JP4007867B2 - 電子撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自己の光電変換面上に照射された光に対応した画像信号を得る撮像素子を有する撮像素子ユニットを備えた電子撮像装置、例えば、レンズ交換可能な一眼レフレックス式デジタルカメラ等の電子撮像装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年においては、一眼レフレックス方式のファインダー装置を具備すると共に、カメラ本体に対して撮影光学系を着脱自在となるように構成し、使用者が所望するときに所望の撮影光学系を任意に着脱し交換することで、単一のカメラ本体において複数種類の撮影光学系を選択的に使用し得るように構成した、いわゆるレンズ交換可能な形態のデジタルカメラが一般に実用化されつつある。
【０００３】
このようなレンズ交換可能な形態のデジタルカメラにおいては、当該撮影光学系をカメラ本体から取り外した際に、カメラ本体の内部に空気中に浮遊する塵埃等が侵入する可能性がある。また、カメラ本体内部には、例えば、シャッタ・絞り機構等、機械的に動作する各種の機構が配設されていることから、これら各種の機構等からは、その動作中にゴミ等が発生する場合もある。
【０００４】
そこで、本出願人は、先に特願２０００−４０１２９１号において撮像素子の光電変換面の側を封止および保護する防塵部材を備えることで、当該撮像素子の光電変換面に塵埃等が付着するのを抑制すると共に、所定の加振手段を用いて防塵部材に所定の振幅の振動を与えることによって防塵部材に付着した塵埃等を除去する技術を提案している。
【０００５】
この技術によれば、小型でかつ簡単な機構を用いて撮像素子の光電変換面に塵埃が付着するのを抑制すると共に、防塵部材の表面に付着する塵埃等を容易に除去し得るレンズ交換可能な形態のデジタルカメラを構成することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のデジタルカメラにおいては、防塵部材として撮像素子の前面側に防塵フィルタ（ガラス）を配置し、また加振手段として防塵フィルタの周縁部に一体となるように圧電素子を設けている。そして、この圧電素子に周期電圧を印加することで圧電素子を振動させ、この振動でもって防塵フィルタに対して所定の振動を与えるようになっている。
【０００７】
しかしながら、振動時の圧電素子そのものの変位量は僅かであるので、圧電素子の変位量のみで防塵フィルタを振動させても効率良く塵埃の除去を行うことはできない。したがって、防塵フィルタの振動の振幅を大きくするために、その防塵フィルタ自体がもつ固有の共振周波数で加振する必要がある。また、圧電素子に対して高い電圧を印加することでも、圧電素子の変位量が大きくなるので、防塵フィルタにより大きな振幅の振動を発生させることができる。
【０００８】
ただし、防塵フィルタの振幅が大きくなりすぎると、防塵フィルタ自体が破壊してしまうことがある。特に、駆動電源として電池を使用する電子撮像装置の場合、電池電圧に応じて防塵フィルタの振幅に差が生じることになる。このため、比較的低い電圧でも大きな振幅が得られるように防塵フィルタを設定してしまうと、新品電池の場合に上述したような防塵フィルタが破壊する事故が発生するおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、圧電素子の駆動回路の構成を複雑にすることなく、最適な状態で防塵フィルタを振動させることができる塵埃除去機構を有する電子撮像装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明による電子撮像装置は、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段と、上記撮像手段の前面に配置された防塵フィルタと、上記防塵フィルタを振動させる加振手段と、電源電圧を測定する測定手段と、を具備し、上記加振手段は、上記測定手段で測定された電源電圧が所定電圧以下の場合には上記防塵フィルタの共振周波数に近い第１の周波数で上記防塵フィルタを振動させ、上記電源電圧が上記所定電圧よりも高い場合には上記共振周波数からはずれた第２の周波数で振動させることを特徴とする。
【００１１】
即ち、本発明の電子撮像装置は、撮像手段の前面に配置された防塵フィルタを加振手段によって振動させる際に、測定手段によって測定した電源電圧が所定電圧以下の場合には防塵フィルタの共振周波数に近い第１の周波数で上記防塵フィルタを振動させ、電源電圧が上記所定電圧よりも高い場合には上記共振周波数からはずれた第２の周波数で振動させる。
【００１２】
また、上記の目的を達成するために、本発明による電子撮像装置は、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段と、上記撮像手段の前面に配置された防塵フィルタと、上記防塵フィルタを振動させる加振手段と、電源電圧を測定する測定手段と、を具備し、上記加振手段は、上記測定手段で測定された電源電圧が所定電圧よりも高い場合には上記防塵フィルタを第１の所定時間だけ振動させ、上記電源電圧が上記所定電圧以下の場合には上記防塵フィルタを上記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間だけ振動させることを特徴とする。
【００１３】
即ち、本発明の電子撮像装置は、撮像手段の前面に配置された防塵フィルタを加振手段によって振動させる際に、測定手段によって測定した電源電圧が所定電圧よりも高い場合には防塵フィルタを第１の所定時間だけ振動させ、電源電圧が所定電圧以下の場合には防塵フィルタを上記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間だけ振動させる。
【００１４】
更に上記の目的を達成するために、本発明の電子撮像装置は、撮像素子と、上記撮像素子の前面に配設された防塵フィルタと、上記防塵フィルタの周縁部に配設された圧電素子と、上記圧電素子を振動させる駆動回路と、電源電圧を測定してデジタルデータを出力する測定回路と、上記測定回路の測定結果に応じて、上記圧電素子を振動させるための周波数信号を調整して上記駆動回路に供給する制御回路と、上記圧電素子の振動によって上記防塵フィルタを振動させ、それによって上記防塵フィルタの表面に付着した塵埃を除去する塵埃除去機構と、を具備し、上記制御回路は、上記測定回路によって測定された電源電圧を所定値と比較し、上記電源電圧が上記所定値以下の場合には上記防塵フィルタの共振周波数に近い周波数の信号を上記駆動回路に供給し、上記電源電圧が上記所定値よりも高い場合には上記共振周波数からはずれた周波数の信号を上記駆動回路に供給することを特徴とする。
【００１５】
即ち、本発明の電子撮像装置は、防塵フィルタの周縁部に配設された圧電素子を駆動回路によって振動させる際に、測定回路によって測定した電源電圧を所定値と比較し、電源電圧が所定値以下の場合には防塵フィルタの共振周波数に近い周波数の信号を駆動回路に供給し、電源電圧が所定値よりも高い場合には共振周波数からはずれた周波数の信号を上記駆動回路に供給する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図２は、本発明の第１の実施形態に係わる電子撮像装置をデジタルカメラに適用した場合の概略的な構成を示す図である。つまり、図２は、該カメラの一部を切断して、その内部構成を概略的に示す斜視図である。
【００１７】
カメラ１は、それぞれが別体に構成されるカメラ本体１１とレンズ鏡筒１２とからなる。このとき、カメラ本体１１とレンズ鏡筒１２とは、互いに着脱自在に構成されてなるものである。
【００１８】
レンズ鏡筒１２は、複数のレンズやその駆動機構等からなる撮影光学系１２ａを内部に保持して構成されている。この撮影光学系１２ａは、被写体からの光束を透過させることで当該被写体光束により形成される被写体の像を所定の位置、つまり、後述する撮像素子の光電変換面上に結像せしめるように、例えば、複数の光学レンズ等によって構成されるものである。そして、このレンズ鏡筒１２は、カメラ本体１１の前面に向けて突出するように配設されている。
【００１９】
カメラ本体１１は、内部に各種の構成部材等を備えて構成されていて、撮影光学系１２ａを保持するレンズ鏡筒１２を着脱自在となるように配設するための連結部材である撮影光学系装着部１１ａを、その前面に備えて構成されてなる、いわゆる一眼レフレックス方式のカメラである。
【００２０】
つまり、カメラ本体１１の前面側の略中央部には、被写体光束を当該カメラ本体１１の内部へと導き得る所定の口径を有する露光用開口が形成されており、この露光用開口の周縁部に撮影光学系装着部１１ａが形成されている。
【００２１】
カメラ本体１１の外面側には、その前面に上述の撮影光学系装着部１１ａが配設されているほか、上面部や背面部等の所定の位置にカメラ本体１１を動作させるための各種の操作部材、例えば、撮影動作を開始せしめるための指示信号等を発生させるためのレリーズボタン１７等が配設されている。
【００２２】
カメラ本体１１の内部には、各種の構成部材、例えば、いわゆる観察光学系を構成するファインダー装置１３と、撮像素子の光電変換面への被写体光束の照射時間等を制御するシャッタ機構等を備えたシャッタ部１４と、被写体像に対応した画像信号を得る不図示の撮像素子及びこの撮像素子の光電変換面の前面側における所定の位置に配設され、当該光電変換面への塵埃等の付着を予防する防塵部材である防塵フィルタ（防塵ガラスともいう）２１を含む撮像ユニット１５と、電気回路を構成する各種の電気部材が実装される主回路基板１６を始めとした複数の回路基板等が、それぞれ所定の位置に配設されている。なお、図２では、主回路基板１６以外の回路基板については図示を省略している。
【００２３】
ファインダー装置１３は、撮影光学系１２ａを透過した被写体光束の光軸を折り曲げて観察光学系の側へと導き得るように構成された反射鏡（クイックリターンミラー）１３ｂと、このクイックリターンミラー１３ｂから出射する光束を受けて正立正像を形成するペンタプリズム１３ａと、このペンタプリズム１３ａにより形成される像を拡大して、観察するのに最適な形態の像を結像させる接眼レンズ１３ｃ等によって構成されている。
【００２４】
クイックリターンミラー１３ｂは、撮影光学系１２ａの光軸から退避する位置と当該光軸上の所定の位置との間で移動自在に構成されている。また、このクイックリターンミラー１３ｂは、通常状態においては、撮影光学系１２ａの光軸上において当該光軸に対して所定の角度、例えば、角度４５度を有して配置されている。これにより、撮影光学系１２ａを透過した被写体光束は、当該カメラ１が通常状態にあるときには、クイックリターンミラー１３ｂによってその光軸が折り曲げられて、当該クイックリターンミラー１３ｂの上方に配置されるペンタプリズム１３ａの側へと反射されるようになっている。
【００２５】
一方、本カメラ１が撮影動作の実行中においては、当該クイックリターンミラー１３ｂは撮影光学系１２ａの光軸から退避する所定の位置に移動する。これによって、被写体光束は、撮像素子側へと導かれる。
【００２６】
シャッタ部１４は、例えば、フォーカルプレーン方式のシャッタ機構やその駆動回路等、従来のカメラ等において一般的に利用されているものと同様のものが本実施形態においても適用される。
【００２７】
次に、本カメラ１における撮像ユニット１５の詳細について、以下に説明する。
図３、図４、及び図５は、本カメラ１における撮像ユニット１５の一部を取り出して示す図である。図３は、当該撮像ユニットを分解して示す要部分解斜視図である。また、図４は、組み立てた状態の当該撮像ユニットの一部を切断して示す斜視図である。更に、図５は、図４の切断面に沿う断面図である。
【００２８】
本カメラ１における撮像ユニット１５は、上述したようにシャッタ部１４を含む複数の部材によって構成されるユニットである。なお、図３〜図５においては、撮像ユニット１５の主要部を図示するに留め、シャッタ部１４の図示は省略している。また、各構成部材の位置関係を示すために、図３〜図５においては、当該撮像ユニット１５の近傍に設けられ、撮像素子２７が実装されると共に、画像信号処理回路及びワークメモリ等からなる撮像系の電気回路が実装される主回路基板１６を合わせて図示している。
【００２９】
なお、この主回路基板１６、それ自体の詳細については、従来のカメラ等において一般的に利用されているものが適用されるものとして、その説明は省略する。
【００３０】
撮像ユニット１５は、電荷結合素子（Charge Coupled Device；以下、ＣＣＤと称する）等からなり、撮影光学系１２ａを透過し自己の光電変換面上に照射された光に対応した画像信号を得る撮像素子２７と、この撮像素子２７を固定支持する薄板状の部材からなる撮像素子固定板２８と、撮像素子２７の光電変換面の側に配設され、撮影光学系１２ａを透過して照射される被写体光束から高周波成分を取り除くべく形成される光学素子である光学的ローパスフィルタ（Low Pass Filter；以下、光学ＬＰＦと称する）２５と、この光学ＬＰＦ２５と撮像素子２７との間の周縁部に配置され、略枠形状の弾性部材等によって形成されるローパスフィルタ受け部材２６と、撮像素子２７を収納し、固定保持すると共に光学ＬＰＦ２５をその周縁部位からその近傍部位までに密着して支持し、かつ所定の部位を後述する防塵フィルタ受け部材２３に密に接触するように配設される撮像素子収納ケース部材（以下、ＣＣＤケースと称する）２４と、このＣＣＤケース２４の前面側に配置され防塵フィルタ２１をその周縁部位からその近傍部位までに密着させて支持する防塵フィルタ受け部材２３と、この防塵フィルタ受け部材２３によって支持されて、撮像素子２７の光電変換面の側であり光学ＬＰＦ２５の前面側において当該光学ＬＰＦ２５との間に所定の間隔を持つ所定の位置に、対向配置される防塵フィルタ２１と、この防塵フィルタ２１の周縁部に配設され当該防塵フィルタ２１に対して所定の振動を与えるための加振用部材であり、例えば、電気機械変換素子などからなる圧電素子２２と、防塵フィルタ２１を防塵フィルタ受け部材２３に対して気密的に接合させ固定保持する弾性体から押圧部材２０等によって構成されている。
【００３１】
撮像素子２７は、撮影光学系１２ａを透過した被写体光束を自己の光電変換面に受けて光電変換処理を行うことによって、当該光電変換面に形成される被写体像に対応した画像信号を取得するものであって、例えば、上述のＣＣＤが適用される。なお、撮像素子２７は特許請求の範囲に記載の撮像手段に相当する。
【００３２】
この撮像素子２７は、撮像素子固定板２８を介して主回路基板１６上の所定の位置に実装されている。この主回路基板１６には、上述したように画像信号処理回路及びワークメモリ等が共に実装されており、撮像素子２７から出力された信号は、これらの回路等で処理される。
【００３３】
撮像素子２７の前面側には、ローパスフィルタ受け部材２６を挟んで光学ＬＰＦ２５が配設されている。そして、これを覆うようにＣＣＤケース２４が配設されている。
【００３４】
つまり、ＣＣＤケース２４には、略中央部分に矩形状の開口２４ｃが設けられており、この開口２４ｃには、その後方側から光学ＬＰＦ２５及び撮像素子２７が配設されるようになっている。この開口２４ｃの後方側の内周縁部には、図４および図５に示すように断面が略Ｌ字形状からなる段部２４ａが形成されている。
【００３５】
上述したように、光学ＬＰＦ２５と撮像素子２７との間には、弾性部材等からなるローパスフィルタ受け部材２６が配設されている。このローパスフィルタ受け部材２６は、撮像素子２７の前面側の周縁部において、その光電変換面の有効範囲を避ける位置に配設され、かつ、光学ＬＰＦ２５の背面側の周縁部近傍に当接するようになっている。そして、このローパスフィルタ受け部２６によって光学ＬＰＦ２５と撮像素子２７との間を略気密性が保持される。この場合、光学ＬＰＦ２５には、ローパスフィルタ受け部材２６によって、光軸方向への弾性力が働くことになる。
【００３６】
そこで、光学ＬＰＦ２５の前面側の周縁部をＣＣＤケース２４の段部２４ａに対して略気密的に接触させるように配置することで、当該光学ＬＰＦ２５をその光軸方向に変位させようとするローパスフィルタ受け部材２６による弾性力に抗して、当該光学ＬＰＦ２５の光軸方向における位置を規制する。
【００３７】
換言すれば、ＣＣＤケース２４の開口２４ｃの内部にＣＣＤケース２４の背面側より挿入された光学ＬＰＦ２５は、段部２４ａによって光軸方向における位置規制がなされている。これにより、当該光学ＬＰＦ２５は、ＣＣＤケース２４の内部から前面側へ向けて外部に抜け出ないようになっている。
【００３８】
このようにして、ＣＣＤケース２４の開口２４ｃの内部にＣＣＤケース２４の背面側から光学ＬＰＦ２５が挿入された後、光学ＬＰＦ２５の背面側には、撮像素子２７が配設されるようになっている。この場合において、光学ＬＰＦ２５と撮像素子２７との間には、周縁部においてローパスフィルタ受け部材２６が挟持される。
【００３９】
また、撮像素子２７は、上述したように撮像素子固定板２８を挟んで主回路基板１６に実装されている。そして、撮像素子固定板２８は、ＣＣＤケース２４の背面側からネジ孔２４ｅに対してネジ２８ｂによってスペーサ２８ａを介して固定されている。また、撮像素子固定板２８には、主回路基板１６がスペーサ１６ｃを介してネジ１６ｄによって固定される。
【００４０】
ＣＣＤケース２４の前面側には、防塵フィルタ受け部材２３がＣＣＤケース２４のネジ孔２４ｂに対してネジ２３ｂによって固定されている。この場合において、ＣＣＤケース２４の周縁側であって前面側の所定の位置には、図４および図５において詳細に示すように、周溝２４ｄが略環状に形成されている。その一方で、防塵フィルタ受け部材２３の周縁側であって背面側の所定の位置には、ＣＣＤケース２４の周溝２４ｄに対応させた環状凸部２３ｄ（図３には図示せず）が全周にわたって略環状に形成されている。したがって、環状凸部２３ｄと周溝２４ｄとが嵌合することにより、ＣＣＤケース２４と防塵フィルタ受け部材２３とは、環状の領域、即ち、周溝２４ｄと環状凸部２３ｄとが形成される領域において相互に略気密的に嵌合する。
【００４１】
防塵フィルタ２１は、全体として円形または多角形の板状をなしている。そして、防塵フィルタ２１のうち、少なくとも自己の中心から放射方向に所定の広がりを持つ領域が透明部をなしており、この透明部が光学ＬＰＦ２５の前面側に所定の間隔を持って対向配置されている。
【００４２】
また、防塵フィルタ２１の一方の面、即ち、本実施形態では背面側、の周縁部には、当該防塵フィルタ２１に対して振動を与えるための所定の加振用部材であり電気機械変換素子等によって形成される圧電素子２２が、一体となるように、例えば接着剤による貼着等の手段により配設されている。この圧電素子２２は、外部から所定の駆動電圧を印加することによって防塵フィルタ２１に所定の振動を発生させることができるように構成される。なお、圧電素子２２は特許請求の範囲に記載の加振手段に相当する。
【００４３】
そして、防塵フィルタ２１は、防塵フィルタ受け部材２３に対して気密的に接合するように板ばね等の弾性体からなる押圧部材２０によって固定保持される。
【００４４】
防塵フィルタ受け部材２３の略中央部近傍には、円形状または多角形状の開口２３ｆが設けられている。この開口２３ｆは、撮影光学系１２ａを透過した被写体光束を通過させて、当該被写体光束が後方に配置される撮像素子２７の光電変換面を照射するのに充分な大きさとなるように設定されている。
【００４５】
この開口２３ｆの周縁部には、前面側に突出する、図４および図５に示す壁部２３ｅが略環状に形成されており、この壁部２３ｅの先端側には、更に前面側に向けて突出するように受け部２３ｃが形成されている一方、防塵フィルタ受け部材２３の前面側の外周縁部近傍には、所定の位置に複数（本実施形態では三箇所）の突状部２３ａが前面側に向けて突出するように形成されている。この突状部２３ａは、防塵フィルタ２１を固定保持する押圧部材２０を固設するために形成される部位であって、当該押圧部材２０は、突状部２３ａの先端部に対してネジ２０ａ等の締結手段により固設されている。
【００４６】
押圧部材２０は、上述したように板ばね等の弾性体によって形成される部材である。この押圧部材２０の基端部は突状部２３ａに固定され、自由端部が防塵フィルタ２１の外周縁部に当接することで、当該防塵フィルタ２１を防塵フィルタ受け部材２３の側、即ち、光軸方向に向けて押圧するようになっている。
【００４７】
この場合において、防塵フィルタ２１の背面側の外周縁部に配設される圧電素子２２の所定の部位が、受け部２３ｃに当接することで、防塵フィルタ２１及び圧電素子２２の光軸方向における位置が規制されるようになっている。これにより、防塵フィルタ２１は、圧電素子２２を介して防塵フィルタ受け部材２３に対して気密的に接合するように固定保持されている。
【００４８】
換言すれば、防塵フィルタ受け部材２３は、押圧部材２０による附勢力によって防塵フィルタ２１と圧電素子２２を介して気密的に接合するように構成されている。
【００４９】
ところで、上述したように防塵フィルタ受け部材２３とＣＣＤケース２４とは、周溝２４ｄと、図４および図５に示す環状凸部２３ｄとが相互に略気密的に嵌合するようになっているのと同時に、防塵フィルタ受け部材２３と防塵フィルタ２１とは、押圧部材２０の附勢力により圧電素子２２を介して気密的に接合するようになっている。また、ＣＣＤケース２４に配設される光学ＬＰＦ２５は、光学ＬＰＦ２５の前面側の周縁部とＣＣＤケース２４の段部２４ａとの間で略気密的となるように配設されている。更に、光学ＬＰＦ２５の背面側には、撮像素子２７がローパスフィルタ受け部材２６を介して配設されており、光学ＬＰＦ２５と撮像素子２７との間においても、略気密性が保持されるようになっている。
【００５０】
これにより、光学ＬＰＦ２５と防塵フィルタ２１とが対向する間の空間には、所定の空隙部５１ａが形成されている。また、光学ＬＰＦ２５の周縁側、即ち、ＣＣＤケース２４と防塵フィルタ受け部材２３と防塵フィルタ２１とによって、空間部５１ｂが形成されている。この空間部５１ｂは、図４および図５に示すように光学ＬＰＦ２５の外側に張り出すようにして形成されている封止された空間である。
【００５１】
また、この空間部５１ｂは、空隙部５１ａよりも広い空間となるように設定されている。そして、空隙部５１ａと空間部５１ｂとからなる空間は、上述した如くＣＣＤケース２４と防塵フィルタ受け部材２３と防塵フィルタ２１と光学ＬＰＦ２５とによって略気密的に封止される封止空間５１となっている。
【００５２】
このように、本実施形態の電子撮像装置における撮像ユニット１５では、光学ＬＰＦ２５及び防塵フィルタ２１の周縁に形成され空隙部５１ａを含む略密閉された封止空間５１を形成する封止構造部が構成されている。そして、この封止構造部は、光学ＬＰＦ２５の周縁部位またはその近傍部位から外側の位置に設けられるようになっている。
【００５３】
更に、本実施形態においては、防塵フィルタ２１をその周縁部位からその近傍部位までに密着して支持する第１の部材である防塵フィルタ受け部材２３と、光学ＬＰＦ２５をその周縁部位からその近傍部位までに密着して支持すると共に、自己の所定部位で防塵フィルタ受け部材２３と密に接触するように配設される第２の部材であるＣＣＤケース２４等によって、封止構造部が構成されている。
【００５４】
上述のように構成されたカメラ１においては、撮像素子２７の前面側の所定位置に防塵フィルタ２１を対向配置し、撮像素子２７の光電変換面と防塵フィルタ２１との周縁部位に形成される封止空間５１を封止するように構成したことによって、撮像素子２７の光電変換面に塵挨等が付着するのを予防している。
【００５５】
そして、この場合において、防塵フィルタ２１の前面側の露出面に付着する塵挨等については、当該防塵フィルタ２１の周縁部に一体となるように配設される圧電素子２２に周期電圧を印加して防塵フィルタ２１に対して所定の振動を与えることで、除去することができるようになっている。
【００５６】
図６は、本カメラ１における撮像ユニット１５のうち防塵フィルタ２１及びこれに一体に設けられる圧電素子２２のみを取り出して示す正面図である。また、図７および図８は、図６の圧電素子２２に対して駆動電圧を印加した際の防塵フィルタ２１及び圧電素子２２の状態変化を説明するための図を示す。つまり、図７は、図６のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図８は、図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００５７】
ここで、例えば、圧電素子２２に負（マイナス；−）電圧を印加した場合には、防塵フィルタ２１は、図７および図８において中心Ｃから実線で示すように変形する。一方、圧電素子２２に正（プラス；＋）電圧を印加した場合には、防塵フィルタ２１は、同図において中心Ｃから二点鎖線で示すように変形する。
【００５８】
この場合において、図６〜図８に示す振動の節２１ａの位置では、実質的に振幅は零になることから、この節２１ａに対応する部位に防塵フィルタ受け部材２３の受け部２３ｃを当接させるように設定する。これにより、振動を阻害することなく防塵フィルタ２１を効率的に支持し得ることになる。
【００５９】
そして、この状態において、所定のときに後述する防塵フィルタ駆動回路を制御して、圧電素子２２に対して周期的な電圧を印加することで防塵フィルタ２１は振動し、当該防塵フィルタ２１の表面に付着した塵挨等は除去される。
【００６０】
なお、このときの振動の共振周波数は、防塵フィルタ２１の形状や板厚、材質等により決まるものである。また、上述の図６〜図８に示す例では、１次の振動を発生させた場合を示しているが、これに限らず、高次の振動を発生させるようにしてもよい。
【００６１】
図１には、本発明の第１実施形態に係わる電子撮像装置を搭載したカメラシステムの構成をブロック構成図で示す。
【００６２】
このカメラシステムは、交換レンズとしてのレンズ鏡筒１２とカメラ本体１１とから主に構成されており、カメラ本体１１の前面に対して、所望のレンズ鏡筒１２が着脱自在に設定されている。
【００６３】
レンズ鏡筒１２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）２０５が行う。また、カメラ本体１１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）１５０が行う。なお、これらＬｕｃｏｍ２０５とＢｕｃｏｍ１５０とは、カメラ本体１１とレンズ鏡筒１２とを合体させた時において通信コネクタ２０６を介して通信可能に電気的接続がなされる。この状態で、カメラシステムとしてＬｕｃｏｍ２０５がＢｕｃｏｍ１５０に従属的に協働しながら稼動する。
【００６４】
レンズ鏡筒１２内には撮影光学系１２ａと絞り２０３が設けられている。撮影光学系１２ａはレンズ駆動機構２０２内にある図示しないＤＣモータによって駆動される。また、絞り２０３は絞り駆動機構２０４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。このとき、Ｌｕｃｏｍ２０５はＢｕｃｏｍ１５０の指令に従ってこれら各モータを制御する。
【００６５】
カメラ本体１１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レックス方式の構成部材（クイックリターンミラー１３ｂ、ペンタプリズム１３ａ、接眼レンズ１３ｃ、およびサブミラー１１４）と、光軸上のフォーカルプレーン方式のシャッタ部１４と、上記サブミラー１１４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１１６が設けられている。
【００６６】
また、上記ＡＦセンサユニット１１６を駆動制御するＡＦセンサ駆動回路１１７と、上記クイックリターンミラー１３ｂを駆動制御するミラー駆動機構１１８と、上記シャッタ部１４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１１９と、それら先幕と後幕の動きを制御するシャッタ制御回路１２０と、上記ペンタプリズム１３ａからの光束に基づき測光処理する測光回路１２１が設けられている。
【００６７】
光軸上には、上記撮影光学系１２ａを通過した被写体光束を光電変換するための撮像ユニット１５が光電変換素子として設けられ、更にこの撮像ユニット１５と撮影光学系１２ａとの間に配された光学素子としての防塵フィルタ２１によって保護されている。そして、この防塵フィルタ２１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２２がその防塵フィルタ２１の周縁部に取り付けられている。
【００６８】
また、圧電素子２２は、加振手段の一部としての防塵フィルタ駆動回路１４０によって防塵フィルタ２１を振動させ、その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である。
【００６９】
なお、撮像素子２７の周辺の温度を測定するために、防塵フィルタ２１の近傍には、温度測定回路１３３が設けられている。
このカメラシステムにはまた、撮像素子２７に接続したインターフェイス回路１２３、液晶モニタ１２４、記憶領域として設けられたＳＤＲＡＭ１２５、ＦｌａｓｈＲＯＭ１２６および記録メディア１２７などを利用して画像処理する画像処理コントローラ１２８とが設けられ、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。
【００７０】
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から成る不揮発性メモリ１２９が、Ｂｕｃｏｍ１５０からアクセス可能に設けられている。
【００７１】
また、Ｂｕｃｏｍ１５０には、当該カメラ１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ＬＣＤ１５１と、カメラ操作ＳＷ１５２とが設けられている。なお、このカメラ操作ＳＷ１５２は、例えば、レリーズＳＷ、モード変更ＳＷおよびパワーＳＷなどの、当該カメラを操作するために必要な操作ボタンを含むスイッチ群である。
【００７２】
更に、電源としての電池１５４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１５３が設けられている。なお、電池１５４の電圧は、Ｂｕｃｏｍ１５０内に設けられているＡ／Ｄ変換回路（以下、ＡＤＣと称する）１６０にてデジタルデータに変換される。このとき、Ｂｕｃｏｍ１５０は、そのデジタルデータに基づいて電池１５４の状態をチェック可能である。なお、ＡＤＣ１６０は特許請求の範囲に記載の測定手段に相当する。
【００７３】
上述した如く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１２８は、Ｂｕｃｏｍ１５０の指令に従ってインターフェイス回路１２３を制御して撮像素子２７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１２８でビデオ信号に変換され、液晶モニタ１２４にて出力表示される。ユーザはこの液晶モニタ１２４の表示画像から、撮影した画像イメージを確認できる。
【００７４】
ＳＤＲＡＭ１２５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際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１２７に保管されるように設定されている。
【００７５】
撮像素子２７は、透明なガラス面を有する防塵フィルタ２１によって保護されている。この防塵フィルタ２１の周縁部にはそのガラス面を加振するための圧電素子２２が配置されており、この圧電素子２２は、後で詳しく説明するように防塵フィルタ駆動回路１４０によって駆動される。なお、撮像素子２７及び圧電素子２２は、防塵フィルタ２１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。
【００７６】
また、通常、温度はガラス製の物材の弾性係数に影響し、その物材の固有振動数を変化させる要因の１つであるので、運用時には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。このときには、稼動中に温度上昇が激しい撮像素子２７の前面を保護するために設けられた防塵フィルタ２１の温度変化を測定してその時の固有振動数を予測するほうがよい。
【００７７】
したがって、本実施形態の場合、上記温度測定回路１３３に接続されたセンサ（不図示）が、撮像素子２７の周辺温度を測定するために設けられている。なお、そのセンサの温度測定ポイントは、防塵フィルタ２１の振動面の極近傍に設定されるのが好ましい。
【００７８】
ミラー駆動機構１１８は、クイックリターンミラー１３ｂ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１３ｂがＤＯＷＮ位置にある時、撮影光学系１２ａからの光束はＡＦセンサユニット１１６側とペンタプリズム１３ａ側へと分割されて導かれる。
【００７９】
ＡＦセンサユニット１１６内のＡＦセンサからの出力は、ＡＦセンサ駆動回路１１７を介してＢｕｃｏｍ１５０へ送信されて周知の測距処理が行われる。
また、ペンタプリズム１３ａに隣接する接眼レンズ１３ｃ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１３ａを通過した被写体光束の一部は測光回路１２１内のホトセンサ（不図示）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。
【００８０】
次に図９に示す防塵フィルタ駆動回路１４０の回路図と、図１０のタイムチャートに基づいて、この第１実施形態における電子撮像装置の防塵フィルタ２１の駆動およびその動作について説明する。
ここに例示した防塵フィルタ駆動回路１４０は、図９に示すような回路構成を有し、その各部において、図１０のタイムチャートで表す波形信号（Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ４）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。即ち、防塵フィルタ駆動回路１４０は図９に例示の如く、Ｎ進カウンタ１４１、１／２分周回路１４２、インバータ１４３、複数のＭＯＳトランジスタ（Ｑ００，Ｑ０１，Ｑ０２）１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃ、トランス１４５、抵抗（Ｒ００）１４６から構成されている。
【００８１】
上記トランス１４５の１次側に接続されたトランジスタ（Ｑ０１）１４４ｂおよびトランジスタ（Ｑ０２）１４４ｃのＯＮ／ＯＦＦ切替え動作によって、そのトランス１４５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圧電素子２２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フィルタ２１を効果的に共振させるようになっている。なお、この詳細については後述する。
【００８２】
Ｂｕｃｏｍ１５０は、制御ポートとして設けられた２つのＩＯポート、即ち、ＩＯポートＰ＿ＰｗＣｏｎｔおよびＩＯポートＤ＿ＮＣｎｔと、このＢｕｃｏｍ１５０内部に存在するクロックジェネレータ１５５を介して防塵フィルタ駆動回路１４０を次のように制御する。クロックジェネレータ１５５は、圧電素子２２へ印加する信号周波数より充分に早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１４１へ出力する。この出力信号が図１０中のタイムチャートが表す波形の信号Ｓｉｇ１である。そして、この基本クロック信号はＮ進カウンタ１４１へ入力される。
【００８３】
Ｎ進カウンタ１４１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。即ち、基本クロック信号を１／Ｎに分周することになる。この出力信号が図１０中のタイムチャートが表す波形の信号Ｓｉｇ２である。なお、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１４２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１０中のタイムチャートが表す波形の信号Ｓｉｇ３に対応する。
【００８４】
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トランジスタ（Ｑ０１）１４４ｂがＯＮする。一方、トランジスタ（Ｑ０２）１４４ｃへはインバータ１４３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）１４４ｃがＯＮする。トランス１４５の１次側に接続されたトランジスタ（Ｑ０１）１４４ｂとトランジスタ（Ｑ０２）１４４ｃが交互にＯＮすると、２次側には図１０中の信号Ｓｉｇ４の如き周期の信号が発生する。
【００８５】
トランス１４５の巻き線比は、電源回路１５３のユニットの出力電圧と圧電素子２２の駆動に必要な電圧から決定される。なお、抵抗（Ｒ００）１４６は、トランス１４５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。
【００８６】
圧電素子２２を駆動するに際しては、トランジスタ（Ｑ００）１４４ａがＯＮ状態にあり、電源回路１５３のユニットからトランス１４５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９中、トランジスタ（Ｑ００）１４４ａのＯＮ／ＯＦＦ制御はＩＯポートＰ＿ＰｗＣｏｎｔを介して行われる。また、Ｎ進カウンタ１４１の設定値“Ｎ”はＩＯポートＤ＿ＮＣｎｔから設定できる。よって、Ｂｕｃｏｍ１５０は、設定値“Ｎ”を適宜に制御することで、圧電素子２２の駆動周波数を任意に変更可能である。
【００８７】
このとき、圧電素子２２に印加される信号の周波数は次式によって算出可能である。
【００８８】
Ｎ：カウンタヘの設定値
ｆｐｌｓ：クロックジェネレータの出力パルスの周波数
ｆｄｒｖ：圧電素子へ印加される信号の周波数
とすると、
ｆｄｒｖ＝ｆｐｌｓ／２Ｎ
なお、この式に基づいた演算は、Ｂｕｃｏｍ１５０のＣＰＵ（制御手段）で行われる。
【００８９】
更に、上述のボディ制御用マイクロコンピュータ（Ｂｕｃｏｍ）１５０が行う制御について具体的に説明する。
【００９０】
図１１にＢｕｃｏｍ１５０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。まずカメラの電源ＳＷ（不図示）がＯＮ状態となると、Ｂｕｃｏｍ１５０は稼動を開始し、＃０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。電源回路１５３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。
【００９１】
＃１では、温度測定回路１３３より現在の温度データを取り込む。この温度データは必要に応じて続く＃２の動作ルーチンにおいて使用される情報である。
【００９２】
＃２では、サブルーチン「塵除去動作」をコールして実行する。このサブルーチン中で防塵フィルタ２１を振動させることにより塵払いの動作が実行される。電源起動時にこの動作を実行することで、このカメラを撮影に使用しない期間に、意図せずにガラス（防塵フィルタ２１）に付着した塵を除去できる。なお、このサブルーチン「塵除去動作」の詳細動作は後述する。
【００９３】
＃３は、周期的に実行するステップであり、Ｌｕｃｏｍ２０５と通信動作を行うことでレンズ鏡筒１２の状態を検出するための動作ステップである。
【００９４】
＃４にて、レンズ鏡筒１２がカメラ本体１１に装着されたことを検出すると、＃７へ移行する。一方、レンズ鏡筒１２がカメラ本体１１から外されたことを検出したときは、＃５から＃６へ移行する。そして、＃６にて制御フラグのＦ＿Ｌｅｎｓを“０”にセットする。その後、＃１０に移行する。なお、この制御フラグは、カメラのカメラ本体１１にレンズ鏡筒１２が装着されている期間では“１”を示し、レンズ鏡筒１２が外されている期間では“０”を示す。
【００９５】
＃７では、制御フラグのＦ＿Ｌｅｎｓを“１”にセットする。
【００９６】
＃８にて、温度測定の動作を行い、その直後の＃９にて、防塵フィルタ２１の塵を除去するためのサブルーチン「塵除去動作」をコールして実行する。その後、＃１０に移行する。
【００９７】
通常、カメラ本体１１にレンズ鏡筒１２が装着されていない期間において、レンズや防塵フィルタ２１等に塵が付着する可能性が高い。したがって、レンズ鏡筒１２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。そこで、周期的に＃８と＃９の動作を実行することも考えられるが、これでは、塵が付着していない状態で防塵フィルタ２１を振動させることが多くなり、無駄な電力を消費する可能性が高い。このため、本実施形態では、レンズ装着操作の有無で塵を払う動作を実行する。
【００９８】
＃１０では、カメラ操作ＳＷ１５２の状態を検出する。そして、カメラ操作ＳＷ１５２の１つであるモード変更ＳＷ（不図示）のＯＮ状態を＃１１で検出した場合には、＃１２へ移行する。
【００９９】
＃１２では、そのモード変更ＳＷの操作に連動してカメラの動作モードを変更し、＃１３では、その動作モードに応じた情報を動作表示用ＬＣＤ１５１に表示出力する。そして上記＃３へ再び移行する。
【０１００】
一方、＃１０でカメラ操作ＳＷ１５２のＯＮ状態を検出しなかった場合には＃１４に移行する。＃１４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。１ｓｔレリーズＳＷがＯＮ状態ならば＃１５へ移行し、ＯＦＦ状態ならば上記＃３へ再び移行する。
【０１０１】
＃１５では、測光回路１２１から被写体の輝度情報を入手する。そしてこの情報から撮像素子２７の露光時間（Ｔｖ値）と撮影光学系１２ａの絞り設定値（Ａｖ値）を算出する。
【０１０２】
＃１６では、ＡＦセンサ駆動回路１１７を経由してＡＦセンサユニット１１６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。
【０１０３】
ここで、＃１７にて、制御フラグＦ＿Ｌｅｎｓの状態を判定する。Ｆ＿Ｌｅｎｓが“０”ならばレンズユニット１０が装着されていないことを意味するので、＃１８以降の撮影動作は実行できない。そこで、この場合には上記＃３へ再び移行する。
【０１０４】
一方、Ｆ＿Ｌｅｎｓが“１”ならば、＃１８にて、Ｌｕｃｏｍ２０５に対して、上記＃１６で算出したピントのズレ量を送信して、このズレ量に基づく撮影光学系１２ａの駆動を指令する。
【０１０５】
＃１９では、カメラ操作ＳＷ１５２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状態のときは＃２０へ移行して所定の撮影動作を行う。一方、ＯＦＦ状態のときは上記＃３へ再び移行する。
【０１０６】
＃２０では、Ｌｕｃｏｍ２０５へＡｖ値を送信し、絞り２０３の駆動を指令する。そして、＃２１にてクイックリターンミラー１３ｂをＵＰ位置へ移動する。次に、＃２２にてシャッタ部１４の先幕走行を開始させ、＃２３にて画像処理コントローラ１２８に対して撮動動作の実行を指令する。Ｔｖ値で示される時間、撮像素子２７への露光が終了すると、＃２４において、シャッタ部１４の後幕走行を開始させ、＃２５にてクイックリターンミラー１３ｂをＤｏｗｎ位置へ駆動する。また、これと並行してシャッタ部１４のチャージ動作を行う。
【０１０７】
そして＃２６では、Ｌｕｃｏｍ２０５に対して、絞り２０３を開放位置へ復帰させるように指令し、＃２７では、画像処理コントローラ１２８に対して、撮影した画像データを記録メディア１２７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、再び上記＃３へ移行する。
【０１０８】
図１２は塵除去サブルーチンを説明するためのフローチャートである。このサブルーチンには、電池電圧が高すぎて防塵フィルタ２１の振幅が大きくなり、その結果、防塵フィルタ２１が破壊してしまうという事故を防ぐための工夫がなされている。また、図１３はその概念を説明するために、防塵フィルタ２１を振動させる際の加振周波数とそのときの防塵フィルタ２１の振動振幅との関係を示した分布図である。
【０１０９】
図１３において、横軸は防塵フィルタ２１を振動させる周波数（加振周波数）であり、縦軸は加振時の防塵フィルタ２１の振幅を表している。上述のように、防塵フィルタ２１は共振周波数（図中ｆ０で示す）の周辺で最大の振幅となる。ただし、電池電圧があるレベル（Ｖｒｅｆ）よりも高い場合、防塵フィルタ２１は振幅限界値Ｐを越え、破壊のおそれがある領域（図中、この領域を斜線で示し、以後は「危険領域」と呼ぶ）で振動することになる。電池電圧が高ければ高いほど、加振周波数に対する危険領域の幅が共振点を中心にして広がることになる。一方、電池電圧がＶｒｅｆ以下であれば共振周波数で振動しても、最大振幅が危険領域に達することはない。そこで、このＶｒｅｆを「防塵フィルタ２１を共振周波数で振動させた場合に、防塵フィルタ２１が破壊するおそれのある電圧」と定義する。
【０１１０】
上述のような「電池電圧が高すぎて防塵フィルタ２１が破壊されてしまうという事故」を防ぐためには、例えば、レギュレータのような減圧回路を設ければ良いが、その場合には回路構成が複雑になって得策とは言えない。
【０１１１】
そこで、本実施の形態においては、電池電圧がＶｒｅｆよりも高い場合に限って、加振周波数を防塵フィルタ２１の共振周波数ｆ０からずらし、振幅が限界値Ｐを越えない周波数ｆ１で、防塵フィルタ２１を振動させるよう設定している。この周波数ｆ１を便宜上、「安全周波数」または「非破壊周波数」と呼ぶ。
【０１１２】
以下、図１２によって上述の塵除去動作を説明する。
【０１１３】
はじめに、＃３１にて電池電圧を測定する。これは、Ｂｕｃｏｍ１５０に内蔵されたＡＤＣ１６０により、電池電圧をＡ／Ｄ変換することによって行う。
【０１１４】
次に、＃３２にて測定した電池電圧が上述のＶｒｅｆよりも高いか否かを判定する。そして、電池電圧がＶｒｅｆよりも高ければ＃３３に移行する。一方、高くなければ＃３６に移行する。
【０１１５】
電池電圧がＶｒｅｆ以下の場合、共振周波数で振動させても防塵フィルタ２１が破壊されることはない。したがって、＃３６では加振周波数を共振周波数ｆ０に設定してから加振動作を開始させ、その後、＃３４に移行する。なお、この共振周波数ｆ０は特許請求の範囲に記載の第１の周波数に相当するものである。
【０１１６】
一方、電池電圧がＶｒｅｆよりも高い場合、共振周波数で振動させることは危険なので、＃３３において加振周波数をｆ１（安全周波数）に設定して＃３４に移行する。なお、この安全周波数ｆ１は特許請求の範囲に記載の第２の周波数に相当する。
【０１１７】
＃３４では所定時間、例えば、１００ｍｓ程度待機し、それによって１００ｍｓの加振動作を行った後に＃３５で加振動作を終了させる。そして、その後、メインルーチンヘリターンする。
【０１１８】
なお、ここで使用する２種類の周波数は、防塵フィルタ２１を含む塵除去機構に使用されている部品のバラツキや組み立て状況等によって変化するものであり、当該防塵フィルタ２１に固有の周波数である。したがって、これらの周波数値を塵除去機構の組み立て時等に測定して、電子撮像装置毎にＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶させておき、塵除去動作を実行する際に読み出して使用する。また、上述したように、温度変化によりこれらの周波数が変化してしまうことがあるので、温度測定回路１３３によって温度を測定しておき、測定した温度に応じてこれらの周波数を補正する。
【０１１９】
以上のように、本発明の第１の実施形態においては、電池電圧がある所定の電圧よりも高い場合には、加振周波数を防塵フィルタの共振周波数ｆ０からずらし、防塵フィルタの破壊のおそれが無い範囲で防塵フィルタを振動させるようにしたので、電池電圧が高い場合でも防塵フィルタが破壊されることはない。
【０１２０】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態について図１４を参照して説明する。なお、本第２の実施形態に係る撮像装置の構成部分については、上述の第１の実施形態と同様なので説明を省略する。また、Ｂｕｃｏｍ１５０で稼動する制御プログラムのメインルーチンの動作についても上述の第１実施形態と同様なので、これも説明を省略する。
【０１２１】
図１４は本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の塵除去サブルーチンのフローチャートである。
第１の実施形態においては、加振周波数を変更することで防塵フィルタ２１の破壊を防止していたが、この第２の実施形態においては電池電圧に応じて駆動時間を調整するようにしている。これは、電池電圧がＶｒｅｆよりも高い場合でも振動させる時間が短ければ破壊の危険性は低下するであろうという考えに基づいている。
【０１２２】
はじめに＃４１にて電池電圧を測定する。これは、図１２の＃３１と同様である。
次に、＃４２にて周波数ｆ０（共振周波数）での振動を開始させる。
その後、＃４３にて電池電圧がＶｒｅｆよりも高いか否かを判定し、高ければ＃４４に移行して、第１の所定時間が経過するのを待つ。一方、高く無ければ＃４６に移行して、第２の所定時間が経過するのを待つ。ここで、第１の所定時間は第２の所定時間にくらべると短く設定されているものとする。
その後、＃４５に移行して加振動作を終了し、メインルーチンヘリターンする。
【０１２３】
ところで、上記２つの所定時間は、第１の実施形態における共振周波数ｆ０や安全周波数ｆ１と同様に、防塵フィルタ２１を含む塵除去機構に使用されている部品のバラツキや組み立て状況等によって変化するものである。したがって、塵除去機構の組み立て時等に測定して、電子撮像装置毎にＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶させておけば良い。
【０１２４】
以上のように、本発明の第２の実施形態においては、電池電圧がある所定の電圧よりも高い場合には、加振時間を短くして防塵フィルタが破壊する前に加振動作を終了させるようにしたので、電池電圧が高い場合でも防塵フィルタが破壊されることない。
【０１２５】
以上実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【０１２６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、圧電素子の駆動回路の構成を複雑にすることなく、最適な状態で防塵フィルタを振動させることができる塵埃除去機構を有する電子撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる電子撮像装置を搭載したカメラシステムの構成を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電子撮像装置の一例を示すカメラの一部を切断して、その内部構成を概略的に示す斜視図である。
【図３】撮像ユニットを分解して示す要部分解斜視図である。
【図４】組み立てた状態の撮像ユニットの一部を切断して示す斜視図である。
【図５】図４の切断面に沿った撮像ユニットの断面図である。
【図６】撮像ユニットのうち、防塵フィルタ及びこれに一体に設けられる圧電素子のみを取り出して示す正面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図８】図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図９】防塵フィルタ駆動回路の回路図である。
【図１０】防塵フィルタ駆動回路動作時のタイムチャートである。
【図１１】ボディ制御用マイクロコンピュータ（Ｂｕｃｏｍ）で稼動する制御プログラムのメインルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】塵除去サブルーチンを説明するためのフローチャートである。
【図１３】防塵フィルタを振動させる際の加振周波数と防塵フィルタの振動振幅との関係を示す分布図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態における塵除去サブルーチンを説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１２ レンズ鏡筒
１３ａ ペンタプリズム
１３ｂ 反射鏡（クイックリターンミラー）
１３ｃ 接眼レンズ
１４ シャッタ部
１５ 撮像ユニット
２１ 防塵フィルタ
２２ 圧電素子
２７ 撮像素子
１１４ サブミラー
１１６ ＡＦセンサユニット
１１７ ＡＦセンサ駆動回路
１１８ ミラー駆動機構
１１９ シャッタチャージ機構
１２０ シャッタ制御回路
１２１ 測光回路
１２３ インターフェイス回路
１２４ 液晶モニタ
１２５ ＳＤＲＡＭ
１２６ ＦｌａｓｈＲＯＭ
１２７ 記録メディア
１２８ 画像処理コントローラ
１２９ 不揮発性メモリ
１３３ 温度測定回路
１４０ 防塵フィルタ駆動回路
１４１ Ｎ進カウンタ
１４２ １／２分周回路
１４３ インバータ
１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃ ＭＯＳトランジスタ（トランジスタ）
１４５ トランス
１４６ 抵抗
１５０ ボディ制御用マイクロコンピュータ（Ｂｕｃｏｍ）
１５１ 動作表示用ＬＣＤ
１５２ カメラ操作ＳＷ
１５３ 電源回路
１５４ 電池
１５５ クロックジェネレータ
１６０ Ａ／Ｄ変換回路（ＡＤＣ）
２０２ レンズ駆動機構
２０３ 絞り
２０４ 絞り駆動機構
２０５ レンズ制御用マイクロコンピュータ（Ｌｕｃｏｍ）
２０６ 通信コネクタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、自己の光電変換面上に照射された光に対応した画像信号を得る撮像素子を有する撮像素子ユニットを備えた電子撮像装置、例えば、レンズ交換可能な一眼レフレックス式デジタルカメラ等の電子撮像装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年においては、一眼レフレックス方式のファインダー装置を具備すると共に、カメラ本体に対して撮影光学系を着脱自在となるように構成し、使用者が所望するときに所望の撮影光学系を任意に着脱し交換することで、単一のカメラ本体において複数種類の撮影光学系を選択的に使用し得るように構成した、いわゆるレンズ交換可能な形態のデジタルカメラが一般に実用化されつつある。
【０００３】
このようなレンズ交換可能な形態のデジタルカメラにおいては、当該撮影光学系をカメラ本体から取り外した際に、カメラ本体の内部に空気中に浮遊する塵埃等が侵入する可能性がある。また、カメラ本体内部には、例えば、シャッタ・絞り機構等、機械的に動作する各種の機構が配設されていることから、これら各種の機構等からは、その動作中にゴミ等が発生する場合もある。
【０００４】
そこで、本出願人は、先に特願２０００−４０１２９１号において撮像素子の光電変換面の側を封止および保護する防塵部材を備えることで、当該撮像素子の光電変換面に塵埃等が付着するのを抑制すると共に、所定の加振手段を用いて防塵部材に所定の振幅の振動を与えることによって防塵部材に付着した塵埃等を除去する技術を提案している。
【０００５】
この技術によれば、小型でかつ簡単な機構を用いて撮像素子の光電変換面に塵埃が付着するのを抑制すると共に、防塵部材の表面に付着する塵埃等を容易に除去し得るレンズ交換可能な形態のデジタルカメラを構成することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のデジタルカメラにおいては、防塵部材として撮像素子の前面側に防塵フィルタ（ガラス）を配置し、また加振手段として防塵フィルタの周縁部に一体となるように圧電素子を設けている。そして、この圧電素子に周期電圧を印加することで圧電素子を振動させ、この振動でもって防塵フィルタに対して所定の振動を与えるようになっている。
【０００７】
しかしながら、振動時の圧電素子そのものの変位量は僅かであるので、圧電素子の変位量のみで防塵フィルタを振動させても効率良く塵埃の除去を行うことはできない。したがって、防塵フィルタの振動の振幅を大きくするために、その防塵フィルタ自体がもつ固有の共振周波数で加振する必要がある。また、圧電素子に対して高い電圧を印加することでも、圧電素子の変位量が大きくなるので、防塵フィルタにより大きな振幅の振動を発生させることができる。
【０００８】
ただし、防塵フィルタの振幅が大きくなりすぎると、防塵フィルタ自体が破壊してしまうことがある。特に、駆動電源として電池を使用する電子撮像装置の場合、電池電圧に応じて防塵フィルタの振幅に差が生じることになる。このため、比較的低い電圧でも大きな振幅が得られるように防塵フィルタを設定してしまうと、新品電池の場合に上述したような防塵フィルタが破壊する事故が発生するおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、圧電素子の駆動回路の構成を複雑にすることなく、最適な状態で防塵フィルタを振動させることができる塵埃除去機構を有する電子撮像装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明による電子撮像装置は、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段と、上記撮像手段の前面に配置された防塵フィルタと、上記防塵フィルタを振動させる加振手段と、電源電圧を測定する測定手段と、を具備し、上記加振手段は、上記測定手段で測定された電源電圧が所定電圧以下の場合には上記防塵フィルタの共振周波数に近い第１の周波数で上記防塵フィルタを振動させ、上記電源電圧が上記所定電圧よりも高い場合には上記共振周波数からはずれた第２の周波数で振動させることを特徴とする。
【００１１】
即ち、本発明の電子撮像装置は、撮像手段の前面に配置された防塵フィルタを加振手段によって振動させる際に、測定手段によって測定した電源電圧が所定電圧以下の場合には防塵フィルタの共振周波数に近い第１の周波数で上記防塵フィルタを振動させ、電源電圧が上記所定電圧よりも高い場合には上記共振周波数からはずれた第２の周波数で振動させる。
【００１２】
また、上記の目的を達成するために、本発明による電子撮像装置は、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段と、上記撮像手段の前面に配置された防塵フィルタと、上記防塵フィルタを振動させる加振手段と、電源電圧を測定する測定手段と、を具備し、上記加振手段は、上記測定手段で測定された電源電圧が所定電圧よりも高い場合には上記防塵フィルタを第１の所定時間だけ振動させ、上記電源電圧が上記所定電圧以下の場合には上記防塵フィルタを上記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間だけ振動させることを特徴とする。
【００１３】
即ち、本発明の電子撮像装置は、撮像手段の前面に配置された防塵フィルタを加振手段によって振動させる際に、測定手段によって測定した電源電圧が所定電圧よりも高い場合には防塵フィルタを第１の所定時間だけ振動させ、電源電圧が所定電圧以下の場合には防塵フィルタを上記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間だけ振動させる。
【００１４】
更に上記の目的を達成するために、本発明の電子撮像装置は、撮像素子と、上記撮像素子の前面に配設された防塵フィルタと、上記防塵フィルタの周縁部に配設された圧電素子と、上記圧電素子を振動させる駆動回路と、電源電圧を測定してデジタルデータを出力する測定回路と、上記測定回路の測定結果に応じて、上記圧電素子を振動させるための周波数信号を調整して上記駆動回路に供給する制御回路と、上記圧電素子の振動によって上記防塵フィルタを振動させ、それによって上記防塵フィルタの表面に付着した塵埃を除去する塵埃除去機構と、を具備し、上記制御回路は、上記測定回路によって測定された電源電圧を所定値と比較し、上記電源電圧が上記所定値以下の場合には上記防塵フィルタの共振周波数に近い周波数の信号を上記駆動回路に供給し、上記電源電圧が上記所定値よりも高い場合には上記共振周波数からはずれた周波数の信号を上記駆動回路に供給することを特徴とする。
【００１５】
即ち、本発明の電子撮像装置は、防塵フィルタの周縁部に配設された圧電素子を駆動回路によって振動させる際に、測定回路によって測定した電源電圧を所定値と比較し、電源電圧が所定値以下の場合には防塵フィルタの共振周波数に近い周波数の信号を駆動回路に供給し、電源電圧が所定値よりも高い場合には共振周波数からはずれた周波数の信号を上記駆動回路に供給する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図２は、本発明の第１の実施形態に係わる電子撮像装置をデジタルカメラに適用した場合の概略的な構成を示す図である。つまり、図２は、該カメラの一部を切断して、その内部構成を概略的に示す斜視図である。
【００１７】
カメラ１は、それぞれが別体に構成されるカメラ本体１１とレンズ鏡筒１２とからなる。このとき、カメラ本体１１とレンズ鏡筒１２とは、互いに着脱自在に構成されてなるものである。
【００１８】
レンズ鏡筒１２は、複数のレンズやその駆動機構等からなる撮影光学系１２ａを内部に保持して構成されている。この撮影光学系１２ａは、被写体からの光束を透過させることで当該被写体光束により形成される被写体の像を所定の位置、つまり、後述する撮像素子の光電変換面上に結像せしめるように、例えば、複数の光学レンズ等によって構成されるものである。そして、このレンズ鏡筒１２は、カメラ本体１１の前面に向けて突出するように配設されている。
【００１９】
カメラ本体１１は、内部に各種の構成部材等を備えて構成されていて、撮影光学系１２ａを保持するレンズ鏡筒１２を着脱自在となるように配設するための連結部材である撮影光学系装着部１１ａを、その前面に備えて構成されてなる、いわゆる一眼レフレックス方式のカメラである。
【００２０】
つまり、カメラ本体１１の前面側の略中央部には、被写体光束を当該カメラ本体１１の内部へと導き得る所定の口径を有する露光用開口が形成されており、この露光用開口の周縁部に撮影光学系装着部１１ａが形成されている。
【００２１】
カメラ本体１１の外面側には、その前面に上述の撮影光学系装着部１１ａが配設されているほか、上面部や背面部等の所定の位置にカメラ本体１１を動作させるための各種の操作部材、例えば、撮影動作を開始せしめるための指示信号等を発生させるためのレリーズボタン１７等が配設されている。
【００２２】
カメラ本体１１の内部には、各種の構成部材、例えば、いわゆる観察光学系を構成するファインダー装置１３と、撮像素子の光電変換面への被写体光束の照射時間等を制御するシャッタ機構等を備えたシャッタ部１４と、被写体像に対応した画像信号を得る不図示の撮像素子及びこの撮像素子の光電変換面の前面側における所定の位置に配設され、当該光電変換面への塵埃等の付着を予防する防塵部材である防塵フィルタ（防塵ガラスともいう）２１を含む撮像ユニット１５と、電気回路を構成する各種の電気部材が実装される主回路基板１６を始めとした複数の回路基板等が、それぞれ所定の位置に配設されている。なお、図２では、主回路基板１６以外の回路基板については図示を省略している。
【００２３】
ファインダー装置１３は、撮影光学系１２ａを透過した被写体光束の光軸を折り曲げて観察光学系の側へと導き得るように構成された反射鏡（クイックリターンミラー）１３ｂと、このクイックリターンミラー１３ｂから出射する光束を受けて正立正像を形成するペンタプリズム１３ａと、このペンタプリズム１３ａにより形成される像を拡大して、観察するのに最適な形態の像を結像させる接眼レンズ１３ｃ等によって構成されている。
【００２４】
クイックリターンミラー１３ｂは、撮影光学系１２ａの光軸から退避する位置と当該光軸上の所定の位置との間で移動自在に構成されている。また、このクイックリターンミラー１３ｂは、通常状態においては、撮影光学系１２ａの光軸上において当該光軸に対して所定の角度、例えば、角度４５度を有して配置されている。これにより、撮影光学系１２ａを透過した被写体光束は、当該カメラ１が通常状態にあるときには、クイックリターンミラー１３ｂによってその光軸が折り曲げられて、当該クイックリターンミラー１３ｂの上方に配置されるペンタプリズム１３ａの側へと反射されるようになっている。
【００２５】
一方、本カメラ１が撮影動作の実行中においては、当該クイックリターンミラー１３ｂは撮影光学系１２ａの光軸から退避する所定の位置に移動する。これによって、被写体光束は、撮像素子側へと導かれる。
【００２６】
シャッタ部１４は、例えば、フォーカルプレーン方式のシャッタ機構やその駆動回路等、従来のカメラ等において一般的に利用されているものと同様のものが本実施形態においても適用される。
【００２７】
次に、本カメラ１における撮像ユニット１５の詳細について、以下に説明する。
図３、図４、及び図５は、本カメラ１における撮像ユニット１５の一部を取り出して示す図である。図３は、当該撮像ユニットを分解して示す要部分解斜視図である。また、図４は、組み立てた状態の当該撮像ユニットの一部を切断して示す斜視図である。更に、図５は、図４の切断面に沿う断面図である。
【００２８】
本カメラ１における撮像ユニット１５は、上述したようにシャッタ部１４を含む複数の部材によって構成されるユニットである。なお、図３〜図５においては、撮像ユニット１５の主要部を図示するに留め、シャッタ部１４の図示は省略している。また、各構成部材の位置関係を示すために、図３〜図５においては、当該撮像ユニット１５の近傍に設けられ、撮像素子２７が実装されると共に、画像信号処理回路及びワークメモリ等からなる撮像系の電気回路が実装される主回路基板１６を合わせて図示している。
【００２９】
なお、この主回路基板１６、それ自体の詳細については、従来のカメラ等において一般的に利用されているものが適用されるものとして、その説明は省略する。
【００３０】
撮像ユニット１５は、電荷結合素子（Charge Coupled Device；以下、ＣＣＤと称する）等からなり、撮影光学系１２ａを透過し自己の光電変換面上に照射された光に対応した画像信号を得る撮像素子２７と、この撮像素子２７を固定支持する薄板状の部材からなる撮像素子固定板２８と、撮像素子２７の光電変換面の側に配設され、撮影光学系１２ａを透過して照射される被写体光束から高周波成分を取り除くべく形成される光学素子である光学的ローパスフィルタ（Low Pass Filter；以下、光学ＬＰＦと称する）２５と、この光学ＬＰＦ２５と撮像素子２７との間の周縁部に配置され、略枠形状の弾性部材等によって形成されるローパスフィルタ受け部材２６と、撮像素子２７を収納し、固定保持すると共に光学ＬＰＦ２５をその周縁部位からその近傍部位までに密着して支持し、かつ所定の部位を後述する防塵フィルタ受け部材２３に密に接触するように配設される撮像素子収納ケース部材（以下、ＣＣＤケースと称する）２４と、このＣＣＤケース２４の前面側に配置され防塵フィルタ２１をその周縁部位からその近傍部位までに密着させて支持する防塵フィルタ受け部材２３と、この防塵フィルタ受け部材２３によって支持されて、撮像素子２７の光電変換面の側であり光学ＬＰＦ２５の前面側において当該光学ＬＰＦ２５との間に所定の間隔を持つ所定の位置に、対向配置される防塵フィルタ２１と、この防塵フィルタ２１の周縁部に配設され当該防塵フィルタ２１に対して所定の振動を与えるための加振用部材であり、例えば、電気機械変換素子などからなる圧電素子２２と、防塵フィルタ２１を防塵フィルタ受け部材２３に対して気密的に接合させ固定保持する弾性体から押圧部材２０等によって構成されている。
【００３１】
撮像素子２７は、撮影光学系１２ａを透過した被写体光束を自己の光電変換面に受けて光電変換処理を行うことによって、当該光電変換面に形成される被写体像に対応した画像信号を取得するものであって、例えば、上述のＣＣＤが適用される。なお、撮像素子２７は特許請求の範囲に記載の撮像手段に相当する。
【００３２】
この撮像素子２７は、撮像素子固定板２８を介して主回路基板１６上の所定の位置に実装されている。この主回路基板１６には、上述したように画像信号処理回路及びワークメモリ等が共に実装されており、撮像素子２７から出力された信号は、これらの回路等で処理される。
【００３３】
撮像素子２７の前面側には、ローパスフィルタ受け部材２６を挟んで光学ＬＰＦ２５が配設されている。そして、これを覆うようにＣＣＤケース２４が配設されている。
【００３４】
つまり、ＣＣＤケース２４には、略中央部分に矩形状の開口２４ｃが設けられており、この開口２４ｃには、その後方側から光学ＬＰＦ２５及び撮像素子２７が配設されるようになっている。この開口２４ｃの後方側の内周縁部には、図４および図５に示すように断面が略Ｌ字形状からなる段部２４ａが形成されている。
【００３５】
上述したように、光学ＬＰＦ２５と撮像素子２７との間には、弾性部材等からなるローパスフィルタ受け部材２６が配設されている。このローパスフィルタ受け部材２６は、撮像素子２７の前面側の周縁部において、その光電変換面の有効範囲を避ける位置に配設され、かつ、光学ＬＰＦ２５の背面側の周縁部近傍に当接するようになっている。そして、このローパスフィルタ受け部２６によって光学ＬＰＦ２５と撮像素子２７との間を略気密性が保持される。この場合、光学ＬＰＦ２５には、ローパスフィルタ受け部材２６によって、光軸方向への弾性力が働くことになる。
【００３６】
そこで、光学ＬＰＦ２５の前面側の周縁部をＣＣＤケース２４の段部２４ａに対して略気密的に接触させるように配置することで、当該光学ＬＰＦ２５をその光軸方向に変位させようとするローパスフィルタ受け部材２６による弾性力に抗して、当該光学ＬＰＦ２５の光軸方向における位置を規制する。
【００３７】
換言すれば、ＣＣＤケース２４の開口２４ｃの内部にＣＣＤケース２４の背面側より挿入された光学ＬＰＦ２５は、段部２４ａによって光軸方向における位置規制がなされている。これにより、当該光学ＬＰＦ２５は、ＣＣＤケース２４の内部から前面側へ向けて外部に抜け出ないようになっている。
【００３８】
このようにして、ＣＣＤケース２４の開口２４ｃの内部にＣＣＤケース２４の背面側から光学ＬＰＦ２５が挿入された後、光学ＬＰＦ２５の背面側には、撮像素子２７が配設されるようになっている。この場合において、光学ＬＰＦ２５と撮像素子２７との間には、周縁部においてローパスフィルタ受け部材２６が挟持される。
【００３９】
また、撮像素子２７は、上述したように撮像素子固定板２８を挟んで主回路基板１６に実装されている。そして、撮像素子固定板２８は、ＣＣＤケース２４の背面側からネジ孔２４ｅに対してネジ２８ｂによってスペーサ２８ａを介して固定されている。また、撮像素子固定板２８には、主回路基板１６がスペーサ１６ｃを介してネジ１６ｄによって固定される。
【００４０】
ＣＣＤケース２４の前面側には、防塵フィルタ受け部材２３がＣＣＤケース２４のネジ孔２４ｂに対してネジ２３ｂによって固定されている。この場合において、ＣＣＤケース２４の周縁側であって前面側の所定の位置には、図４および図５において詳細に示すように、周溝２４ｄが略環状に形成されている。その一方で、防塵フィルタ受け部材２３の周縁側であって背面側の所定の位置には、ＣＣＤケース２４の周溝２４ｄに対応させた環状凸部２３ｄ（図３には図示せず）が全周にわたって略環状に形成されている。したがって、環状凸部２３ｄと周溝２４ｄとが嵌合することにより、ＣＣＤケース２４と防塵フィルタ受け部材２３とは、環状の領域、即ち、周溝２４ｄと環状凸部２３ｄとが形成される領域において相互に略気密的に嵌合する。
【００４１】
防塵フィルタ２１は、全体として円形または多角形の板状をなしている。そして、防塵フィルタ２１のうち、少なくとも自己の中心から放射方向に所定の広がりを持つ領域が透明部をなしており、この透明部が光学ＬＰＦ２５の前面側に所定の間隔を持って対向配置されている。
【００４２】
また、防塵フィルタ２１の一方の面、即ち、本実施形態では背面側、の周縁部には、当該防塵フィルタ２１に対して振動を与えるための所定の加振用部材であり電気機械変換素子等によって形成される圧電素子２２が、一体となるように、例えば接着剤による貼着等の手段により配設されている。この圧電素子２２は、外部から所定の駆動電圧を印加することによって防塵フィルタ２１に所定の振動を発生させることができるように構成される。なお、圧電素子２２は特許請求の範囲に記載の加振手段に相当する。
【００４３】
そして、防塵フィルタ２１は、防塵フィルタ受け部材２３に対して気密的に接合するように板ばね等の弾性体からなる押圧部材２０によって固定保持される。
【００４４】
防塵フィルタ受け部材２３の略中央部近傍には、円形状または多角形状の開口２３ｆが設けられている。この開口２３ｆは、撮影光学系１２ａを透過した被写体光束を通過させて、当該被写体光束が後方に配置される撮像素子２７の光電変換面を照射するのに充分な大きさとなるように設定されている。
【００４５】
この開口２３ｆの周縁部には、前面側に突出する、図４および図５に示す壁部２３ｅが略環状に形成されており、この壁部２３ｅの先端側には、更に前面側に向けて突出するように受け部２３ｃが形成されている一方、防塵フィルタ受け部材２３の前面側の外周縁部近傍には、所定の位置に複数（本実施形態では三箇所）の突状部２３ａが前面側に向けて突出するように形成されている。この突状部２３ａは、防塵フィルタ２１を固定保持する押圧部材２０を固設するために形成される部位であって、当該押圧部材２０は、突状部２３ａの先端部に対してネジ２０ａ等の締結手段により固設されている。
【００４６】
押圧部材２０は、上述したように板ばね等の弾性体によって形成される部材である。この押圧部材２０の基端部は突状部２３ａに固定され、自由端部が防塵フィルタ２１の外周縁部に当接することで、当該防塵フィルタ２１を防塵フィルタ受け部材２３の側、即ち、光軸方向に向けて押圧するようになっている。
【００４７】
この場合において、防塵フィルタ２１の背面側の外周縁部に配設される圧電素子２２の所定の部位が、受け部２３ｃに当接することで、防塵フィルタ２１及び圧電素子２２の光軸方向における位置が規制されるようになっている。これにより、防塵フィルタ２１は、圧電素子２２を介して防塵フィルタ受け部材２３に対して気密的に接合するように固定保持されている。
【００４８】
換言すれば、防塵フィルタ受け部材２３は、押圧部材２０による附勢力によって防塵フィルタ２１と圧電素子２２を介して気密的に接合するように構成されている。
【００４９】
ところで、上述したように防塵フィルタ受け部材２３とＣＣＤケース２４とは、周溝２４ｄと、図４および図５に示す環状凸部２３ｄとが相互に略気密的に嵌合するようになっているのと同時に、防塵フィルタ受け部材２３と防塵フィルタ２１とは、押圧部材２０の附勢力により圧電素子２２を介して気密的に接合するようになっている。また、ＣＣＤケース２４に配設される光学ＬＰＦ２５は、光学ＬＰＦ２５の前面側の周縁部とＣＣＤケース２４の段部２４ａとの間で略気密的となるように配設されている。更に、光学ＬＰＦ２５の背面側には、撮像素子２７がローパスフィルタ受け部材２６を介して配設されており、光学ＬＰＦ２５と撮像素子２７との間においても、略気密性が保持されるようになっている。
【００５０】
これにより、光学ＬＰＦ２５と防塵フィルタ２１とが対向する間の空間には、所定の空隙部５１ａが形成されている。また、光学ＬＰＦ２５の周縁側、即ち、ＣＣＤケース２４と防塵フィルタ受け部材２３と防塵フィルタ２１とによって、空間部５１ｂが形成されている。この空間部５１ｂは、図４および図５に示すように光学ＬＰＦ２５の外側に張り出すようにして形成されている封止された空間である。
【００５１】
また、この空間部５１ｂは、空隙部５１ａよりも広い空間となるように設定されている。そして、空隙部５１ａと空間部５１ｂとからなる空間は、上述した如くＣＣＤケース２４と防塵フィルタ受け部材２３と防塵フィルタ２１と光学ＬＰＦ２５とによって略気密的に封止される封止空間５１となっている。
【００５２】
このように、本実施形態の電子撮像装置における撮像ユニット１５では、光学ＬＰＦ２５及び防塵フィルタ２１の周縁に形成され空隙部５１ａを含む略密閉された封止空間５１を形成する封止構造部が構成されている。そして、この封止構造部は、光学ＬＰＦ２５の周縁部位またはその近傍部位から外側の位置に設けられるようになっている。
【００５３】
更に、本実施形態においては、防塵フィルタ２１をその周縁部位からその近傍部位までに密着して支持する第１の部材である防塵フィルタ受け部材２３と、光学ＬＰＦ２５をその周縁部位からその近傍部位までに密着して支持すると共に、自己の所定部位で防塵フィルタ受け部材２３と密に接触するように配設される第２の部材であるＣＣＤケース２４等によって、封止構造部が構成されている。
【００５４】
上述のように構成されたカメラ１においては、撮像素子２７の前面側の所定位置に防塵フィルタ２１を対向配置し、撮像素子２７の光電変換面と防塵フィルタ２１との周縁部位に形成される封止空間５１を封止するように構成したことによって、撮像素子２７の光電変換面に塵挨等が付着するのを予防している。
【００５５】
そして、この場合において、防塵フィルタ２１の前面側の露出面に付着する塵挨等については、当該防塵フィルタ２１の周縁部に一体となるように配設される圧電素子２２に周期電圧を印加して防塵フィルタ２１に対して所定の振動を与えることで、除去することができるようになっている。
【００５６】
図６は、本カメラ１における撮像ユニット１５のうち防塵フィルタ２１及びこれに一体に設けられる圧電素子２２のみを取り出して示す正面図である。また、図７および図８は、図６の圧電素子２２に対して駆動電圧を印加した際の防塵フィルタ２１及び圧電素子２２の状態変化を説明するための図を示す。つまり、図７は、図６のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図８は、図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００５７】
ここで、例えば、圧電素子２２に負（マイナス；−）電圧を印加した場合には、防塵フィルタ２１は、図７および図８において中心Ｃから実線で示すように変形する。一方、圧電素子２２に正（プラス；＋）電圧を印加した場合には、防塵フィルタ２１は、同図において中心Ｃから二点鎖線で示すように変形する。
【００５８】
この場合において、図６〜図８に示す振動の節２１ａの位置では、実質的に振幅は零になることから、この節２１ａに対応する部位に防塵フィルタ受け部材２３の受け部２３ｃを当接させるように設定する。これにより、振動を阻害することなく防塵フィルタ２１を効率的に支持し得ることになる。
【００５９】
そして、この状態において、所定のときに後述する防塵フィルタ駆動回路を制御して、圧電素子２２に対して周期的な電圧を印加することで防塵フィルタ２１は振動し、当該防塵フィルタ２１の表面に付着した塵挨等は除去される。
【００６０】
なお、このときの振動の共振周波数は、防塵フィルタ２１の形状や板厚、材質等により決まるものである。また、上述の図６〜図８に示す例では、１次の振動を発生させた場合を示しているが、これに限らず、高次の振動を発生させるようにしてもよい。
【００６１】
図１には、本発明の第１実施形態に係わる電子撮像装置を搭載したカメラシステムの構成をブロック構成図で示す。
【００６２】
このカメラシステムは、交換レンズとしてのレンズ鏡筒１２とカメラ本体１１とから主に構成されており、カメラ本体１１の前面に対して、所望のレンズ鏡筒１２が着脱自在に設定されている。
【００６３】
レンズ鏡筒１２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）２０５が行う。また、カメラ本体１１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）１５０が行う。なお、これらＬｕｃｏｍ２０５とＢｕｃｏｍ１５０とは、カメラ本体１１とレンズ鏡筒１２とを合体させた時において通信コネクタ２０６を介して通信可能に電気的接続がなされる。この状態で、カメラシステムとしてＬｕｃｏｍ２０５がＢｕｃｏｍ１５０に従属的に協働しながら稼動する。
【００６４】
レンズ鏡筒１２内には撮影光学系１２ａと絞り２０３が設けられている。撮影光学系１２ａはレンズ駆動機構２０２内にある図示しないＤＣモータによって駆動される。また、絞り２０３は絞り駆動機構２０４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。このとき、Ｌｕｃｏｍ２０５はＢｕｃｏｍ１５０の指令に従ってこれら各モータを制御する。
【００６５】
カメラ本体１１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レックス方式の構成部材（クイックリターンミラー１３ｂ、ペンタプリズム１３ａ、接眼レンズ１３ｃ、およびサブミラー１１４）と、光軸上のフォーカルプレーン方式のシャッタ部１４と、上記サブミラー１１４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１１６が設けられている。
【００６６】
また、上記ＡＦセンサユニット１１６を駆動制御するＡＦセンサ駆動回路１１７と、上記クイックリターンミラー１３ｂを駆動制御するミラー駆動機構１１８と、上記シャッタ部１４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１１９と、それら先幕と後幕の動きを制御するシャッタ制御回路１２０と、上記ペンタプリズム１３ａからの光束に基づき測光処理する測光回路１２１が設けられている。
【００６７】
光軸上には、上記撮影光学系１２ａを通過した被写体光束を光電変換するための撮像ユニット１５が光電変換素子として設けられ、更にこの撮像ユニット１５と撮影光学系１２ａとの間に配された光学素子としての防塵フィルタ２１によって保護されている。そして、この防塵フィルタ２１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２２がその防塵フィルタ２１の周縁部に取り付けられている。
【００６８】
また、圧電素子２２は、加振手段の一部としての防塵フィルタ駆動回路１４０によって防塵フィルタ２１を振動させ、その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である。
【００６９】
なお、撮像素子２７の周辺の温度を測定するために、防塵フィルタ２１の近傍には、温度測定回路１３３が設けられている。
このカメラシステムにはまた、撮像素子２７に接続したインターフェイス回路１２３、液晶モニタ１２４、記憶領域として設けられたＳＤＲＡＭ１２５、ＦｌａｓｈＲＯＭ１２６および記録メディア１２７などを利用して画像処理する画像処理コントローラ１２８とが設けられ、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。
【００７０】
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から成る不揮発性メモリ１２９が、Ｂｕｃｏｍ１５０からアクセス可能に設けられている。
【００７１】
また、Ｂｕｃｏｍ１５０には、当該カメラ１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ＬＣＤ１５１と、カメラ操作ＳＷ１５２とが設けられている。なお、このカメラ操作ＳＷ１５２は、例えば、レリーズＳＷ、モード変更ＳＷおよびパワーＳＷなどの、当該カメラを操作するために必要な操作ボタンを含むスイッチ群である。
【００７２】
更に、電源としての電池１５４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１５３が設けられている。なお、電池１５４の電圧は、Ｂｕｃｏｍ１５０内に設けられているＡ／Ｄ変換回路（以下、ＡＤＣと称する）１６０にてデジタルデータに変換される。このとき、Ｂｕｃｏｍ１５０は、そのデジタルデータに基づいて電池１５４の状態をチェック可能である。なお、ＡＤＣ１６０は特許請求の範囲に記載の測定手段に相当する。
【００７３】
上述した如く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１２８は、Ｂｕｃｏｍ１５０の指令に従ってインターフェイス回路１２３を制御して撮像素子２７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１２８でビデオ信号に変換され、液晶モニタ１２４にて出力表示される。ユーザはこの液晶モニタ１２４の表示画像から、撮影した画像イメージを確認できる。
【００７４】
ＳＤＲＡＭ１２５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際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１２７に保管されるように設定されている。
【００７５】
撮像素子２７は、透明なガラス面を有する防塵フィルタ２１によって保護されている。この防塵フィルタ２１の周縁部にはそのガラス面を加振するための圧電素子２２が配置されており、この圧電素子２２は、後で詳しく説明するように防塵フィルタ駆動回路１４０によって駆動される。なお、撮像素子２７及び圧電素子２２は、防塵フィルタ２１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。
【００７６】
また、通常、温度はガラス製の物材の弾性係数に影響し、その物材の固有振動数を変化させる要因の１つであるので、運用時には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。このときには、稼動中に温度上昇が激しい撮像素子２７の前面を保護するために設けられた防塵フィルタ２１の温度変化を測定してその時の固有振動数を予測するほうがよい。
【００７７】
したがって、本実施形態の場合、上記温度測定回路１３３に接続されたセンサ（不図示）が、撮像素子２７の周辺温度を測定するために設けられている。なお、そのセンサの温度測定ポイントは、防塵フィルタ２１の振動面の極近傍に設定されるのが好ましい。
【００７８】
ミラー駆動機構１１８は、クイックリターンミラー１３ｂ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１３ｂがＤＯＷＮ位置にある時、撮影光学系１２ａからの光束はＡＦセンサユニット１１６側とペンタプリズム１３ａ側へと分割されて導かれる。
【００７９】
ＡＦセンサユニット１１６内のＡＦセンサからの出力は、ＡＦセンサ駆動回路１１７を介してＢｕｃｏｍ１５０へ送信されて周知の測距処理が行われる。
また、ペンタプリズム１３ａに隣接する接眼レンズ１３ｃ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１３ａを通過した被写体光束の一部は測光回路１２１内のホトセンサ（不図示）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。
【００８０】
次に図９に示す防塵フィルタ駆動回路１４０の回路図と、図１０のタイムチャートに基づいて、この第１実施形態における電子撮像装置の防塵フィルタ２１の駆動およびその動作について説明する。
ここに例示した防塵フィルタ駆動回路１４０は、図９に示すような回路構成を有し、その各部において、図１０のタイムチャートで表す波形信号（Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ４）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。即ち、防塵フィルタ駆動回路１４０は図９に例示の如く、Ｎ進カウンタ１４１、１／２分周回路１４２、インバータ１４３、複数のＭＯＳトランジスタ（Ｑ００，Ｑ０１，Ｑ０２）１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃ、トランス１４５、抵抗（Ｒ００）１４６から構成されている。
【００８１】
上記トランス１４５の１次側に接続されたトランジスタ（Ｑ０１）１４４ｂおよびトランジスタ（Ｑ０２）１４４ｃのＯＮ／ＯＦＦ切替え動作によって、そのトランス１４５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圧電素子２２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フィルタ２１を効果的に共振させるようになっている。なお、この詳細については後述する。
【００８２】
Ｂｕｃｏｍ１５０は、制御ポートとして設けられた２つのＩＯポート、即ち、ＩＯポートＰ＿ＰｗＣｏｎｔおよびＩＯポートＤ＿ＮＣｎｔと、このＢｕｃｏｍ１５０内部に存在するクロックジェネレータ１５５を介して防塵フィルタ駆動回路１４０を次のように制御する。クロックジェネレータ１５５は、圧電素子２２へ印加する信号周波数より充分に早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１４１へ出力する。この出力信号が図１０中のタイムチャートが表す波形の信号Ｓｉｇ１である。そして、この基本クロック信号はＮ進カウンタ１４１へ入力される。
【００８３】
Ｎ進カウンタ１４１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。即ち、基本クロック信号を１／Ｎに分周することになる。この出力信号が図１０中のタイムチャートが表す波形の信号Ｓｉｇ２である。なお、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１４２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１０中のタイムチャートが表す波形の信号Ｓｉｇ３に対応する。
【００８４】
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トランジスタ（Ｑ０１）１４４ｂがＯＮする。一方、トランジスタ（Ｑ０２）１４４ｃへはインバータ１４３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）１４４ｃがＯＮする。トランス１４５の１次側に接続されたトランジスタ（Ｑ０１）１４４ｂとトランジスタ（Ｑ０２）１４４ｃが交互にＯＮすると、２次側には図１０中の信号Ｓｉｇ４の如き周期の信号が発生する。
【００８５】
トランス１４５の巻き線比は、電源回路１５３のユニットの出力電圧と圧電素子２２の駆動に必要な電圧から決定される。なお、抵抗（Ｒ００）１４６は、トランス１４５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。
【００８６】
圧電素子２２を駆動するに際しては、トランジスタ（Ｑ００）１４４ａがＯＮ状態にあり、電源回路１５３のユニットからトランス１４５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９中、トランジスタ（Ｑ００）１４４ａのＯＮ／ＯＦＦ制御はＩＯポートＰ＿ＰｗＣｏｎｔを介して行われる。また、Ｎ進カウンタ１４１の設定値“Ｎ”はＩＯポートＤ＿ＮＣｎｔから設定できる。よって、Ｂｕｃｏｍ１５０は、設定値“Ｎ”を適宜に制御することで、圧電素子２２の駆動周波数を任意に変更可能である。
【００８７】
このとき、圧電素子２２に印加される信号の周波数は次式によって算出可能である。
【００８８】
Ｎ：カウンタヘの設定値
ｆｐｌｓ：クロックジェネレータの出力パルスの周波数
ｆｄｒｖ：圧電素子へ印加される信号の周波数
とすると、
ｆｄｒｖ＝ｆｐｌｓ／２Ｎ
なお、この式に基づいた演算は、Ｂｕｃｏｍ１５０のＣＰＵ（制御手段）で行われる。
【００８９】
更に、上述のボディ制御用マイクロコンピュータ（Ｂｕｃｏｍ）１５０が行う制御について具体的に説明する。
【００９０】
図１１にＢｕｃｏｍ１５０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。まずカメラの電源ＳＷ（不図示）がＯＮ状態となると、Ｂｕｃｏｍ１５０は稼動を開始し、＃０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。電源回路１５３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。
【００９１】
＃１では、温度測定回路１３３より現在の温度データを取り込む。この温度データは必要に応じて続く＃２の動作ルーチンにおいて使用される情報である。
【００９２】
＃２では、サブルーチン「塵除去動作」をコールして実行する。このサブルーチン中で防塵フィルタ２１を振動させることにより塵払いの動作が実行される。電源起動時にこの動作を実行することで、このカメラを撮影に使用しない期間に、意図せずにガラス（防塵フィルタ２１）に付着した塵を除去できる。なお、このサブルーチン「塵除去動作」の詳細動作は後述する。
【００９３】
＃３は、周期的に実行するステップであり、Ｌｕｃｏｍ２０５と通信動作を行うことでレンズ鏡筒１２の状態を検出するための動作ステップである。
【００９４】
＃４にて、レンズ鏡筒１２がカメラ本体１１に装着されたことを検出すると、＃７へ移行する。一方、レンズ鏡筒１２がカメラ本体１１から外されたことを検出したときは、＃５から＃６へ移行する。そして、＃６にて制御フラグのＦ＿Ｌｅｎｓを“０”にセットする。その後、＃１０に移行する。なお、この制御フラグは、カメラのカメラ本体１１にレンズ鏡筒１２が装着されている期間では“１”を示し、レンズ鏡筒１２が外されている期間では“０”を示す。
【００９５】
＃７では、制御フラグのＦ＿Ｌｅｎｓを“１”にセットする。
【００９６】
＃８にて、温度測定の動作を行い、その直後の＃９にて、防塵フィルタ２１の塵を除去するためのサブルーチン「塵除去動作」をコールして実行する。その後、＃１０に移行する。
【００９７】
通常、カメラ本体１１にレンズ鏡筒１２が装着されていない期間において、レンズや防塵フィルタ２１等に塵が付着する可能性が高い。したがって、レンズ鏡筒１２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。そこで、周期的に＃８と＃９の動作を実行することも考えられるが、これでは、塵が付着していない状態で防塵フィルタ２１を振動させることが多くなり、無駄な電力を消費する可能性が高い。このため、本実施形態では、レンズ装着操作の有無で塵を払う動作を実行する。
【００９８】
＃１０では、カメラ操作ＳＷ１５２の状態を検出する。そして、カメラ操作ＳＷ１５２の１つであるモード変更ＳＷ（不図示）のＯＮ状態を＃１１で検出した場合には、＃１２へ移行する。
【００９９】
＃１２では、そのモード変更ＳＷの操作に連動してカメラの動作モードを変更し、＃１３では、その動作モードに応じた情報を動作表示用ＬＣＤ１５１に表示出力する。そして上記＃３へ再び移行する。
【０１００】
一方、＃１０でカメラ操作ＳＷ１５２のＯＮ状態を検出しなかった場合には＃１４に移行する。＃１４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。１ｓｔレリーズＳＷがＯＮ状態ならば＃１５へ移行し、ＯＦＦ状態ならば上記＃３へ再び移行する。
【０１０１】
＃１５では、測光回路１２１から被写体の輝度情報を入手する。そしてこの情報から撮像素子２７の露光時間（Ｔｖ値）と撮影光学系１２ａの絞り設定値（Ａｖ値）を算出する。
【０１０２】
＃１６では、ＡＦセンサ駆動回路１１７を経由してＡＦセンサユニット１１６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。
【０１０３】
ここで、＃１７にて、制御フラグＦ＿Ｌｅｎｓの状態を判定する。Ｆ＿Ｌｅｎｓが“０”ならばレンズユニット１０が装着されていないことを意味するので、＃１８以降の撮影動作は実行できない。そこで、この場合には上記＃３へ再び移行する。
【０１０４】
一方、Ｆ＿Ｌｅｎｓが“１”ならば、＃１８にて、Ｌｕｃｏｍ２０５に対して、上記＃１６で算出したピントのズレ量を送信して、このズレ量に基づく撮影光学系１２ａの駆動を指令する。
【０１０５】
＃１９では、カメラ操作ＳＷ１５２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状態のときは＃２０へ移行して所定の撮影動作を行う。一方、ＯＦＦ状態のときは上記＃３へ再び移行する。
【０１０６】
＃２０では、Ｌｕｃｏｍ２０５へＡｖ値を送信し、絞り２０３の駆動を指令する。そして、＃２１にてクイックリターンミラー１３ｂをＵＰ位置へ移動する。次に、＃２２にてシャッタ部１４の先幕走行を開始させ、＃２３にて画像処理コントローラ１２８に対して撮動動作の実行を指令する。Ｔｖ値で示される時間、撮像素子２７への露光が終了すると、＃２４において、シャッタ部１４の後幕走行を開始させ、＃２５にてクイックリターンミラー１３ｂをＤｏｗｎ位置へ駆動する。また、これと並行してシャッタ部１４のチャージ動作を行う。
【０１０７】
そして＃２６では、Ｌｕｃｏｍ２０５に対して、絞り２０３を開放位置へ復帰させるように指令し、＃２７では、画像処理コントローラ１２８に対して、撮影した画像データを記録メディア１２７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、再び上記＃３へ移行する。
【０１０８】
図１２は塵除去サブルーチンを説明するためのフローチャートである。このサブルーチンには、電池電圧が高すぎて防塵フィルタ２１の振幅が大きくなり、その結果、防塵フィルタ２１が破壊してしまうという事故を防ぐための工夫がなされている。また、図１３はその概念を説明するために、防塵フィルタ２１を振動させる際の加振周波数とそのときの防塵フィルタ２１の振動振幅との関係を示した分布図である。
【０１０９】
図１３において、横軸は防塵フィルタ２１を振動させる周波数（加振周波数）であり、縦軸は加振時の防塵フィルタ２１の振幅を表している。上述のように、防塵フィルタ２１は共振周波数（図中ｆ０で示す）の周辺で最大の振幅となる。ただし、電池電圧があるレベル（Ｖｒｅｆ）よりも高い場合、防塵フィルタ２１は振幅限界値Ｐを越え、破壊のおそれがある領域（図中、この領域を斜線で示し、以後は「危険領域」と呼ぶ）で振動することになる。電池電圧が高ければ高いほど、加振周波数に対する危険領域の幅が共振点を中心にして広がることになる。一方、電池電圧がＶｒｅｆ以下であれば共振周波数で振動しても、最大振幅が危険領域に達することはない。そこで、このＶｒｅｆを「防塵フィルタ２１を共振周波数で振動させた場合に、防塵フィルタ２１が破壊するおそれのある電圧」と定義する。
【０１１０】
上述のような「電池電圧が高すぎて防塵フィルタ２１が破壊されてしまうという事故」を防ぐためには、例えば、レギュレータのような減圧回路を設ければ良いが、その場合には回路構成が複雑になって得策とは言えない。
【０１１１】
そこで、本実施の形態においては、電池電圧がＶｒｅｆよりも高い場合に限って、加振周波数を防塵フィルタ２１の共振周波数ｆ０からずらし、振幅が限界値Ｐを越えない周波数ｆ１で、防塵フィルタ２１を振動させるよう設定している。この周波数ｆ１を便宜上、「安全周波数」または「非破壊周波数」と呼ぶ。
【０１１２】
以下、図１２によって上述の塵除去動作を説明する。
【０１１３】
はじめに、＃３１にて電池電圧を測定する。これは、Ｂｕｃｏｍ１５０に内蔵されたＡＤＣ１６０により、電池電圧をＡ／Ｄ変換することによって行う。
【０１１４】
次に、＃３２にて測定した電池電圧が上述のＶｒｅｆよりも高いか否かを判定する。そして、電池電圧がＶｒｅｆよりも高ければ＃３３に移行する。一方、高くなければ＃３６に移行する。
【０１１５】
電池電圧がＶｒｅｆ以下の場合、共振周波数で振動させても防塵フィルタ２１が破壊されることはない。したがって、＃３６では加振周波数を共振周波数ｆ０に設定してから加振動作を開始させ、その後、＃３４に移行する。なお、この共振周波数ｆ０は特許請求の範囲に記載の第１の周波数に相当するものである。
【０１１６】
一方、電池電圧がＶｒｅｆよりも高い場合、共振周波数で振動させることは危険なので、＃３３において加振周波数をｆ１（安全周波数）に設定して＃３４に移行する。なお、この安全周波数ｆ１は特許請求の範囲に記載の第２の周波数に相当する。
【０１１７】
＃３４では所定時間、例えば、１００ｍｓ程度待機し、それによって１００ｍｓの加振動作を行った後に＃３５で加振動作を終了させる。そして、その後、メインルーチンヘリターンする。
【０１１８】
なお、ここで使用する２種類の周波数は、防塵フィルタ２１を含む塵除去機構に使用されている部品のバラツキや組み立て状況等によって変化するものであり、当該防塵フィルタ２１に固有の周波数である。したがって、これらの周波数値を塵除去機構の組み立て時等に測定して、電子撮像装置毎にＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶させておき、塵除去動作を実行する際に読み出して使用する。また、上述したように、温度変化によりこれらの周波数が変化してしまうことがあるので、温度測定回路１３３によって温度を測定しておき、測定した温度に応じてこれらの周波数を補正する。
【０１１９】
以上のように、本発明の第１の実施形態においては、電池電圧がある所定の電圧よりも高い場合には、加振周波数を防塵フィルタの共振周波数ｆ０からずらし、防塵フィルタの破壊のおそれが無い範囲で防塵フィルタを振動させるようにしたので、電池電圧が高い場合でも防塵フィルタが破壊されることはない。
【０１２０】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態について図１４を参照して説明する。なお、本第２の実施形態に係る撮像装置の構成部分については、上述の第１の実施形態と同様なので説明を省略する。また、Ｂｕｃｏｍ１５０で稼動する制御プログラムのメインルーチンの動作についても上述の第１実施形態と同様なので、これも説明を省略する。
【０１２１】
図１４は本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の塵除去サブルーチンのフローチャートである。
第１の実施形態においては、加振周波数を変更することで防塵フィルタ２１の破壊を防止していたが、この第２の実施形態においては電池電圧に応じて駆動時間を調整するようにしている。これは、電池電圧がＶｒｅｆよりも高い場合でも振動させる時間が短ければ破壊の危険性は低下するであろうという考えに基づいている。
【０１２２】
はじめに＃４１にて電池電圧を測定する。これは、図１２の＃３１と同様である。
次に、＃４２にて周波数ｆ０（共振周波数）での振動を開始させる。
その後、＃４３にて電池電圧がＶｒｅｆよりも高いか否かを判定し、高ければ＃４４に移行して、第１の所定時間が経過するのを待つ。一方、高く無ければ＃４６に移行して、第２の所定時間が経過するのを待つ。ここで、第１の所定時間は第２の所定時間にくらべると短く設定されているものとする。
その後、＃４５に移行して加振動作を終了し、メインルーチンヘリターンする。
【０１２３】
ところで、上記２つの所定時間は、第１の実施形態における共振周波数ｆ０や安全周波数ｆ１と同様に、防塵フィルタ２１を含む塵除去機構に使用されている部品のバラツキや組み立て状況等によって変化するものである。したがって、塵除去機構の組み立て時等に測定して、電子撮像装置毎にＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶させておけば良い。
【０１２４】
以上のように、本発明の第２の実施形態においては、電池電圧がある所定の電圧よりも高い場合には、加振時間を短くして防塵フィルタが破壊する前に加振動作を終了させるようにしたので、電池電圧が高い場合でも防塵フィルタが破壊されることない。
【０１２５】
以上実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【０１２６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、圧電素子の駆動回路の構成を複雑にすることなく、最適な状態で防塵フィルタを振動させることができる塵埃除去機構を有する電子撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる電子撮像装置を搭載したカメラシステムの構成を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電子撮像装置の一例を示すカメラの一部を切断して、その内部構成を概略的に示す斜視図である。
【図３】撮像ユニットを分解して示す要部分解斜視図である。
【図４】組み立てた状態の撮像ユニットの一部を切断して示す斜視図である。
【図５】図４の切断面に沿った撮像ユニットの断面図である。
【図６】撮像ユニットのうち、防塵フィルタ及びこれに一体に設けられる圧電素子のみを取り出して示す正面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図８】図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図９】防塵フィルタ駆動回路の回路図である。
【図１０】防塵フィルタ駆動回路動作時のタイムチャートである。
【図１１】ボディ制御用マイクロコンピュータ（Ｂｕｃｏｍ）で稼動する制御プログラムのメインルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】塵除去サブルーチンを説明するためのフローチャートである。
【図１３】防塵フィルタを振動させる際の加振周波数と防塵フィルタの振動振幅との関係を示す分布図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態における塵除去サブルーチンを説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１２ レンズ鏡筒
１３ａ ペンタプリズム
１３ｂ 反射鏡（クイックリターンミラー）
１３ｃ 接眼レンズ
１４ シャッタ部
１５ 撮像ユニット
２１ 防塵フィルタ
２２ 圧電素子
２７ 撮像素子
１１４ サブミラー
１１６ ＡＦセンサユニット
１１７ ＡＦセンサ駆動回路
１１８ ミラー駆動機構
１１９ シャッタチャージ機構
１２０ シャッタ制御回路
１２１ 測光回路
１２３ インターフェイス回路
１２４ 液晶モニタ
１２５ ＳＤＲＡＭ
１２６ ＦｌａｓｈＲＯＭ
１２７ 記録メディア
１２８ 画像処理コントローラ
１２９ 不揮発性メモリ
１３３ 温度測定回路
１４０ 防塵フィルタ駆動回路
１４１ Ｎ進カウンタ
１４２ １／２分周回路
１４３ インバータ
１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃ ＭＯＳトランジスタ（トランジスタ）
１４５ トランス
１４６ 抵抗
１５０ ボディ制御用マイクロコンピュータ（Ｂｕｃｏｍ）
１５１ 動作表示用ＬＣＤ
１５２ カメラ操作ＳＷ
１５３ 電源回路
１５４ 電池
１５５ クロックジェネレータ
１６０ Ａ／Ｄ変換回路（ＡＤＣ）
２０２ レンズ駆動機構
２０３ 絞り
２０４ 絞り駆動機構
２０５ レンズ制御用マイクロコンピュータ（Ｌｕｃｏｍ）
２０６ 通信コネクタ
Claims (8)
- 被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段と、
上記撮像手段の前面に配置された防塵フィルタと、
上記防塵フィルタを振動させる加振手段と、
電源電圧を測定する測定手段と、
を具備し、
上記加振手段は、上記測定手段で測定された電源電圧が所定電圧以下の場合には上記防塵フィルタの共振周波数に近い第１の周波数で上記防塵フィルタを振動させ、上記電源電圧が上記所定電圧よりも高い場合には上記共振周波数からはずれた第２の周波数で振動させることを特徴とする電子撮像装置。 - 上記第２の周波数は、上記電源電圧が上記所定電圧より高くとも上記防塵フィルタが破壊するおそれの無い周波数であることを特徴とする請求項１に記載の電子撮像装置。
- 上記第１および第２の周波数は上記防塵フィルタに固有の値であり、上記電子撮像装置の組み立て段階で設定されるものであることを特徴とする請求項１に記載の電子撮像装置。
- 上記所定電圧は、上記防塵フィルタを上記防塵フィルタの共振周波数付近で振動させた場合に、上記防塵フィルタが破壊するおそれのある電圧であることを特徴とする請求項１に記載の電子撮像装置。
- 被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段と、
上記撮像手段の前面に配置された防塵フィルタと、
上記防塵フィルタを振動させる加振手段と、
電源電圧を測定する測定手段と、
を具備し、
上記加振手段は、上記測定手段で測定された電源電圧が所定電圧よりも高い場合には上記防塵フィルタを第１の所定時間だけ振動させ、上記電源電圧が上記所定電圧以下の場合には上記防塵フィルタを上記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間だけ振動させることを特徴とする電子撮像装置。 - 上記第１および第２の所定時間は上記防塵フィルタの特性によって決定される値であることを特徴とする請求項５に記載の電子撮像装置。
- 撮像素子と、
上記撮像素子の前面に配設された防塵フィルタと、
上記防塵フィルタの周縁部に配設された圧電素子と、
上記圧電素子を振動させる駆動回路と、
電源電圧を測定してデジタルデータを出力する測定回路と、
上記測定回路の測定結果に応じて、上記圧電素子を振動させるための周波数信号を調整して上記駆動回路に供給する制御回路と、
上記圧電素子の振動によって上記防塵フィルタを振動させ、それによって上記防塵フィルタの表面に付着した塵埃を除去する塵埃除去機構と、
を具備し、
上記制御回路は、上記測定回路によって測定された電源電圧を所定値と比較し、上記電源電圧が上記所定値以下の場合には上記防塵フィルタの共振周波数に近い周波数の信号を上記駆動回路に供給し、上記電源電圧が上記所定値よりも高い場合には上記共振周波数からはずれた周波数の信号を上記駆動回路に供給することを特徴とする電子撮像装置。 - 上記制御回路は、上記測定回路によって測定された電源電圧を所定値と比較し、上記電源電圧が上記所定値よりも高い場合には上記駆動回路に上記周波数信号を第１の所定時間だけ供給し、上記電源電圧が上記所定値以下の場合には上記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間だけ上記駆動回路に上記周波数信号を供給することを特徴とする請求項７に記載の電子撮像装置。
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