JP2012034176A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間で最適な振動周波数を検出し、その周波数で光学部材を振動可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】本発明の撮像装置は、撮像面の被写体側に配置されるとともに、結像光学系を通った光を透光する光学部材と、前記光学部材を振動させる振動手段と、前記振動手段により振動させられた前記光学部材の共振状態を示す状態量を検出する検出手段と、前記振動手段を、所定の掃引時間内において、第１の制御パラメータに基づき振動周波数を段階的に変化させて振動させ、前記状態量が閾値を越えたときに、前記第１の制御パラメータと異なる第２の制御パラメータに切り替え、該第２の制御パラメータに基づき振動周波数を段階的に変化させて振動させる振動モードで制御する制御手段と、を備えること、を特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、撮像装置に関するものである。

撮像装置、例えばレンズ交換式デジタル一眼レフカメラにおいて、撮像素子の撮像面側に配置された光学部材に付着した塵埃が撮影画像に写り込むという問題がある。このため、その光学部材を、例えば圧電素子を用いて振動させることにより、付着した塵埃を除去する技術がある。
そして、従来、圧電素子の振動周波数を変化させて光学部材の振動状態をモニタリングし、光学部材に最適な振動を発生させうる圧電素子の振動周波数を検出し、その周波数で圧電素子を振動させている（例えば特許文献１参照）。

特開２００９−１７４６１号公報

しかし、上記従来技術は、圧電素子の最適な振動周波数を検出するために、通常の撮影モードとは別の検査モードを設ける必要がある。

本発明の課題は、短時間で最適な振動周波数を検出し、その周波数で光学部材を振動可能な撮像装置を提供することである。

本発明は、撮像面の被写体側に配置されるとともに、結像光学系を通った光を透光する光学部材と、前記光学部材を振動させる振動手段と、前記振動手段により振動させられた前記光学部材の共振状態を示す状態量を検出する検出手段と、前記振動手段を、所定の掃引時間内において、第１の制御パラメータに基づき振動周波数を段階的に変化させて振動させ、前記状態量が閾値を越えたときに、前記第１の制御パラメータと異なる第２の制御パラメータに切り替え、該第２の制御パラメータに基づき振動周波数を段階的に変化させて振動させる振動モードで制御する制御手段と、を備えること、を特徴とする撮像装置である。

本発明によれば、短時間で最適な振動周波数を検出し、その周波数で光学部材を振動可能な撮像装置を提供することができる。

本発明に係る一実施形態であるカメラを概念的に示す図である。 撮像ユニットの分解斜視図である。 振動クリーニング機構の制御系のブロック構成図である。 振動クリーニング機構の作動フローチャートである。 周波数に対する共振強度の変化とクリーニング動作の関係を示すグラフである。 クリーニング動作時の制御フローチャートである。 第２実施形態における、経過時間に対する共振強度の変化とクリーニング動作との関係を示すグラフである。 第２実施形態における、クリーニング動作時の制御フローチャートである。

（第１実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る一実施形態であるカメラ１を概念的に示す図である。
なお、以下に示す各図には、説明と理解を容易にするために、適宜ＸＹＺ直交座標系を設けた。この座標系では、撮影者が光軸ＯＡを水平として横長の画像を撮影する場合のカメラの位置（以下、通常の撮影位置という）において撮影者から見て左側に向かう方向をＸプラス方向とする。また、通常の撮影位置において上側に向かう方向をＹプラス方向とする。さらに、通常の撮影位置において被写体に向かう方向をＺプラス方向とする。

カメラ１は、カメラ本体１０と、このカメラ本体１０に対して着脱可能なレンズ鏡筒１００と、によって構成されたレンズ交換式のカメラである。

カメラ本体１０は、その内部に、ミラーユニット１１，ファインダスクリーン１２，ペンタプリズム１３，測光素子１４，接眼光学系１５，シャッター１６，固定ミラー１７，ＡＦ検出素子１８，撮像ユニット２０，表示装置１９，制御装置３０等を備えている。

ミラーユニット１１は、中心付近がハーフミラーとして構成されたメインミラー１１ａと、メインミラー１１ａにおけるハーフミラー部位の背面側に配設されたサブミラー１１ｂとを備えている。
メインミラー１１ａは、レンズ鏡筒１００の光学系１０１によって集光された被写体像の光路をファインダスクリーン１２に向けて屈曲させる位置と、被写体光の撮像ユニット２０への入射を妨げない図１中に二点鎖線で示す退避位置との間で、揺動可能に設けられている。

サブミラー１１ｂは、メインミラー１１ａにおけるハーフミラー部位の裏面側に、回動可能に配設されている。サブミラー１１ｂは、メインミラー１１ａにおけるハーフミラー部位を透過した被写体像の光路を、固定ミラー１７に向けて屈曲させる。

ファインダスクリーン１２は、メインミラー１１ａにより反射された被写体像を結像させるスクリーンであり、メインミラー１１ａとペンタプリズム１３との間に配置されている。
ペンタプリズム１３は、断面形状が五角形のプリズムであって、カメラ本体１０を横位置に構えた状態の上部に配設されている。ペンタプリズム１３は、ファインダスクリーン１２に結像した像を正立像として接眼光学系１５へと導く。

測光素子１４は、被写体像光の光量を測定し、その測光情報を制御装置３０に出力する。
接眼光学系１５は、ペンタプリズム１３により正立像となった被写体像を、拡大観察するための光学系であり、ペンタプリズム１３の背面側（撮影者側）に配置されている。
シャッター１６は、ミラーユニット１１と撮像ユニット２０との間に配設され、レリーズ操作に応じて開閉し、撮像ユニット２０における後述する撮像素子２１に結像する被写体像光の露光時間を制御する。

固定ミラー１７は、ミラーユニット１１におけるサブミラー１１ｂによって反射された被写体像光をさらに反射させてＡＦ検出素子１８へと導く。
ＡＦ検出素子１８は、サブミラー１１ｂおよび固定ミラー１７を介して入射する被写体光に基づき、被写体像の結像状態（レンズ鏡筒１００における光学系１０１の焦点調節状態）を検出し、その検出情報を制御装置３０に出力する。

撮像ユニット２０は、たとえばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子２１、および光学的ローパスフィルタ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ；以下「光学ＬＰＦ」と称す）２２等を備えている。
撮像素子２１は、その受光面に入射するレンズ鏡筒１００の光学系１０１によって集光された被写体像光を画像信号に変換し、その画像情報を制御装置３０に出力する。
第２ＬＰＦ２２−２は、撮像素子２１の受光面に入射する被写体像光から高周波成分を取り除く。
また、撮像ユニット２０は、第２ＬＰＦ２２−２を振動させてその表面に付着した塵埃を除去する振動クリーニング機構５０（図２参照）を備えている。この振動クリーニング機構５０を含む撮像ユニット２０の構成およびその作動制御内容等については、後に詳述する。

表示装置１９は、カメラ本体１０の外側の背面側（撮影者側）に設けられた液晶等の表示パネルを備えている。表示装置１９は、表示パネルに撮影画像や、露光時間等の撮影に関する情報等を表示する。
制御装置３０は、ＣＰＵ等を備えて構成され、前述した当該カメラ本体１０の各構成要素およびカメラ本体１０に装着されたレンズ鏡筒１００を統括的に制御する。

そして、カメラ１は、制御装置３０によって制御され、撮影時において下記のように作用する。
カメラ本体１０が備える図示しないシャッターボタンが押圧操作（レリーズ操作）されると、ミラーユニット１１におけるメインミラー１１ａが退避位置に移動する。シャッター１６は、レリーズ操作に応じて開閉し、撮像ユニット２０における撮像素子２１に被写体像光を所定時間露光させる。撮像素子２１は、被写体像光を電気信号に変換して撮像する。撮像素子２１によって撮像された撮像データは、図示しない記録部に記録される。これによって、撮影が行われる。この撮影時において、制御装置３０は、測光素子１４による測光情報に基づいてシャッター１６の開放時間およびレンズ鏡筒１００の光学系１０１における図示しない絞りの開口径を制御駆動して露光を制御する。また、オートフォーカス作動時には、ＡＦ検出素子１８からの測距情報に基づいてレンズ鏡筒１００における光学系１０１をＡＦ操作する図示しないアクチュエータを制御駆動する。表示装置１９は、前述したように、種々の設定情報，撮影情報，撮影画像および設定操作画面等を表示パネルに表示する。

つぎに、図２を参照して、撮像ユニット２０について詳細に説明する。図２は、撮像ユニット２０の分解斜視図である。
撮像ユニット２０は、前述した撮像素子２１と光学ＬＰＦ２２（第１ＬＰＦ２２−１と第２ＬＰＦ２２−２とを含む）とが、固定用ベース板２３に装着されており、その固定用ベース板２３を介してカメラ本体１０に固定されるように構成されている。また、撮像ユニット２０は、前述したように、第２ＬＰＦ２２−２を振動させて、その表面に付着した塵埃を除去する振動クリーニング機構５０を備えている。

撮像素子２１は、所定縦横比の矩形の板状であって、撮像基板２１ａに実装されている。撮像基板２１ａは、撮像素子２１が光電変換した画像信号を受信してカメラ本体１０における制御装置３０の図示しない画像処理回路に送出する。
撮像素子２１は、防塵ゴム２４と第１ＬＰＦ２２−１とを挟んでその前面側に位置する第１保持枠２６が、複数の固定ネジ４１によって固定用ベース板２３に固定されることに伴って、基板２１ａを介して固定用ベース板２３に共締め固定されている。撮像素子２１は、その長軸をＸ軸と平行として（すなわち横長として）配設されている。

防塵ゴム２４と第１ＬＰＦ２２−１は、固定用ベース板２３に締結される第１保持枠２６によって、撮像素子２１の前面ガラスに押圧されて、当該撮像素子２１に装着されている。
防塵ゴム２４は、撮像素子２１と対応する矩形の枠状であって、第１ＬＰＦ２２−１と撮像素子２１の前面ガラスに密着し、両者の間への塵埃の侵入を阻止する。
第１ＬＰＦ２２−１は、分光及びフィルタリング特性を持った積層の光学部材である。
第１保持枠２６は、撮像素子２１の受光面と対応する部分が開口する矩形の枠状の部材である。第１保持枠２６の外周面には、後述する固定枠４０が係合する係合突起２６ａが突設されている。

第１保持枠２６の前面側には、シート付防塵部材２７と、第２保持枠２８と、第２ＬＰＦ２２−２と、防振スポンジ２９とが、固定枠４０によって装着されている。
シート付防塵部材２７は、第１ＬＰＦ２２−１と第２ＬＰＦ２２−２との間に介在し、両者の間を防塵する。
第２保持枠２８は、ＬＰＦ２２の光軸に対して垂直な平面の位置を規定するための部材である。

第２ＬＰＦ２２−２は、前述したように、撮像素子２１の受光面に入射する被写体像光から高周波成分を取り除くフィルタである。
また、第２ＬＰＦ２２−２の外周には、後述する振動クリーニング機構５０における振動体５１が取り付けられている。振動体５１は、圧電素子５１ａと、当該圧電素子５１ａに接続されたフレキシブルプリント基板５１ｂとにより構成されている。圧電素子５１ａは、第２ＬＰＦ２２−２の一方の辺縁に沿って接着されている。圧電素子５１ａは、後述する圧電素子駆動回路５４（図３参照）から交流の駆動電圧がフレキシブルプリント基板５１ｂを介して印加され、これによって所定の周波数で伸縮し、第２ＬＰＦ２２−２を振動させる。

防振スポンジ２９は、ＬＰＦ２２と固定枠４０との間に介装され、第２ＬＰＦ２２−２の振動の固定枠４０への伝達を防ぐ。
固定枠４０は、第１保持枠２６と対応する枠状であって、周囲に第１保持枠２６の外周に嵌合可能なバネ縁部４０ａが立設されており、そのバネ縁部４０ａに係合孔４０ｂが形成されている。固定枠４０は、バネ縁部４０ａが第１保持枠２６の外周に嵌り、その係合孔４０ｂに第１保持枠２６の係合突起２６ａが嵌入することで、第１保持枠２６に脱落不能に装着される。これにより、第１保持枠２６と固定枠４０との間に、シート付防塵部材２７、第２ＬＰＦ２２−２および防振スポンジ２９が装着される。

つぎに、前述した図２に加えて図３および図４を参照して、振動クリーニング機構５０の構成・作用およびその制御について説明する。図３は、振動クリーニング機構５０の制御系のブロック構成図である。図４は、振動クリーニング機構５０の作動フローチャートである。
振動クリーニング機構５０は、撮像ユニット２０に装着された振動体５１と、振動制御回路５２と、設定情報記憶メモリ５３と、圧電素子駆動回路５４と、電流センサ５５と、電源部５６と、操作部５７と、表示部５８とを備えている。

なお、本実施形態においては、振動制御回路５２，設定情報記憶メモリ５３および圧電素子駆動回路５４は、カメラ本体１０における制御装置３０内に構成されている。また、電源部５６は、カメラ本体１０における図示しない電源と共通であり、操作部５７はカメラ本体１０における操作部材（図１には示さない）である。さらに、表示部５８は、カメラ本体１０における表示装置１９である。

振動体５１は、前述したように、第２ＬＰＦ２２−２に接着された圧電素子５１ａと、当該圧電素子５１ａと接続されたフレキシブルプリント基板５１ｂとにより構成されている。
圧電素子５１ａは、前述したように、第２ＬＰＦ２２−２に対して、一方の辺縁に沿って、電圧の印加による変位方向をＸ軸方向として設けられている。これにより、圧電素子５１ａは、交流電圧が印加されるとＸ軸方向に所定の周波数で伸縮し、第２ＬＰＦ２２−２をＸ軸方向に振動駆動する。

振動制御回路５２は、圧電素子駆動回路５４に対して駆動信号を送信して、振動体５１（圧電素子５１ａ）の駆動を制御する。すなわち、振動制御回路５２は、当該振動クリーニング機構５０全体の作動を司る。
設定情報記憶メモリ５３は、使用者が選択・決定した当該振動クリーニング機構５０の駆動パターンや、駆動させるタイミング等の設定を記憶する。

圧電素子駆動回路５４は、振動制御回路５２より信号受信すると、設定された周波数の交流電圧を振動体５１の圧電素子５１ａにフレキシブルプリント基板５１ｂを介して印加する。
電流センサ５５は、圧電素子駆動回路５４から振動体５１に流れる電流（圧電素子５１ａの消費電流）を検出し、制御情報として振動制御回路５２に出力する。
電源部５６は、振動制御回路５２の制御電流と、振動体５１の駆動電流とを供給する。

操作部５７は、前述したように、カメラ本体１０におけるレリーズボタンやダイヤル等によって操作部材によって構成される。
表示部５８は、前述したように、カメラ本体１０における表示装置１９が利用され、振動クリーニング機構５０に対して行う制御項目の設定メニューや、当該振動クリーニング機構５０の状態等を表示する。

そして、振動クリーニング機構５０は、振動制御回路５２が、操作部５７の操作に応じて、設定情報記憶メモリ５３に記憶された設定に基づいて圧電素子駆動回路５４に制御信号を送信し、所定の周波数の交流電圧を振動体５１（圧電素子５１ａ）に印加して、第２ＬＰＦ２２−２を振動させる（以下、これをクリーニング動作と呼ぶ）。振動体５１に供給する交流電圧の周波数は、第２ＬＰＦ２２−２が共振して所定の次数の定在波を生ずる周波数（以下、共振周波数と呼ぶ）に設定されている。本実施形態では、第２ＬＰＦ２２−２の全面を平均的に振動させるために（一つの次数の定在波の共振では振動しない部位が生ずる）、複数の次数（たとえば２次〜５次等）の定在波を生じさせるように、共振周波数は複数設定されている。以下、これらの共振周波数による個々のクリーニング動作を、振動モードと呼ぶ。

つぎに、振動制御回路５２が行う振動クリーニング機構５０の全体的な作動制御を、図４に示すフローチャートに沿って説明する。なお、以下の説明および図４中において、「ステップ」を「Ｓ」とも略記する。

操作部５７によって電源（カメラ本体１０の電源ダイヤル）がＯＮされると（Ｓ４０１）、当該振動クリーニング機構５０に通電されて回路が作動開始する（Ｓ４０２）。
振動制御回路５２は、設定情報記憶メモリ５３に記憶された設定を参照して、電源ＯＮ時においてクリーニング動作を行うか否かを判断する（Ｓ４０３）。
ステップ４０３においてクリーニング動作を行う設定と判断された場合（Ｙｅｓ）には、所定のクリーニング動作を行う（Ｓ４０４）。なお、クリーニング動作の詳細については、後述する。
一方、ステップ４０３においてクリーニング動作を行わない設定と判断された場合（Ｎｏ）には、ステップ４０４をスキップする。

ステップ４０３またはステップ４０４以降、カメラ１（図１参照）は、撮影待機状態となる。この撮影待機中において、使用者によって表示部５８に表示されたメニューから操作部５７を介して手動によってクリーニング動作が指示されると（Ｓ４０５）、指示された所定のクリーニング動作を行う（Ｓ４０６）。
また、撮影待機中は、電源（カメラ本体１０の電源ダイヤル）のＯＦＦ操作を判断し続ける（Ｓ４０７）。
ステップ４０７において電源ＯＦＦが判断される（Ｙｅｓ）と、設定情報記憶メモリ５３に記憶された設定を参照して、電源ＯＦＦ時においてクリーニング動作を行うか否かを判断する（Ｓ４０８）。

ステップ４０８においてクリーニング動作を行う設定と判断された場合（Ｙｅｓ）には、所定のクリーニング動作を行い（Ｓ４０９）、回路動作を終了する（Ｓ４１０）。
一方、ステップ４０８においてクリーニング動作を行わない設定と判断された場合（Ｎｏ）には、ステップ４０９をスキップして回路作動を終了する（Ｓ４１０）。

つぎに、上記振動クリーニング機構５０におけるクリーニング動作制御について説明する。図５は、クリーニング動作時における、周波数に対する共振強度の変化とクリーニング動作の関係を示すグラフである。図６は、クリーニング動作時の制御フローチャートである。
振動クリーニング機構５０におけるクリーニング動作は、前述したように、振動体５１によって第２ＬＰＦ２２−２を所定の次数の定在波を生ずるように共振させて行う。

ここで、振動制御回路５２は、定められた一定の共振周波数を振動体５１に印加するのではなく、設定情報記憶メモリ５３に記憶された設定情報に基づいて、設定された共振周波数を中心とする所定範囲内で周波数を変化させて、電圧を振動体５１に印加する。つまり、周波数を微少間隔で変化させ、各周波数で所定時間ずつ電圧を振動体５１に印加する。これにより、撮像ユニット２０の個体差（構成要素の寸法のバラツキや組立精度のバラツキに起因する）によって共振周波数に差異があっても、確実に共振状態として塵埃除去作用を行うことができる。

さらに、振動制御回路５２は、クリーニング動作に際して（周波数を変化させて電圧を印加する際）、第２ＬＰＦ２２−２の共振強度を検知し、その共振強度に基づいて駆動パターン（印加電圧における周波数の変化間隔や周波数毎の印加時間）を変える。
すなわち、図５に示すように、共振強度が一定値（閾値）より小さい場合には、その周波数は共振ピークから離れているものとして、周波数の変化間隔を粗く、周波数毎の印加時間は短くする（以下、このクリーニング動作を探索クリーニング動作と呼ぶ）。共振強度が一定値（閾値）より大きくなると、周波数が共振ピークに近いと考えられるために周波数の変化間隔を細かく、周波数毎の印加時間も長くする（以下、詳細クリーニング動作と呼ぶ）。
これにより、探索クリーニング動作によって共振のピークを探り、共振のピーク近傍では詳細クリーニング動作として塵埃除去作用を効率良く行うことができる。

図５中、共振強度が閾値を越える（閾値以上となる）周波数が詳細クリーニング開始周波数Ｆｓであり、この詳細クリーニング開始周波数Ｆｓで探索クリーニング動作から詳細クリーニング動作に切り換える。また、共振強度が閾値より小さくなる（閾値以下となる）周波数がクリーニング動作終了周波数Ｆｅである。クリーニング動作終了周波数Ｆｅでは、クリーニング動作を直ちに終了する。つまり、共振強度が閾値を高い側から低い側に横切って変化するクリーニング動作終了周波数Ｆｅでは、既に共振ピークを経過しているため、定められたクリーニング動作すべき周波数範囲の途中であってもそれ以降の周波数領域に対してはクリーニング動作することなくクリーニング動作を終了する。

なお、本実施形態では、前述したように、第２ＬＰＦ２２−２を複数の振動モードでクリーニング動作させる。このため、上記のクリーニング動作を各振動モード毎に行う。たとえば、２次，３次，４次および５次の定在波について、それぞれ（都合４回）クリーニング動作を行う。

本実施形態では、第２ＬＰＦ２２−２に共振が生ずると圧電素子５１ａの消費電流値が上昇することに着目し、共振強度の検知を、振動体５１（圧電素子５１ａ）の消費電流によって行う。
具体的には、図３に示す電流センサ５５によって検知された振動体５１（圧電素子５１ａ）に流れる電流値に基づいて、周波数間隔と、各周波数に掛ける時間とを、変える。すなわち、振動体５１に流れる電流値が予め定めた閾値以下では探索クリーニング動作とし、電流値が閾値以上では詳細クリーニング動作とする。

ここで、振動制御回路５２が参照する設定情報記憶メモリ５３に記憶された振動駆動に係る設定値は、以下のようなものである。
１．振動モードの数（たとえば、２次振動モード〜５次振動モード）
２．周波数帯域（たとえば、３次振動モードの場合では、３０〜３５ＫＨｚ）
３．周波数変化方向（低→高または高→低、たとえば、３０→３５ＫＨｚまたは３５→３０ＫＨｚの何れか）
４．周波数電圧印加時間（たとえば、３５０ｍｓ）
５．探索クリーニング動作における周波数のステップ間隔（たとえば、１００Ｈｚ）
６．探索クリーニング動作における１ステップ当たりの時間（たとえば、０．２５ｍｓ）
７．詳細クリーニング動作における周波数ステップ（たとえば、５．０Ｈｚ）
８．詳細クリーニング動作における１ステップ当たりの時間（たとえば、２．０ｍｓ）

つぎに、振動制御回路５２による具体的なクリーニング動作制御を、図６に示すフローチャートに沿って説明する。
クリーニング動作が指令されると、振動体５１の振動駆動に係る設定値を、設定情報記憶メモリ５３から読み出す（Ｓ６０１）。
そして、設定された周波数帯域における探索クリーニング動作を開始する（Ｓ６０２）。すなわち、上記例示した設定では、１００Ｈｚ間隔で周波数を変化させて各周波数について０．２５ｍｓずつ電圧を印加する。

ステップ６０２における探索クリーニング動作の開始に伴って、探索クリーニング動作開始からの経過時間ｔを計数して予め設定された所定時間Ｔ以内か否か（ｔ≦Ｔ）を判断する（Ｓ６０３）。また、電流センサ５５が検知した振動体５１の消費電流ｉを予め設定された閾値Ｉと比較して、消費電流ｉが閾値Ｉを越えていないか（ｉ≧Ｉ）判断する（Ｓ６０４）。
ステップ６０４において、電流ｉが閾値Ｉ以上となったと判断された（Ｙｅｓ）場合には、当該時点の周波数（詳細クリーニング開始周波数Ｆｓ）以降の周波数に対するクリーニング動作を、探索クリーニング動作から詳細クリーニング動作に切換る（Ｓ６０５）。すなわち、上記例示した設定では、５．０Ｈｚ間隔で周波数を変化させて各周波数について２．０ｍｓずつ電圧を印加する。

ここで、ステップ６０４において電流ｉが閾値Ｉを越えず（Ｎｏ）に、ステップ６０３において経過時間ｔが所定時間Ｔを越えたと判断された（Ｎｏ）場合（すなわち所定時間Ｔ内に電流ｉが閾値Ｉを越えなかった場合）には、共振ピークが見つからなかったと考えられる。これは、振動体５１に何らかの不具合（たとえば圧電素子５１ａが第２ＬＰＦ２２−２から剥離する等）が発生している可能性があり、表示部５８に警告表示を行って使用者に故障の可能性を知らせる（Ｓ６１０）。

ステップ６０５における詳細クリーニング動作中は、探索クリーニング動作開始からの経過時間ｔが所定時間Ｔ以内か否か（ｔ≦Ｔ）を判断する（Ｓ６０６）。また、電流センサ５５が検知した振動体５１の消費電流ｉを予め設定された閾値Ｉと比較して、消費電流ｉが閾値Ｉ以下か否か（ｉ≦Ｉ）を判断する（Ｓ６０７）。
そして、ステップ６０６において経過時間ｔが所定時間Ｔに達したと判断された（Ｎｏ）場合、または、ステップ６０７において電流ｉが閾値Ｉ以下となったと判断された（Ｙｅｓ）場合には、当該周波数（クリーニング動作終了周波数Ｆｅ）でクリーニング動作（詳細クリーニング動作）を終了する（Ｓ６０８）。

なお、ステップ６０７において電流ｉが閾値Ｉ以下でない（Ｎｏ）にも拘わらず、ステップ６０６において経過時間ｔが所定時間Ｔに達したと判断された（Ｙｅｓ）場合には、振動が共振ピークに達していない可能性が高い。しかし、時間優先で当該振動モードのクリーニング動作は終了する。

ついで、設定された全ての振動モードにおけるクリーニング動作が終了したか否かを判断する（Ｓ６０９）。
ステップ６０９において、全てのクリーニング動作が終了していないと判断された（Ｎｏ）場合には、ステップ６０１に戻って新たな振動モードにおけるクリーニング動作を開始する。
ステップ６１０において、全てのクリーニング動作が終了していると判断された（Ｙｅｓ）場合には、当該クリーニング動作を終了する。

以上、本第１実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）撮像ユニット２０における振動クリーニング機構５０では、設定された共振周波数を中心とする所定範囲内で周波数を微少間隔で変化させ、各周波数で所定時間ずつ電圧を振動体５１に印加する。これにより、撮像ユニット２０の個体差（構成要素の寸法のバラツキや組立精度のバラツキに起因する）によって共振周波数に差異があっても、確実に共振状態として塵埃除去作用を行うことができる。

（２）振動クリーニング機構５０は、クリーニング動作に際して、共振強度が一定値（閾値）より小さい場合には、周波数の変化間隔が粗く周波数毎の印加時間が短い探索クリーニング動作とし、共振強度が一定値（閾値）より大きくなると、周波数の変化間隔が細かく周波数毎の印加時間が長い詳細クリーニング動作とする。これにより、探索クリーニング動作によって迅速に共振のピークを探り、共振ピーク近傍では詳細クリーニング動作として塵埃除去作用を効率良く行うことができる。
その結果、クリーニング動作を短時間で行うことができ、クリーニング動作が迅速な撮影を阻害することを抑制できる。

（第２実施形態）
つぎに、図７および図８を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。
図７は、第２実施形態における、経過時間に対する共振強度の変化とクリーニング動作との関係を示すグラフである。図８は、第２実施形態における、クリーニング動作時における制御フローチャートである。図１に示すカメラ１の構成、および図２〜図３に示す振動クリーニング機構５０の機構的構成は、本第２実施形態においても全く同様であり、説明は省略する。また、図５に示す基本的なクリーニング動作は、本第２実施形態においても同様である。
本第２実施形態は、振動クリーニング機構５０の振動制御回路５２によるクリーニング動作制御が、前述した第１実施形態と異なる。

本第２実施形態における振動制御回路５２によるクリーニング動作制御は、図７に示すように、詳細クリーニング動作を終了後した際に経過時間ｔが所定時間Ｔに達していない場合には、所定時間Ｔに達するまで詳細クリーニング動作を繰り返すように制御する。すなわち、探索クリーニング動作から詳細クリーニング動作に移行する詳細クリーニング開始周波数Ｆｓと、詳細クリーニング動作を終了するクリーニング終了周波数Ｆｅとを、設定情報記憶メモリ５３の一時記憶領域にそれぞれ記憶し、詳細クリーニング動作を終了後した際に経過時間ｔが所定時間Ｔに達していない場合には、詳細クリーニング開始周波数Ｆｓとクリーニング終了周波数Ｆｅとの間の周波数範囲で所定時間Ｔに達するまで詳細クリーニング動作を行う。図７では、一回目の詳細クリーニング動作で詳細クリーニング開始周波数Ｆｓとクリーニング終了周波数Ｆｅとを認知した後、二回（二回目目及び三回目）の詳細クリーニング動作を完了し、さらに、４回目の詳細クリーニング動作中に経過時間ｔが所定時間Ｔに達してクリーニング動作を終了した状況が例示してある。

つぎに、第２実施形態における振動制御回路５２による具体的なクリーニング動作制御を、図８に示すフローチャートに沿って説明する。
クリーニング動作が指令されると、振動体５１の振動駆動に係る設定値を、設定情報記憶メモリ５３から読み出す（Ｓ８０１）。
そして、設定された周波数帯域における探索クリーニング動作を開始する（Ｓ８０２）。

ステップ８０２における探索クリーニング動作の開始に伴って、探索クリーニング動作開始からの経過時間ｔを予め設定された所定時間Ｔ以内か否か（ｔ≦Ｔ）を判断する（Ｓ８０３）。また、電流センサ５５が検知した振動体５１の消費電流ｉを予め設定された閾値Ｉと比較して、消費電流ｉが閾値Ｉを越えていないか（ｉ≧Ｉ）判断する（Ｓ８０４）。

ステップ８０４において、電流ｉが閾値Ｉ以上となったと判断された（Ｙｅｓ）場合には、当該時点の周波数を詳細クリーニング開始周波数Ｆｓとして設定情報記憶メモリ５３に記憶する（Ｓ８０５）と共に、当該時点の周波数以降の周波数に対するクリーニング動作を、探索クリーニング動作から詳細クリーニング動作に切換る（Ｓ８０６）。

ここで、ステップ８０４において電流ｉが閾値Ｉを越えず（Ｎｏ）に、ステップ６０３において経過時間ｔが所定時間Ｔを越えたと判断された（Ｎｏ）場合（すなわち設定された所定時間Ｔ内に電流ｉが閾値Ｉを越えなかった場合）には、表示部５８に警告表示を行う（Ｓ８１５）。

詳細クリーニング動作中は、探索クリーニング動作開始からの経過時間ｔが所定時間Ｔ以内か否か（ｔ≦Ｔ）を判断する（Ｓ８０７）。また、電流センサ５５が検知した振動体５１の消費電流ｉを予め設定された閾値Ｉと比較して、消費電流ｉが閾値Ｉ以下か否か（ｉ≦Ｉ）を判断する（Ｓ８０８）。

ステップ８０７において、経過時間ｔが所定時間Ｔに達したと判断された（Ｎｏ）場合には、クリーニング動作（詳細クリーニング動作）を終了する（Ｓ８１３）。
一方、ステップ８０７において経過時間ｔが所定時間Ｔに達しておらず（Ｙｅｓ）、ステップ８０８において電流ｉが閾値Ｉ以下となったと判断された（Ｙｅｓ）場合には、当該時点の周波数をクリーニング終了周波数Ｆｅとして設定情報記憶メモリ５３に記憶する（Ｓ８０９）。

つぎに、設定情報記憶メモリ５３から詳細クリーニング開始周波数Ｆｓとクリーニング終了周波数Ｆｓとを読み込み（Ｓ８１０）、この詳細クリーニング開始周波数Ｆｓとクリーニング終了周波数Ｆｓとの間で詳細クリーニング動作を行う（Ｓ８１１）。
その詳細クリーニング動作の間、探索クリーニング動作開始からの経過時間ｔが所定時間Ｔ以内か否か（ｔ≦Ｔ）を判断し（Ｓ８１２）、経過時間ｔが所定時間Ｔに達したと判断されると（Ｎｏ）、詳細クリーニング動作を終了する（Ｓ８１３）。

ついで、設定された全ての振動モードにおけるクリーニング動作が終了したか否かを判断する（Ｓ８１４）。
ステップ８１４において、全ての振動モードのクリーニング動作が終了していないと判断された（Ｎｏ）場合には、ステップ８０１に戻って新たな振動モードにおけるクリーニング動作を開始する。
ステップ８１４において、全ての振動モードのクリーニング動作が終了していると判断された（Ｙｅｓ）場合には、当該クリーニング動作を終了する。

以上、本第２実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）本第２実施形態における振動制御回路５２によるクリーニング動作制御は、詳細クリーニング動作を終了後した際に経過時間ｔが所定時間Ｔに達していない場合には、所定時間Ｔに達するまで詳細クリーニング動作を繰り返す。これにより、所定時間Ｔ内において共振ピーク付近での詳細クリーニング動作を長時間行うことができるため、高い塵埃除去作用が得られる。

（変形形態）
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態では、第２ＬＰＦ２２−２における共振の検知を、振動体５１（圧電素子５１ａ）の消費電流によって行っている。しかし、第２ＬＰＦ２２−２の共振を検知するための指標は、振動体５１に流れる電流値に限るものではない。たとえば、振動体５１に印加された電圧値の変化や、第２ＬＰＦ２２−２の表面における振動による加速度を光学的に検知してこれらを指標としても良い。
（２）本実施形態は、第２ＬＰＦ２２−２を振動クリーニング機構５０が振動させて、第２ＬＰＦ２２−２の表面に付着した塵埃を除去する。しかし、振動させて付着した塵埃を除去する部材は光学ＬＰＦに限るものではなく、他の機能のフィルタや、塵埃防止専用の光学部材であっても良い。
（３）上述の実施形態では、撮像装置としてレンズ交換式のカメラを例にして説明したが、本発明はこれに限定されない。レンズ交換式に比べると、光学部材に対する外部からの塵埃付着の可能性は低いが、本発明は、レンズ鏡筒の交換ができない、いわゆるコンパクトカメラにも適用可能である。

また、上記実施形態および変形形態は適宜に組み合わせて用いることができるが、各実施形態の構成は図示と説明により明らかであるため、詳細な説明を省略する。さらに、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。

１：カメラ、１０：カメラ本体、２０：撮像ユニット、２１：撮像素子、２２：光学ＬＰＦ、５０：振動クリーニング機構、５１：振動体、５１ａ：圧電素子、５２：振動制御回路、５３：設定情報記憶メモリ、５４：圧電素子駆動回路、５５：電流センサ、５６：電源部、５７：操作部、５８：表示部、Ｆｓ：詳細クリーニング開始周波数、Ｆｓ：クリーニング動作終了周波数、１００：レンズ鏡筒、１０１：光学系

Claims (8)

1. 撮像面の被写体側に配置されるとともに、結像光学系を通った光を透光する光学部材と、
   前記光学部材を振動させる振動手段と、
   前記振動手段により振動させられた前記光学部材の共振状態を示す状態量を検出する検出手段と、
   前記振動手段を、所定の掃引時間内において、第１の制御パラメータに基づき振動周波数を段階的に変化させて振動させ、前記状態量が閾値を越えたときに、前記第１の制御パラメータと異なる第２の制御パラメータに切り替え、該第２の制御パラメータに基づき振動周波数を段階的に変化させて振動させる振動モードで制御する制御手段と、
   を備えること、を特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置であって、
   前記振動モードは、複数設定可能であること、
   を特徴とする撮像装置。
3. 請求項２に記載の撮像装置であって、
   前記制御手段は、前記振動モードごと前記第１の制御パラメータ及び前記第２の制御パラメータを設定可能であること、
   を特徴とする撮像装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置であって、
   前記第１の制御パラメータ及び第２の制御パラメータは、固定パラメータと、切替パラメータとを有すること、
   を特徴とする撮像装置。
5. 請求項４に記載の撮像装置であって、
   前記切替パラメータは、前記閾値を含むこと、
   を特徴とする撮像装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置であって、
   前記第１の制御パラメータ及び前記第２の制御パラメータは、前記振動手段の振動周波数の値を段階的に変化させる場合の変化の割合を含み、
   該変化の割合は、前記状態量が前記閾値よりも低い場合よりも、前記状態量が前記閾値よりも高い場合のほうが小さいこと、
   を特徴とする撮像装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像装置であって、
   前記状態量が前記閾値を越えた後、再度閾値になった場合、前記掃引時間未満であっても、その時点で行われている振動モードを終了すること、
   を特徴とする撮像装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像装置であって、
   前記状態量が前記閾値を越えた時点における前記振動手段の周波数である共振開始周波数と、前記状態量が再度閾値となった時点の前記振動手段の周波数である共振終了周波数と、を記憶する記憶部を備え、
   前記制御手段は、前記記憶部に記憶された前記共振開始周波数と前記共振終了周波数との情報に基づき、前記掃引時間内において前記共振開始周波数と前記共振終了周波数との間の振動を繰り返すこと、
   を特徴とする撮像装置。

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