンピュータ(Ｂｕｃｏｍ)５０が行う制御について具体的に説明する。図４にＢｕｃｏｍ５０で稼動する制御プログラムのメインルーチンを例示する。まず、カメラの不図示の電源ＳＷがＯＮされると、Ｂｕｃｏｍ５０は稼動を開始し、ステップＳ０００では、カメラシステムを起動するための処理が実行される。まず、電源回路５５を制御してこのカメラシステムを構成する各回路ユニットへ電力を供給する。また、各回路の初期設定を行う。ステップＳ００１では、調整モードが設定されているか否かを判定する。調整モードの設定は、当該カメラシステムがＰＣに接続され、所定のコマンドがカメラシステムへ入力されることにより行われる。この調整モードは、カメラの製造工程などにおいて実行される。この調整モードが設定されると、ステップＳ００２としてサブルーチン「共振点検出動作」がコールされ実行される。このサブルーチンでは防塵ガラス３０を効率よく振動させるために共振周波数を検出する（詳細は後述）。検出されたこの周波数データはＢｕｃｏｍ５０の所定アドレスのメモリ領域に記憶される。

ステップＳ００３では、サブルーチン「塵除去動作１」がコールされ実行される。このサブルーチン「塵除去動作１」中では、後述するように、共振周波数を含む所定の周波数範囲を走査して複数種類の周波数で防塵ガラス３０を加振し、ガラス面に付着した塵を振り払うことで、このカメラを撮影に使用しない期間に、ユーザが意図せずに付着した塵を除去できるようになっている。

ステップＳ００４は、周期的に実行されるステップであり、Ｌｕｃｏｍ５と通信動作を行うことでレンズユニット１０の状態を検出するための動作ステップである。そして、ステップＳ００５によって、レンズユニット１０がボディユニット５０に装着されたことを検出すると、ステップＳ００８へ移行する。一方、レンズユニット１０がボディユニット５０から外されたことを検出したときは、ステップＳ００６からステップＳ００７へ移行し、制御フラグＦ＿Ｌｅｎｓをリセットする。そして、ステップＳ０１０に移行する。

ステップＳ００８では、制御フラグＦ＿Ｌｅｎｓをセットする。この制御フラグＦ＿Ｌｅｎｓは、当該カメラのボディユニット５０にレンズユニット１０が装着されている期間は“１”を示し、レンズユニット１０が外されている期間は“０”を示す。そして、ステップＳ００９においては、防塵ガラス３０の塵を除去するためのサブルーチン「塵除去動作１」がコールされ実行される。

通常、カメラ本体であるボディユニット５０にレンズユニット１０が装着されていない期間において、レンズや防塵ガラス３０等に塵が付着する可能性が高い。そこで、レンズユニット１０の装着を検出したタイミングで塵を払う動作を実行することが望ましい。

ステップＳ０１０では、カメラ操作ＳＷ５２の状態を検出する。カメラ操作ＳＷ５２の１つであるＣｌｅａｎＵＰ−ＳＷ（不図示）の状態変化が次のステップＳ０１１で検出されると、ステップＳ０１２へ移行する。ステップＳ０１２では、防塵ガラス３０の塵を除去するためのサブルーチン「塵除去動作１」がコールされ実行される。このステップＳ０１２の動作に連動して、ステップＳ０１３によってＣＣＤの画素欠陥情報の取込み動作が実行される。欠陥画素の情報はＦｌａｓｈＲＯＭ２６に記憶され、画像データの補正に用いられる。これは、塵が付着していると正確に欠陥情報が入手できないためである。そこで、ステップＳ０１３の動作の前にステップＳ０１２のサブルーチン「塵除去動作１」が上述した場合と同様に実行される。

ステップＳ０１４では、カメラ操作ＳＷの１つである１st.レリーズＳＷ（不図示）が操作されたか否かを判定する。もし、１st.レリーズＳＷがＯＮしているならばステップＳ０１５へ移行し、ＯＦＦならばステップＳ００４へ再び移行する。ステップＳ０１５では、測光回路２１から被写体の輝度情報を入手する。そして、この情報からＣＣＤユニット２２の露光時間（Ｔｖ値）と撮影レンズ１の絞り設定値（Ａｖ値）を算出する。ステップＳ０１６では、ＡＦセンサ駆動回路１７を経由してＡＦセンサユニット１６の検知データを入手する。このデータに基づきピントのズレ量を算出する。ここで、ステップＳ０１７によって、Ｆ＿Ｌｅｎｓの状態を判定する。“０”ならばレンズユニット１０が存在しないことを意味するので、次のステップＳ０１８以降の撮影動作は実行できない。そこで、この場合はステップＳ００４へ再び移行する。

ステップＳ０１８では、Ｌｕｃｏｍ５に対してピントのズレ量を送信して、このズレ量に基づく撮影レンズ１の駆動を指令する。ステップＳ０１９では、カメラ操作ＳＷ５２の１つである２nd.レリーズＳＷ（不図示）が操作されたか否かを判定する。この２nd.レリーズＳＷがＯＮしているときはステップＳ０１９へ移行して所定の撮影動作を行うが、ＯＦＦのときはステップＳ００４へ再び移行する。

また、ステップＳ０２０では、撮影動作に先立って塵を除くため「塵除去動作２」ルーチンがコールされ実行される。ただし、この塵除去動作によってタイムラグが発生することを避けるため、かつ、消費電力を増大させないために、ここでは、走査する所定の周波数範囲を共振周波数付近において、「塵除去処理１」の場合の周波数範囲よりも狭くして動作時間を短くし、かつ、消費電力を抑えている。

ステップＳ０２１では、まずＬｕｃｏｍ５へＡｖ値を送信し、絞り３の駆動を指令し、Ｌｕｃｏｍ５は撮影レンズ１内の絞り羽根を絞る動作を行う。ステップＳ０２２にてクイックリターンミラー１１をＵＰ位置へ移動する動作を開始させる。ここで、ステップＳ０２０〜Ｓ０２１の「塵除去動作２」と絞り動作、ミラーアップ動作は同時に行われる。絞り動作とミラーアップ動作とで長い時間を要する方、例えば、ミラーアップ動作時間の方が長いとすると、図５に模式的に示すタイムチャートのように、「塵除去動作２」の動作時間はミラーアップ動作時間よりも短い時間となるように周波数の走査範囲が狭く決定されており、撮影動作への移行に際して余計なタイムラグが生じないようにしている。なお、図５の「塵除去動作１」は「塵除去動作２」よりも動作時間が長く、タイムラグが生じてしまうことを示すために併記したものである。

ステップＳ０２３にてシャッタ１５の先幕走行を開始させ、ステップＳ０２４にて画像処理コントローラ２８に対して撮像動作の実行を指令する。Ｔｖ値で示される時間、ＣＣＤユニット２２への露光が終了すると、ステップＳ０２５において、シャッタ１５の後幕走行を開始させ、ステップＳ０２６にてクイックリターンミラー１１をＤｏｗｎ位置へ駆動する。また、これと並行してシャッタ１５のチャージ動作を行う。そして、ステップＳ０２７では、Ｌｕｃｏｍ５に対して絞り３を開放位置へ復帰させるように指令し、ステップＳ０２８では、画像処理コントローラ２８に対して、撮影した画像データを記録メディア２７へ記録するように指令する。その画像データの記録が終了すると、再びステップＳ００４へ移行する。

以下、図６、図７に例示するフローチャート並びに図８〜図１３を参照して、サブルーチン「塵除去動作１」「塵除去動作２」について詳述する。

この説明に先立ち、共振対象の防塵ガラス３０の支持構造と振動形態について、図８−1、図８−２、図９−１、図９−２を参照しながら概説しておく。本実施の形態のカメラシステムにおいては、防塵ガラス３０の形状を例えば円盤とする。また、その防塵ガラス３０のガラス板の円周に沿って加振用の圧電素子３１を配置すると、このガラス板は円周で支持されることになる。このとき、該ガラス板は、その振動形態として複数の振動モードで加振する。本実施の形態は、この振動モードの中から２つの異なる振動モードを選択して使い分けることとする。図８−1、図８−２、図９−１、図９−２に選択した振動モードにおけるガラス板の振動の状態を示す。

本実施の形態に係る防塵ガラス３０は、図８−１、図８−２にそれぞれ図示したような振動形態を示す。すなわち、加振手段として働く圧電素子３１によって振動を加えると、そのガラス板の周囲には振動しない「節」が発生するが、概ねガラス全面が同じ位相で、太矢印で示された如く図８−１と図８−２との状態を交互に繰り返して振動する。このような振動形態を以下「振動モード１」と称する。

同様に、本実施の形態の防塵ガラス３０は、加える振動の周波数によっては、図９−１、図９−２にそれぞれ図示したような形態でも振動することができる。すなわち、図９−１、図９−２に例示した防塵ガラス３０の振動形態は、ガラス板の内側と外側が１８０度ずれた位相で振動するものである。詳しくは、図示する振動形態ではガラス板の周囲と内部に節がそれぞれ発生するモードであり、図示の如く、内側の節に囲まれた領域の振動と内部の節よりも外側のドーナツ状領域の振動は位相が１８０度ずれている。このような振動形態を以下「振動モード２」と称する。

そこで、図６、図７に示すサブルーチン「塵除去動作１」「塵除去動作２」においては、このような振動モード１と振動モード２との２種類の振動モードにおけるそれぞれの共振周波数を含むそれぞれの所定の周波数範囲を走査して複数種類の周波数で塵除去動作を行う。

ここで、図１０は、周波数とガラス板の振幅との関係を示す特性図である。図中、実線で示す＊３が振動モード１の特性を示しているものと仮定する。塵除去動作１の振動モード１の動作では、後述の図１３−１に＊１〜＊２の範囲として例示するｆ１，ｆ２，ｆ３，…，ｆ７という範囲の複数種類の周波数（プリセット値）において周波数の走査を行う。ちなみに、＊３の特性における共振周波数はｆｃであり、ここでは周波数ｆ４に相当する。「塵除去動作１」のサブルーチンでは、ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４と順次周波数を変更していきながら駆動を行い、共振周波数ｆｃ（＝ｆ４）を過ぎても、ｆ５，ｆ６，ｆ７と順次周波数を変更して駆動を続ける。ｆ１〜ｆ４では振幅は増加方向に変化し、ｆ４〜ｆ７では振幅は減少方向に変化する。一方、塵除去動作２の振動モード１の動作では、後述の図１３−１に＊１１〜＊１２の範囲として例示するｆ３，ｆ４，ｆ５という範囲の複数種類の周波数（プリセット値）において周波数の走査を行う。すなわち、「塵除去動作２」のサブルーチンでは、「塵除去動作１」の場合より狭いｆ３，ｆ４，ｆ５の範囲で順次周波数を変更していきながら駆動を行う。

さらに、サブルーチン「塵除去動作１」「塵除去動作２」の説明に先立ち、ＥＥＰＲＯＭ２９にあらかじめ記憶しているパラメータについて説明する。塵除去動作のために必要なパラメータを、図１１にメモリマップで示された複数の領域を有するＥＥＰＲＯＭ２９にあらかじめ記憶しておき、例えば塵除去動作１に対応して「塵除去動作１振動モード１対応制御パラメータ」として有している。塵除去動作１振動モード１に対応する制御パラメータの値の詳細は、図１２−１に例示された値で記憶されている。例えば、ＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔはこのテーブルの読出し開始位置を示す。

また同様に、「振動モード１対応周波数補正テーブル」として振動モード１に対応する制御パラメータの値の詳細は、図１３−１に例示された値で記憶されている。このようなデータテーブルは、振動モード１でガラスを駆動するときＮ進カウンタ４１に設定する値を示している。このテーブルはクロックジェネレータ５６が周波数４０(ＭＨｚ)のパルス信号を出力するものとして算出されている。前述の（１）式を使えば駆動周波数を算出できる。

ＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔはこの振動モード１対応周波数補正テーブルの読出し終了位置を示す。ＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔからＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔの範囲で複数種類の駆動周波数を遷移させると、いずれかのテーブルの値でガラス板は振動モード１で振動する。ＳｔｅｐＴｉｍｅは、駆動周波数を遷移させる際の１つの周波数で駆動すべき時間を示す。この時間は、防塵ガラス駆動回路４０の安定時間を考慮して決定する。これは、駆動周波数の変更に対しても、ガラス板の振動が直ちに追従するわけではないためである。ＡＤｗａｉｔ、Ｍ１ＯｓｃＴｉｍｅは後述の共振点検出動作用のパラメータである。

同様に、塵除去動作１に対応する振動モード２対応の制御パラメータの詳細は、図１２−２に示される。また、振動モード２対応周波数補正テーブルの詳細は図１３−２に示され、振動モード１と同様な構成のパラメータであり、基本的に同じなのでその説明は省略する。

さらに、塵除去動作２に対応する振動モード１、２に対応して「塵除去動作２振動モード１対応制御パラメータ」「塵除去動作２振動モード２対応制御パラメータ」が図１１に示すように設けられている。「塵除去動作２振動モード１対応制御パラメータ」「塵除去動作２振動モード２対応制御パラメータ」の詳細としては、例えば図１２−３、図１２−４に例示される値で記憶されている。これらのパラメータ値は、塵除去動作１用のパラメータ値とは異なる値が設定されている。ここに、「振動モード１対応周波数補正テーブル」「振動モード２対応周波数補正テーブル」は、塵除去動作２でも共通に使用するものであり、制御パラメータ中のＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔ，ＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔ、ＳｔｅｐＴｉｍｅは塵除去動作１の場合と同じ意味で用いている。

これらのサブルーチン「塵除去動作１」「塵除去動作２」では、上述した振動モード１と振動モード２との２つの振動モードで防塵ガラス３０が共振されるように圧電素子３１を駆動するように設定されている。一般的に、重さ、形状、素材などにより例示される塵の特性によって、塵を除去しやすい周波数や振幅が異なる。そこで、確実に塵を除くためにはこれらの２つの振動モードでそのガラス板を共振させるとよい。もちろん、さらに複数の振動モードで共振させてもよい。ただし、除去動作にかかる時間もまたその分余計にかかることがあるので、除去効果の程度と所要時間とを充分鑑みて適当な数に設定すべきである。

これらの設定パラメータ等を踏まえ、まず、図６を参照してサブルーチン「塵除去動作１」について説明する。ステップＳ２００では、ＥＥＰＲＯＭ２９から塵除去動作１振動モード１対応制御パラメータ中の３つのパラメータ（ＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔ，ＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔ，ＳｔｅｐＴｉｍｅ）を読み出す。ステップＳ２０１では、ＥＥＰＲＯＭ２９の読出し開始アドレスとしてＡｄｄｒｅｓｓＭ１＋ＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔを設定し、読出し終了アドレスとしてＡｄｄｒｅｓｓＭ１＋ＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔを設定する。ＡｄｄｒｅｓｓＭ１は振動モード１対応周波数補正テーブルの先頭アドレスを示している。例えば、図１２−１に従い読出し開始位置（ＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔ）を“３”、読出し終了位置（ＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔ）を“９”とすると、図１３−１中の＊１から＊２で示される範囲内のプリセット値“Ｎ”をＮ進カウンタ４１へ設定することになる。すなわち、ｆ１，ｆ２，ｆ３，…，ｆ７の周波数によって順番に圧電素子３１を駆動する。この場合の＊１〜＊２で示される範囲は、共振周波数ｆｃが含まれるように設定されている。ここで、共振周波数ｆｃは、後述するカメラ製造工程における調整動作（共振点検出動作）により調整され、ＥＥＰＲＯＭ２９に書き込まれているＤ＿Ｍ１ｒｅｓｏｎａｎｔ及びＤ＿Ｍ２ｒｅｓｏｎａｎｔが使用される。

ステップＳ２０２では、圧電素子３１を駆動するための準備動作が行われる。ＩＯポートのＰ＿ＰｗＣｏｎｔを制御して、トランジスタ(Ｑ００)４４ａをＯＮ状態にする。さらに、クロックジェネレータ５６からパルス信号の出力を開始する。この状態でＮ進カウンタ４１にＥＥＰＲＯＭ２９のテーブルから取り出したデータを設定すれば、所望の周波数で圧電素子３１を駆動できる。

ステップＳ２０３では、設定されたＥＥＰＲＯＭ２９のアドレスからプリセット値(Ｎ)を読み出す。そして、ＩＯポートのＤ＿ＮＣｎｔからＮ進カウンタ４１に読み出したプリセット値(Ｎ)を設定する。ステップＳ２０４では、防塵ガラス駆動回路４０が安定するまでの所定時間だけ待機する。ステップＳ２０５では、タイマカウンタ１へＳｔｅｐｔｉｍｅを設定し、タイマのカウント動作を開始する。例えば、図１２−１に示すようにＳｔｅｐｔｉｍｅが記憶されているとすると、２(ｍｓｅｃ)がタイマカウンタ１に設定される。ステップＳ２０６では、タイマカウンタ１のカウント動作が終了するまで待機する。

ステップＳ２０７では、終了アドレスまで読み出したかをチェックし、終了アドレスに達していない場合にはステップＳ２０８にて読出しアドレスをインクリメントしてステップＳ２０３に戻る。ステップＳ２０３では、次の読出しアドレスにより読み出したデータをＮ進カウンタ４１に設定し、駆動周波数を順次変更して走査し駆動を行う。ステップＳ２０７で終了アドレスまで読み出した場合には、ステップＳ２０９にて圧電素子３１の駆動を停止する。以上により、振動モード１による塵払いの動作は完了する。

ステップＳ２１０では、振動モード２の塵除去動作を実行したか否かをチェックし、動作を実行していない場合には、ステップＳ２１１に移行して振動モード２で防塵ガラス３０を振動させる動作を実行する。このため、ステップＳ２１１では、ＥＥＰＲＯＭ２９から塵除去動作１振動モード２対応制御パラメータ中の３つのパラメータ（ＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔ，ＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔ，ＳｔｅｐＴｉｍｅ）を読み出す。ステップＳ２１２では、ＥＥＰＲＯＭ２９の読出し開始アドレスとしてＡｄｄｒｅｓｓＭ２＋ＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔを設定し、読出し終了アドレスとしてＡｄｄｒｅｓｓＭ２＋ＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔを設定する。ＡｄｄｒｅｓｓＭ２は振動モード２対応周波数補正テーブルの先頭アドレスを示している。例えば、図１２−２に従い読出し開始位置（ＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔ）を“４”、読出し終了位置（ＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔ）を“１０”とすると、図１３−２中の＊１０１〜＊１０２で示される範囲内のプリセット値“Ｎ”をＮ進カウンタ４１へ設定することになる。すなわち、ｆ１１，ｆ１２，ｆ１３，…，ｆ１７の周波数によって順番に圧電素子３１を駆動する。この場合の＊１０１〜＊１０２で示される範囲は、共振周波数ｆｃが含まれるように設定されている。

以下、振動モード１の動作の場合と同様にステップＳ２０２〜Ｓ２１０の処理を行うことで、これらの複数種類の周波数を順に走査して防塵ガラス３０を振動させ、その後、メインルーチンにリターンする。

このような塵除去動作１によれば、共振周波数ｆｃを含む所定の周波数範囲を走査して防塵ガラス３０を複数種類の周波数で振動させるので、当該塵除去動作に先立ち、毎回、共振周波数を検出して決定する処理を行うことなく、確実に共振周波数による振動を含む態様で防塵ガラス３０を振動させることができる。また、後述するような共振点検出動作により求められた共振周波数ｆｃ、例えばｆｃ＝ｆ４が、予期しない要因により図１０中に＊４や＊５に示す特性に変化してｆｃ´，ｆｃ´´の如く変動したとしても、これらの範囲を含むｆ１〜ｆ７の周波数範囲で順に走査して振動を行わせるようにしているので、振動モード１や振動モード２での共振周波数による振動を確保することができ、予期しない要因による変動にも対処することができる。よって、何らかの変動要因により共振周波数を一箇所に特定できない防塵ガラス３０を、簡単かつ効率よく駆動することができる。

次いで、図７を参照してサブルーチン「塵除去動作２」について説明する。このサブルーチン「塵除去動作２」は、基本的には、図６で説明したサブルーチン「塵除去動作１」と同様である。

まず、ステップＳ３００では、ＥＥＰＲＯＭ２９から塵除去動作２振動モード１対応制御パラメータ中の３つのパラメータ（ＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔ，ＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔ，ＳｔｅｐＴｉｍｅ）を読み出す。ステップＳ３０１では、ＥＥＰＲＯＭ２９の読出し開始アドレスとしてＡｄｄｒｅｓｓＭ１＋ＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔを設定し、読出し終了アドレスとしてＡｄｄｒｅｓｓＭ１＋ＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔを設定する。ＡｄｄｒｅｓｓＭ１は振動モード１対応周波数補正テーブルの先頭アドレスを示している。例えば、図１２−３に従い読出し開始位置（ＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔ）を“５”、読出し終了位置（ＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔ）を“７”とすると、図１３−１中の＊１１〜＊１２で示される範囲内のプリセット値“Ｎ”をＮ進カウンタ４１へ設定することになる。すなわち、ｆ３，ｆ４，ｆ５の周波数によって順番に圧電素子３１を駆動する。この場合の＊１１〜＊１２で示される範囲は、共振周波数ｆｃが含まれるように設定されている。

ステップＳ３０２では、圧電素子３１を駆動するための準備動作が行われる。まず、ＩＯポートのＰ＿ＰｗＣｏｎｔを制御して、トランジスタ(Ｑ００)４４ａをＯＮ状態にする。さらに、クロックジェネレータ５６からパルス信号の出力を開始する。この状態でＮ進カウンタ４１にＥＥＰＲＯＭ２９のテーブルから取り出したデータを設定すれば、所望の周波数で圧電素子３１を駆動できる。

ステップＳ３０３では、設定されたＥＥＰＲＯＭ２９のアドレスからプリセット値(Ｎ)を読み出す。そして、ＩＯポートのＤ＿ＮＣｎｔからＮ進カウンタ４１に読み出したプリセット値(Ｎ)を設定する。ステップＳ３０４では、防塵ガラス駆動回路４０が安定するまでの所定時間だけ待機する。ステップＳ３０５では、タイマカウンタ１へＳｔｅｐｔｉｍｅを設定し、タイマのカウント動作を開始する。例えば、図１２−３に示すようにＳｔｅｐｔｉｍｅが記憶されているとすると、２(ｍｓｅｃ)がタイマカウンタ１に設定される。ステップＳ３０６では、タイマカウンタ１のカウント動作が終了するまで待機する。

ステップＳ３０７では終了アドレスまで読み出したかをチェックし、終了アドレスに達していない場合にはステップＳ３０８にて読出しアドレスをインクリメントしてステップＳ３０３に戻る。ステップＳ３０３では、次の読出しアドレスにより読み出したデータをＮ進カウンタ４１に設定し、駆動周波数を順次変更して走査し駆動を行う。ステップＳ３０７で終了アドレスまで読み出した場合には、ステップＳ３０９にて圧電素子３１の駆動を停止する。以上により、振動モード１による塵払いの動作は完了する。

ステップＳ３１０では、振動モード２の塵除去動作を実行したか否かをチェックし、動作を実行していない場合には、ステップＳ３１１に移行して振動モード２で防塵ガラス３０を振動させる動作を実行する。このため、ステップＳ３１１では、ＥＥＰＲＯＭ２９から塵除去動作２振動モード２対応制御パラメータ中の３つのパラメータ（ＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔ，ＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔ，ＳｔｅｐＴｉｍｅ）を読み出す。ステップＳ３１２では、ＥＥＰＲＯＭ２９の読出し開始アドレスとしてＡｄｄｒｅｓｓＭ２＋ＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔを設定し、読出し終了アドレスとしてＡｄｄｒｅｓｓＭ２＋ＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔを設定する。ＡｄｄｒｅｓｓＭ２は振動モード２対応周波数補正テーブルの先頭アドレスを示している。例えば、図１２−４に従い読出し開始位置（ＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔ）を“６”、読出し終了位置（ＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔ）を“８”とすると、図１３−２中の＊１１１〜＊１１２で示される範囲内のプリセット値“Ｎ”をＮ進カウンタ４１へ設定することになる。すなわち、ｆ１３，ｆ１４，ｆ１５の周波数によって順番に圧電素子３１を駆動する。この場合の＊１１１〜＊１１２で示される範囲は、共振周波数ｆｃが含まれるように設定されている。

以下、振動モード１の動作と同様にステップＳ３０２〜Ｓ３１０の処理を行うことで、これらの複数種類の周波数を順に走査して防塵ガラス３０を振動させ、その後、メインルーチンにリターンする。

ここで、塵除去動作２の動作時間は、２ｍｓ×３＋１ｍｓ×３＝１０ｍｓとなるので、例えばミラーアップ動作時間を２０ｍｓとすると、ミラーアップ動作と塵除去動作２との並行動作によりレリーズタイムラグとなることはない。

このように、撮影動作の開始に先立つタイミングであるミラーアップ動作中に塵除去動作２を行うので、撮影時に塵の付着を防止することができる。また、レンズ交換時等の他のタイミングで防塵ガラス３０を振動させる塵除去動作１の場合と比較して、撮影動作の開始に先立つタイミングで行う塵除去動作２の周波数の走査範囲を、共振周波数を含む、より狭い範囲に設定しているので、撮影動作に移行する上で塵除去動作２によってレリーズタイムラグが生ずることがない上に、塵除去動作２自体の動作時間がより短いので、消費電力を抑えることもできる。

なお、カメラシステムの設計段階では、防塵ガラス３０の共振周波数のバラツキを予測することは非常に困難である。したがって、このカメラシステムが完成した後に、圧電素子３１の駆動周波数を決定する制御パラメータを設定できるようにすべきである。そこで、必要なパラメータは、上述した如く本実施の形態では全てＥＥＰＲＯＭ２９に選択可能に格納されている。

次に、カメラ組み立て工程における共振周波数調整方法について説明する。この処理は、図４中のステップＳ００２に示すサブルーチン「共振点検出動作」により行われる。このサブルーチン「共振点検出動作」について図１４を参照して説明する。

まず、形状、組成、支持方法などのガラスの特性によって共振周波数が存在する範囲が予想できるので、この範囲内でガラス板に振動を加えて共振点を検出するべきである。さもないと、検出動作に必要以上に時間がかかることになるためである。また、検出範囲を想定しないと、意図した振動モード以外の高次の共振モードにおける共振周波数を検出するおそれがある。

そこで、本実施の形態においては、共振周波数の検出動作のために必要なパラメータは、図１１にメモリマップで示された複数の領域を有するＥＥＰＲＯＭ２９にあらかじめ記憶されている「塵除去動作１振動モード１対応制御パラメータ」を使用する。振動モード１に対応する制御パラメータの値の詳細は、図１２−１に例示された値で記憶されている。例えば、ＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔはこのテーブルの読出し開始位置を示す。

また同様に、「振動モード１対応周波数補正テーブル」として振動モード１に対応する制御パラメータの値の詳細は、図１３−１に例示された値で記憶されている。ＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔはこの振動モード１対応周波数補正テーブルの読出し終了位置を示す。ＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔからＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔの範囲で駆動周波数を遷移させると、いずれかのテーブルの値でガラス板は振動モード１で振動する。ＳｔｅｐＴｉｍｅは、駆動周波数を遷移させる際の１つの周波数で駆動すべき時間を示す。ＡＤｗａｉｔは、モニタ信号をＡ／Ｄ変換する周波数を決定するパラメータであり、ガラスの共振周波数に応じて適当な値に決定する。Ｍ１ＯｓｃＴｉｍｅは、検出された周波数で防塵ガラス３０を加振する時間を示している。以上は、振動モード１における制御パラメータである。塵除去動作１振動モード２対応の制御パラメータの詳細は、図１２−２に示される。また、振動モード２対応周波数補正テーブルの詳細は図１３−２に示され、振動モード１と同様な構成のパラメータであり、基本的に同じなのでその説明は省略する。

図１４のフローチャートに基づき「共振点検出動作」の手順について説明する。ステップＳ１００では、ＥＥＰＲＯＭ２９から４つの制御パラメータ（ＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔ，ＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔ，ＳｔｅｐＴｉｍｅ，ＡＤｗａｉｔ）を読み出す。ステップＳ１０１では、ＥＥＰＲＯＭ２９の読出し開始アドレスとしてＡｄｄｒｅｓｓＭ１＋ＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔを設定し、読出し終了アドレスとしてＡｄｄｒｅｓｓＭ１＋ＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔを設定する。ＡｄｄｒｅｓｓＭ１は振動モード１対応周波数補正テーブルの先頭アドレスを示している。例えば、図１２−１のパラメータ設定に従い、読出し開始位置（ＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔ）を“３”とし、読出し終了位置（ＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔ）を“９”とすると、図１３−１中の＊１〜＊２で示された領域のプリセット値“Ｎ”をＮ進カウンタ４１へ設定することになる。すなわち、ｆ１，ｆ２，ｆ３，…，ｆ７の周波数の中からモニタ信号の出力が最大となる周波数を検出することになる。

ステップＳ１０２では、モニタ信号の最大値を一時的に記憶するために確保したメモリＤ＿ＡＤＭＡＸへ便宜上モニタ信号の最小値であるステップＳ０を設定する。ステップＳ１０３では、圧電素子３１を駆動するための準備動作が行われる。ＩＯポートのＰ＿ＰｗＣｏｎｔを制御してトランジスタ(Ｑ００)４４ａをＯＮ状態にする。さらに、クロックジェネレータ５６からパルス信号の出力を開始する。この状態でＮ進カウンタ４１にテーブルから取り出したデータを設定すれば、所望の周波数で圧電素子３１を駆動できる。

ステップＳ１０４においては、設定されたＥＥＰＲＯＭ２９のアドレスからプリセット値（Ｎ）を読み出す。そして、ＩＯポートのＤ＿ＮＣｎｔからＮ進カウンタ４１に読み出したプリセット値を設定する。ステップＳ１０５にて、防塵ガラス駆動回路４０が安定するまでの所定時間だけ待機する。

ステップＳ１０６では、タイマカウンタ１へＳｔｅｐｔｉｍｅを設定し、タイマのカウント動作を開始する。例えば図１２−１に示すように、Ｓｔｅｐｔｉｍｅが記憶されていると、２(ｍｓｅｃ)がタイマカウンタ１へ設定される。ステップＳ１０７にて、Ａ／Ｄコンバータ６０の加算データを一時的に記憶するために確保したメモリ領域Ｄ＿ＡＤＳＵＭへステップＳ０を設定する。さらに、Ａ／Ｄコンバータ６０の動作回数をカウントするために確保したメモリＤ＿ＡＤｃｏｕｎｔへステップＳ０を設定する。

ステップＳ１０８では、タイマカウンタ２へＡＤｗａｉｔを設定し、カウント動作を開始する。例えば図１２−１に示すようにＡＤｗａｉｔが記憶されていると、８０(μｓｅｃ)がタイマカウンタ２へ設定される。そして、ステップＳ１０９にて、Ａ／Ｄコンバータ６０を用いてモニタ信号のＡ／Ｄ変換値を取得する。

ステップＳ１１０では、モニタ信号のＡ／Ｄ変換値を、メモリ領域Ｄ＿ＡＤＳＵＭへ加算する。さらに、メモリ領域Ｄ＿ＡＤｃｏｕｎｔをインクリメントする。ステップＳ１１１では、タイマカウンタ２のカウント動作が終了するまで待機する。ステップＳ１１２では、タイマカウンタ１のカウント動作が終了しているか否かを判定する。まだ終了していない場合は、再度モニタ信号の測定のため、ステップＳ１０８へ移行する。もし終了していれば、ステップＳ１１３へ移行する。

ステップＳ１１３では、メモリ領域Ｄ＿ＡＤＳＵＭとＤ＿ＡＤｃｏｕｎｔから、ＡＤ変換値の平均値を求める。そして、平均値はその平均値の記録のため確保したメモリ領域Ｄ＿ＡＤＡＶＥへ格納される。Ｄ＿ＡＤＡＶＥは、現在の駆動周波数におけるモニタ信号のレベルを示す。ステップＳ１１４では、Ｄ＿ＡＤＡＶＥとＤ＿ＡＤＭＡＸとの内容を比較する。もしＤ＿ＡＤＡＶＥの内容がＤ＿ＡＤＭＡＸの内容よりも大きい場合は、ステップＳ１１５へ移行し、小さい場合はステップＳ１１９へ移行する。

ステップＳ１１５では、Ｄ＿ＡＤＡＶＥの内容をＤ＿ＡＤＭＡＸ中に移す。古い最大値は破棄され、今回測定された値がモニタ信号の最大値として記憶される。現在、振動モード１でモニタ信号を測定中ならば、ステップＳ１１６からステップＳ１１７へ移行する。現在、振動モード２でモニタ信号を測定中ならば、ステップＳ１１６からステップＳ１１８へ移行する。

ステップＳ１１７では、現在のＥＥＰＲＯＭ２９のアドレスをＤ＿Ｍ１ｒｅｓｏｎａｎｔに記憶する。Ｄ＿Ｍ１ｒｅｓｏｎａｎｔは振動モード１用のアドレスを記憶するためメモリ上に確保した領域である。また、ステップＳ１１８では、現在のＥＥＰＲＯＭのアドレスをＤ＿Ｍ２ｒｅｓｏｎａｎｔに記憶する。Ｄ＿Ｍ２ｒｅｓｏｎａｎｔは振動モード２用のアドレスを記憶するためメモリ上に確保した領域である。これらＤ＿Ｍ１ｒｅｓｏｎａｎｔ及びＤ＿Ｍ２ｒｅｓｏｎａｎｔの値は、前述のサブルーチン「塵除去動作１」「塵除去動作２」で使用される。

ステップＳ１１９では、ＥＥＰＲＯＭ読出し終了アドレスで示される駆動周波数までモニタ信号の測定が終了したか否かを判定する。まだ終了していなければステップＳ１２１へ移行し、終了していれば次のステップＳ１２０へ移行する。ステップＳ１２０では、駆動動作を停止する処理が行われる。トランジスタ(Ｑ００)４４ａをＯＦＦして、クロックジェネレータ５６の動作を止める。ステップＳ１２１では、ＥＥＰＲＯＭ２９の読出しアドレスをインクリメントし、ステップＳ１０４へ移行する。

ステップＳ１２２では、振動モード１と振動モード２における共振点の検出動作が終了したか否かを判定する。共に検出動作が終了していればメインルーチンへリターンする。振動モード１のみが終了している場合は、振動モード２における共振周波数を検出するためにステップＳ１３０へ移行する。なお、ステップＳ１３０，Ｓ１３１の動作は既に説明したステップＳ１００，Ｓ１０１と基本的に同じであるので説明は省略する。そして、共振周波数を検出するため再びステップＳ１０２へ移行する。

なお、該サブルーチンでは２つのパラメータＳｔａｒｔＯｆｆｓｅｔ、ＳｔｏｐＯｆｆｓｅｔで規定される範囲で周波数補正テーブルからプリセット値を読み出し、これらのプリセット値すべてを利用してガラス板を駆動し、モニタ信号のレベルを測定するようにしている。

また、温度によっても共振周波数がある範囲で変動するので、所定の実験により作成した温度補正テーブルを適正に設定し参照可能に保持することで、その運用時の温度において最も好適な共振周波数でそのガラス板を駆動させてもよい。そのためには、振動モードに対応する温度補正テーブルからその時の温度に対応するパラメータを読み出すために、温度情報（ｔ）を当該サブルーチンの実行前に、温度測定回路３３の温度センサ（不図示）によって検出しておけばよい。

このように本実施の形態によれば、防塵ガラス３０の共振周波数に影響する例えばガラス形状や弾性係数のバラツキなどを調整しなくとも、簡単な共振周波数の測定による調整値を一旦記憶させておけば、後は、塵除去動作１や塵除去動作２により効率的な塵の除去が可能であり、かつ、撮影前のタイミングで毎回塵除去動作２を行うので、撮影時に塵が写真に写り込むことはない。また、ミラーアップ動作中に短時間で済む塵除去動作２を行うので、当該塵除去動作２により撮影に移行するタイムラグが発生することがなく、かつ、消費電力を抑えることもできる。

なお、上述では、電子撮像可能なカメラシステムを例にして防塵ガラス３０による実施の形態について説明してきたが、埃や塵を嫌うその他の光学装置においても、本発明を同様に適用すれば、前述した実施の形態と同等な効果が得られる。また、共振周波数を特定できないガラス以外の光学素子部材を適用することもでき、その場合にも、製品個々のバラツキに起因する固有共振周波数に対する調整は不要となり、前述した実施の形態と同等な効果が期待できる。この他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。

本発明に係る実施の形態のカメラの構成を示すブロック構成図である。 本実施の形態の加振手段としての防塵ガラス駆動回路の回路構成を示す回路図である。 防塵ガラス駆動回路の動作を説明するため、図２中の各部における信号波形の表わすタイムチャートである。 カメラボディ制御用マイコンのカメラシーケンスの手順を表わすフローチャートである。 塵除去動作２の動作時間を模式的に示すタイムチャートである。 図４のフローチャート中のサブルーチン「塵除去動作１」の詳細手順を表わすフローチャートである。 図４のフローチャート中のサブルーチン「塵除去動作２」の詳細手順を表わすフローチャートである。 本発明に係る防塵ガラスの振動形態を示し、ガラス板の周囲に節が発生して全面が同じ位相で振動する振動モード１の一態様の説明図である。 本発明に係る防塵ガラスの振動形態を示し、ガラス板の周囲に節が発生して全面が同じ位相で振動する振動モード１の異なる態様の説明図である。 本発明に係る防塵ガラスの振動形態を示し、ガラス板の内側と外側が１８０°異なる位相で振動する振動モード２の一態様の説明図である。 本発明に係る防塵ガラスの振動形態を示し、ガラス板の内側と外側が１８０°異なる位相で振動する振動モード２の異なる態様の説明図である。 駆動周波数とガラス板の振動の振幅との関係を表わす特性グラフである。 ＥＥＰＲＯＭに占める周波数補正に関するテーブル領域を示すメモリマップである。 塵除去動作１振動モード１対応制御パラメータテーブルの詳細を表わす図である。 塵除去動作１振動モード２対応制御パラメータテーブルの詳細を表わす図である。 塵除去動作２振動モード１対応制御パラメータテーブルの詳細を表わす図である。 塵除去動作２振動モード２対応制御パラメータテーブルの詳細を表わす図である。 振動モード１対応周波数補正テーブルの詳細を表す図である。 振動モード２対応周波数補正テーブルの詳細を表す図である。 図４のフローチャート中のサブルーチン「共振点検出動作」の詳細手順を表わすフローチャートである。

符号の説明

２２ 光電変換素子
２９ 不揮発性記憶手段
３０ 光学素子
３１ 圧電素子
４０ 駆動手段

Claims (7)

1. 被写体の光学像を結像する撮像光学系と、
   前記光学像を電気信号に変換する光電変換素子と、
   前記光電変換素子と前記撮像光学系との間に配される光学素子と、
   前記光学素子の共振周波数を含む所定の周波数範囲を走査して前記光学素子を複数種類の周波数で振動させる加振手段と、
   を備えたことを特徴とする防塵機能付き光学装置。
2. 被写体の光学像を結像する撮像光学系と、
   前記光学像を電気信号に変換する光電変換素子と、
   前記光電変換素子と前記撮像光学系との間に配される光学素子と、
   前記光学素子の共振周波数を含む所定の周波数範囲を走査して前記光学素子を複数種類の周波数で振動させる加振手段と、
   前記加振手段の走査する周波数範囲の幅を変更する周波数走査範囲変更手段と、
   を備えたことを特徴とする防塵機能付き光学装置。
3. 被写体の光学像を結像する撮像光学系と、
   前記光学像を電気信号に変換する光電変換素子と、
   前記光電変換素子と前記撮像光学系との間に配される光学素子と、
   前記光学素子を振動させるための圧電素子と、
   複数種類の周波数を切り替えながら前記圧電素子を駆動し、前記光学素子が共振状態となる共振周波数を含む所定の周波数範囲を走査する第１の駆動モードと、前記共振周波数を含み前記第１の駆動モードよりも狭い周波数範囲を走査する第２の駆動モードと、を有する駆動手段と、
   を備えたことを特徴とする防塵機能付き光学装置。
4. 複数種類の周波数データをデータテーブルとして記憶する不揮発性記憶手段をさらに含み、
   前記駆動手段は、前記データテーブルを参照して、前記第１，第２の駆動モードで走査するそれぞれの周波数範囲を決定するように制御されることを特徴とする、請求項３に記載の防塵機能付き光学装置。
5. 前記駆動手段は、前記光学素子を異なる振動モードで振動させる複数の共振周波数を用いるように制御されることを特徴とする、請求項３又は４に記載の防塵機能付き光学装置。
6. 被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段を有する電子撮像装置において、
   前記撮像手段の前面に配される光学素子と、
   前記光学素子を振動させるための加振手段と、
   複数種類の周波数を切り替えながら前記加振手段を駆動し、前記光学素子が共振状態となる共振周波数を含む所定の周波数範囲を走査する第１の駆動モードと、前記共振周波数を含み前記第１の駆動モードよりも狭い周波数範囲を走査する第２の駆動モードと、を有する駆動手段と、
   撮像動作中以外の所定のタイミング並びに撮像動作の開始に先立つタイミングで前記加振手段に対して駆動制御信号を供給するように制御するとともに、撮像動作の開始に先立つタイミングでは前記駆動手段を前記第２の駆動モードで駆動し、それ以外のタイミングでは前記駆動手段を前記第１の駆動モードで駆動するように制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする電子撮像装置。
7. 撮像動作の開始に先立つタイミングは、前記撮像手段の撮影光路中に設けられた可動ミラーの退避動作実行中である、ことを特徴とする請求項６記載の電子撮像装置。

Images