JP4926855B2 - 光学装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学部材の表面に付着した塵埃等の異物を除去する技術に関する。

被写体の光学像を電気信号に変換して撮像するデジタルカメラ等の撮像装置では、撮影光束を撮像素子で受光し、その撮像素子から出力される光電変換信号を画像データに変換して、メモリカード等の記録媒体に記録する。撮像素子としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳセンサ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等が用いられる。

このような撮像装置では、撮像素子の被写体側に、光学ローパスフィルタや赤外線カットフィルタが配置される。この場合に、撮像素子のカバーガラスやこれらフィルタの表面に塵埃等の異物が付着すると、その付着部分が黒い点となって撮影画像に写り込み、画像の見栄えが低下してしまう。

特にレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラでは、シャッタやクイックリターンミラーといった機械的な作動部が撮像素子の近傍に配置されており、それらの作動部から発生した塵埃等の異物が撮像素子やフィルタの表面に付着することがある。また、レンズ交換時に、レンズマウントの開口から塵埃等の異物がカメラ本体内に入り込み、これが付着することもある。

このような現象を回避するために、特許文献１には、撮像素子の被写体側に撮影光束を透過させる防塵幕を設け、これを圧電素子で振動させることにより、防塵幕の表面に付着した塵埃等の異物を除去する技術が提案されている。

特開２００３−３４８３９７号公報

特許文献１に記載されている技術では、防塵幕の表面に付着した異物を除去するために、防塵幕に接合させた圧電素子に電圧を印加し、この圧電素子の駆動により防塵幕を光軸方向に変位させて幕振動を発生させる。かかる構成において、防塵幕と撮像素子との間をゴム等の軟性部材により封止している。しかしながら、防塵膜付近の温度によって軟性部材の減衰が変動し、防塵膜の振幅が変化してしまうことがある。

また、綿棒やシルボン紙等を用いてユーザが直接クリーニングする際に防塵膜に傷がつき、その回数によって防塵膜の破損確率は増大する。そのため、クリーニングの回数に伴って異物除去動作時の防塵膜の振幅を減らさないと、防塵膜が破損してしまうおそれがある。

このような問題を解決する方法として、圧電素子に電圧を印加する電気回路に、駆動時の温度やクリーニングの回数等に応じた適正な電圧が印加できる回路を設けることが考えられる。しかしながら、異なった電圧を発生させるためには、昇圧回路や抵抗が複数必要となり、コストアップやデジタル一眼レフカメラの大型化の要因となってしまう。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、コストアップや撮像装置の大型化を避けつつ、光学部材の表面に付着した塵埃等の異物を効率的に除去できるようにすることを目的とする。

本発明の光学装置は、光学部材と、前記光学部材を振動させる振動手段と、光学装置内の温度を取得する温度取得手段と、前記温度取得手段により取得される温度が予め定められた範囲にあるときには、前記光学部材の振動振幅が所定の振動振幅の範囲内となるように、前記温度取得手段により取得した温度に基づいて、前記振動手段を駆動するパラメータを変更して、前記振動手段の駆動を制御し、前記温度取得手段により取得される温度が前記予め定められた範囲外にあるときには、前記振動手段の駆動を禁止する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、光学装置内の温度に関わらず光学部材の振動振幅を適切に設定することができるとともに、異物を除去するための十分な振動振幅が得られない場合、あるいは振動振幅が大きくなりすぎて光学部材を破損させるおそれがある場合には、振動手段の駆動を禁止することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
[第１の実施形態]
図１及び図２は、本実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの外観図である。図１は、カメラを前面側（被写体側）から見た斜視図であって、撮影レンズユニットを外した状態を示す。図２は、カメラを撮影者側（背面側）から見た斜視図である。

図１に示すように、カメラ本体１には、撮影時に撮影者が安定して握り易いように被写体側に突出したグリップ部１ａが設けられている。

カメラ本体１のマウント部２には、不図示の撮影レンズユニットが着脱可能に固定される。マウント接点２１は、カメラ本体１と撮影レンズユニットとの間で制御信号、状態信号、データ信号等の通信を可能にすると共に、撮影レンズユニット側に電力を供給する。マウント接点２１は、電気通信のみならず、光通信、音声通信等が可能なように構成してもよい。マウント部２の横には、撮影レンズユニットを取り外す際に押し込むレンズロック解除ボタン４が配置されている。

カメラ本体１内には、撮影レンズを通過した撮影光束が導かれるミラーボックス５が設けられており、ミラーボックス５内にメインミラー（クイックリターンミラー）６が配設されている。メインミラー６は、撮影光束をペンタダハミラー２２（図３を参照）の方向へ導くために撮影光軸に対して４５°の角度に保持される状態と、撮像素子３３（図３を参照）の方向へ導くために撮影光束から退避した位置に保持される状態とを取り得る。

カメラ上部のグリップ１ａ側には、撮影開始の起動スイッチとしてのレリーズボタン７と、撮影時の動作モードに応じてシャッタスピードやレンズ絞り値を設定するためのメイン操作ダイヤル８と、撮影系の上面動作モード設定ボタン１０とが配置されている。これら操作部材の操作結果の一部は、ＬＣＤ表示パネル９に表示される。レリーズボタン７は、第１ストロークでＳＷ１（図３の７ａ）がＯＮし、第２ストロークでＳＷ２（図３の７ｂ）がＯＮする構成となっている。また、上面動作モード設定ボタン１０は、レリーズボタン７の１回の押込みで連写になるか１コマのみの撮影となるかの設定や、セルフ撮影モードの設定等を行うためのものであり、ＬＣＤ表示パネル９にその設定状況が表示される。

カメラ上部の中央には、カメラ本体１に対してポップアップするストロボユニット１１と、フラッシュ取り付け用のシュー溝１２及びフラッシュ接点１３とが設けられている。

カメラ上部の右寄りには、撮影モード設定ダイヤル１４が配置されている。

カメラのグリップ１ａに対して反対側の側面には、開閉可能な外部端子蓋１５が設けられている。外部端子蓋１５を開けた内部には、外部インタフェースとしてビデオ信号出力用ジャック１６及びＵＳＢ出力用コネクタ１７が納められている。

図２に示すように、カメラ背面の上方には、ファインダ接眼窓１８が設けられている。また、カメラ背面の中央付近には、画像表示可能なカラー液晶モニタ１９が設けられている。

カラー液晶モニタ１９の横には、サブ操作ダイヤル２０が配置されている。サブ操作ダイヤル２０は、メイン操作ダイヤル８の機能の補助的役割を担うものである。例えばカメラのＡＥモードでは、自動露出装置により算出された適正露出値に対する露出補正量を設定するために使用される。シャッタスピード及びレンズ絞り値の各々を撮影者の意志により設定するマニュアルモードでは、メイン操作ダイヤル８でシャッタスピードを設定し、サブ操作ダイヤル２０でレンズ絞り値を設定するように使用される。また、このサブ操作ダイヤル２０は、カラー液晶モニタ１９に表示される撮影済み画像の表示を選択するためにも使用される。

更に、カメラ背面には、カメラの動作を起動もしくは停止するためのメインスイッチ４３と、クリーニングモードを動作させるためのクリーニング指示操作部材４４とが配置されている。クリーニング指示操作部材４４が操作されると、ユーザが赤外線カットフィルタ４１０を直接クリーニングするクリーニングモードが開始される。直接クリーニングするとは、ユーザが、綿棒、シルボン紙、ゴム等を赤外線カットフィルタ４１０の表面に接触させて付着した異物を拭き取る作業をいう。

図３は、本実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの主要な電気的構成を示すブロック図である。なお、図１、２と共通する部分には同一の符号を付す。図３において、５０は撮影光軸である。

カメラ本体１に内蔵されたマイクロコンピュータからなる中央処理装置（以下、「ＭＰＵ」と称する）１００は、カメラの動作制御を司るものであり、各要素に対して様々な処理や指示を実行する。ＭＰＵ１００に内蔵されたＥＥＰＲＯＭ１００ａは、時刻計測回路１０９の計時情報やその他の情報を記憶することができる。

ＭＰＵ１００には、ミラー駆動回路１０１、焦点検出回路１０２、シャッタ駆動回路１０３、映像信号処理回路１０４、スイッチセンス回路１０５、測光回路１０６が接続されている。また、ＬＣＤ駆動回路１０７、バッテリチェック回路１０８、時刻計測回路１０９、電力供給回路１１０、圧電素子駆動回路１１１が接続されている。これらの回路は、ＭＰＵ１００の制御により動作するものである。

ＭＰＵ１００は、撮影レンズユニット内のレンズ制御回路２０１とマウント接点２１を介して通信を行う。マウント接点２１は、撮影レンズユニットが接続されるとＭＰＵ１００へ信号を送信する機能も有する。これにより、レンズ制御回路２０１は、ＭＰＵ１００との間で通信を行い、ＡＦ駆動回路２０２及び絞り駆動回路２０３を介して撮影レンズユニット内の撮影レンズ２００及び絞り２０４の駆動を行う。なお、図３では便宜上１枚の撮影レンズで図示しているが、実際は多数のレンズ群によって構成される。

ＡＦ駆動回路２０２は、例えばステッピングモータによって構成され、レンズ制御回路２０１の制御により撮影レンズ２００内のフォーカスレンズ位置を変化させ、撮像素子３３に撮影光束の焦点を合わせるように調整する。絞り駆動回路２０３は、例えばオートアイリス等によって構成され、レンズ制御回路２０１の制御により絞り２０４を変化させ、光学的な絞り値を得る。

メインミラー６は、図３に示す撮影光軸に対して４５°の角度に保持された状態で、撮影レンズ２００を通過する撮影光束をペンタダハミラー２２へ導くと共に、その一部を透過させてサブミラー３０へ導く。サブミラー３０は、メインミラー６を透過した撮影光束を焦点検出センサユニット３１へ導く。

ミラー駆動回路１０１は、例えばＤＣモータとギヤトレイン等によって構成され、メインミラー６を、ファインダにより被写体像を観察可能とする位置と、撮影光束から待避する位置とに駆動する。メインミラー６が駆動すると、同時にサブミラー３０も、焦点検出センサユニット３１へ撮影光束を導く位置と、撮影光束から待避する位置とに移動する。

焦点検出センサユニット３１は、不図示の結像面近傍に配置されたフィールドレンズ、反射ミラー、２次結像レンズ、絞り、複数のＣＣＤからなるラインセンサ等によって構成され、位相差方式の焦点検出を行う。焦点検出センサユニット３１から出力される信号は、焦点検出回路１０２へ供給され、被写体像信号に換算された後、ＭＰＵ１００に送信される。ＭＰＵ１００は、被写体像信号に基づいて位相差検出法による焦点検出演算を行う。そして、デフォーカス量及びデフォーカス方向を求め、これに基づいて、レンズ制御回路２０１及びＡＦ駆動回路２０２を介して撮影レンズ２００内のフォーカスレンズを合焦位置まで駆動する。

ペンタダハミラー２２は、メインミラー６により反射された撮影光束を正立正像に変換反射する。撮影者はファインダ光学系を介してファインダ接眼窓１８から被写体像を観察することができる。ペンタダハミラー２２は、撮影光束の一部を測光センサ４６へも導く。測光回路１０６は、測光センサ４６の出力を得て、観察面上の各エリアの輝度信号に変換し、ＭＰＵ１００に出力する。ＭＰＵ１００は、輝度信号に基づいて露出値を算出する。

シャッタユニット（機械フォーカルプレーンシャッタ）３２は、撮影者がファインダにより被写体像を観察している時には撮影光束を遮る。また、撮影時には、レリーズ信号に応じて、不図示の先羽根群と後羽根群の走行する時間差により所望の露光時間を得るように構成されている。機械フォーカルプレーンシャッタ３２は、ＭＰＵ１００の指令を受けたシャッタ駆動回路１０３により制御される。

撮像ユニット４００は、赤外線カットフィルタ４１０、光学ローパスフィルタ４２０、圧電部材である圧電素子４３０（本発明でいう振動手段に相当）、撮像素子３３が後述する他の部品と共にユニット化されたものである。

撮像素子３３は、被写体の光学像を電気信号に変換するものであり、本実施形態ではＣＭＯＳセンサが用いられるが、その他にもＣＣＤ型、ＣＭＯＳ型及びＣＩＤ型等様々な形態があり、いずれの形態の撮像デバイスを採用してもよい。

赤外線カットフィルタ４１０は、高い空間周波数を取り除く矩形のフィルタであり、後述するように異物の付着を防止するために、導電性を有するように表面がコーティングされている。

光学ローパスフィルタ４２０は、撮像素子３３に入射される光束を複数に分離し、偽解像信号や偽色信号の発生を効果的に低減させるフィルタであり、水晶からなる複屈折板及び位相板を複数枚貼り合わせて積層されている。

圧電素子４３０は、単板の圧電素子（ピエゾ素子）であり、赤外線カットフィルタ４１０に固着され、その振動を赤外線カットフィルタ４１０に伝えるように構成されている。

クランプ／ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路３４は、Ａ／Ｄ変換する前の基本的なアナログ処理を行うものであり、クランプレベルを変更することも可能である。ＡＧＣ（自動利得調整装置）３５は、Ａ／Ｄ変換する前の基本的なアナログ処理を行うものであり、ＡＧＣ基本レベルを変更することも可能である。Ａ／Ｄ変換器３６は、撮像素子３３のアナログ出力信号をデジタル信号に変換する。

圧電素子駆動回路１１１は、赤外線カットフィルタ４１０に固着された圧電素子４３０を振動させる回路である。赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅が所定の値となるように、ＭＰＵ１００の指示に従って圧電素子４３０を振動させる。なお、圧電素子４３０の駆動の仕方については後述する。

温度センサ１１２は、赤外線カットフィルタ４１０の近傍に配置され、カメラ本体１内の温度を検出し、カメラ本体１内の温度に応じた抵抗値を出力する。Ａ／Ｄ変換器１１３は、温度センサ１１２により分圧された電圧をＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換値をカメラ本体１内の温度としてＭＰＵ１００に出力する。

映像信号処理回路１０４は、デジタル化された画像データに対してガンマ／ニー処理、フィルタ処理、モニタ表示用の情報合成処理等、ハードウエアによる画像処理全般を実行する。この映像信号処理回路１０４からのモニタ表示用の画像データは、カラー液晶駆動回路１１４を介してカラー液晶モニタ１９に表示される。また、映像信号処理回路１０４は、ＭＰＵ１００の指示に従って、メモリコントローラ３８を通じてバッファメモリ３７に画像データを保存することもできる。更に、映像信号処理回路１０４は、ＪＰＥＧ等の画像データ圧縮処理を行うこともできる。連写撮影等、連続して撮影が行われる場合は、一旦バッファメモリ３７に画像データを格納し、メモリコントローラ３８を通して未処理の画像データを順次読み出すこともできる。これにより、映像信号処理回路１０４は、Ａ／Ｄ変換器３６から入力されてくる画像データの速度に関わらず、画像処理や圧縮処理を順次行うことができる。

メモリコントローラ３８は、外部インタフェース４０から入力される画像データをメモリ３９に記憶し、メモリ３９に記憶されている画像データを外部インタフェース４０から出力する機能を有する。なお、外部インタフェース４０は、図１におけるビデオ信号出力用ジャック１６及びＵＳＢ出力用コネクタ１７が相当する。メモリ３９としては、カメラ本体に着脱可能なフラッシュメモリ等が用いられる。

クリーニング指示操作部材４４は、ユーザにより操作されるとクリーニングモード開始の指令を受けて、カメラ本体１をクリーニングモードの状態に移行させる。なお、本実施形態ではクリーニング指示操作部材４４を設けたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、クリーニングモードへの移行を指示するための操作部材は、機械的なボタンに限らず、カラー液晶モニタ１９に表示されたメニューから、カーソルキーや指示ボタン等を用いて指示するものであっても良い。

電力供給回路１１０は、クリーニングモードに必要な電力を、カメラ本体１の各部へ必要に応じて供給を行う。また、これに並行して電源４２の電池残量を検出して、その結果をＭＰＵ１００へ送信する。ＭＰＵ１００は、クリーニングモード開始の信号を受け取ると、カメラに具備されたミラー部を退避させる。すなわち、ＭＰＵ１００は、ミラー駆動回路１０１を介して、ミラー６を撮影光束から待避する位置へ駆動し、同時にサブミラー３０を撮影光束から待避する位置へ駆動する。更に、ＭＰＵ１００は、カメラに具備されたシャッタ部を開放させる。すなわち、ＭＰＵ１００は、シャッタ駆動回路１０３を介して機械フォーカルプレーンシャッタ３２を撮影光束から退避する位置へ駆動する。このクリーニングモードにおいて、ユーザは、綿棒、シルボン紙、ゴム等を用いて赤外線カットフィルタ４１０の表面に付着した異物を直接クリーニングすることが可能となる。

クリーニング回数検出回路４５は、クリーニング指示操作部材４４に接続されており、クリーニングモードが開始されるとクリーニング回数として検出する。クリーニング回数検出回路４５は、検出されたクリーニング回数情報をＭＰＵ１００へ通知する。

スイッチセンス回路１０５は、各スイッチの操作状態に応じて入力信号をＭＰＵ１００に送信する。スイッチＳＷ１（７ａ）は、レリーズボタン７の第１ストローク（半押し）によりＯＮする。スイッチＳＷ２（７ｂ）は、レリーズボタン７の第２ストローク（全押し）によりＯＮする。スイッチＳＷ２（７ｂ）がＯＮされると、撮影開始の指示がＭＰＵ１００に送信される。また、メイン操作ダイヤル８、サブ操作ダイヤル２０、撮影モード設定ダイヤル１４、メインスイッチ４３、クリーニング指示操作部材４４が接続されている。

ＬＣＤ駆動回路１０７は、ＭＰＵ１００の指示に従って、ＬＣＤ表示パネル９やファインダ内液晶表示装置４１を駆動する。

バッテリチェック回路１０８は、ＭＰＵ１００の指示に従って、バッテリチェックを行い、その検出結果をＭＰＵ１００に送信する。電源４２は、カメラの各要素に対して電源を供給する。

時刻計測回路１０９は、メインスイッチ４３がＯＦＦされて次にＯＮされるまでの時間や日付を計測し、ＭＰＵ１００からの指示に従って、計測結果をＭＰＵ１００に送信する。

ここで、図４〜７を参照して、撮像ユニット４００の詳細な構成について説明する。図４は、赤外線カットフィルタ４１０及び撮像素子３３周辺の保持構造について説明するためのカメラ内部の概略構成を示す分解斜視図である。カメラ本体の骨格となる本体シャーシ３００の被写体側には、被写体側から順に、ミラーボックス５、シャッタユニット３２が配設される。また、本体シャーシ３００の撮影者側には、撮像ユニット４００が配設される。撮像ユニット４００は、撮影レンズユニットが取り付けられる基準となるマウント２の取付面に撮像素子３３の撮像面が所定の距離をあけて且つ平行になるように調整されて固定される。

図５は、撮像ユニット４００の構成を示す分解斜視図である。撮像ユニット４００は、大きく分けて、振動ユニット４７０、弾性部材４５０、撮像素子ユニット５００により構成される。詳細は後述するが、振動ユニット４７０は弾性部材４５０を挟み込むかたちで撮像素子ユニット５００に固定され、弾性部材４５０が振動ユニット４７０の赤外線カットフィルタ４１０と撮像素子ユニット５００とに挟持される。

撮像素子ユニット５００は、撮像素子３３及び該撮像素子３３を保持する撮像素子保持部材５１０を含み、更に回路基板５２０、シールドケース５３０、遮光部材５４０、光学ローパスフィルタ保持部材５５０、光学ローパスフィルタ４２０により構成される。

撮像素子保持部材５１０は、金属等によって形成されており、位置決めピン５１０ａ、ビス穴５１０ｂ、ビス穴５１０ｃが設けられている。回路基板５２０は、撮像系の電気回路が実装されており、ビス用の逃げ穴５２０ａが設けられている。シールドケース５３０は、金属等によって形成されており、ビス用の逃げ穴５３０ａが設けられている。回路基板５２０とシールドケース５３０は、ビス用の逃げ穴５２０ａとビス用の逃げ穴５３０ａ、ビス穴５１０ｂを用いて撮像素子保持部材５１０にビスで係止され、シールドケース５３０は電気回路を静電気等から保護するため回路上の接地電位に接続される。

遮光部材５４０は、撮像素子３３の光電変換面の有効領域に対応した開口を有し、被写体側及び撮影者側に両面テープが固着されている。光学ローパスフィルタ保持部材５５０は、遮光部材５４０の両面テープにより撮像素子３３のカバーガラス３３ａに固着される。光学ローパスフィルタ４２０は、光学ローパスフィルタ保持部材５５０の開口箇所にて位置決めされ、遮光部材５４０に両面テープで固定保持される。

図６は、振動ユニット４７０の構成を示す斜視図である。振動ユニット４７０は、矩形の赤外線カットフィルタ４１０と、圧電素子４３０と、保持部材４６０とを含んで構成される。

保持部材４６０は、金属等の弾性を有する材料によって単一部品として形成されており、四隅の保持部４６０ｃ（図５を参照）と、保持部４６０ｃをつなぐ左右の腕部４６０ｄと、保持部４６０ｃをつなぐ上下の平面部４６０ｅとを有する。腕部４６０ｄは、保持部４６０ｃの表面から一段下がった位置（撮像素子ユニット５００側の位置）で上下に延伸する細板形状とされている。腕部４６０ｄの上下端が保持部４６０ｃに一体につながっており、赤外線カットフィルタ４１０を撮像素子ユニット５００側へ付勢する付勢力を発生する。腕部４６０ｄには、位置決め穴４６０ａ及びビス用の逃げ穴４６０ｂが形成されている。保持部４６０ｃは、赤外線カットフィルタ４１０に対して振動の節部を含む四隅付近に導電性の接着剤等によって固着される。平面部４６０ｅは、赤外線カットフィルタ４１０の振動に平行な光軸方向に延伸するように折り曲げられている。

圧電素子４３０は、赤外線カットフィルタ４１０の端部に接着等によって固着される。本実施形態においては、赤外線カットフィルタ４１０の左右の端部に沿うようにして合計２枚の同一形状（細長い矩形）の圧電素子４３０が固着されている。

このようにした振動ユニット４７０は、位置決め穴４６０ａに撮像素子ユニット５００の位置決めピン５１０ａが挿入されることによって位置決めされる。位置決めされた状態で、振動ユニット４７０は、ビス用の逃げ穴４６０ｂ及びビス穴５１０ｃを用いて、弾性部材４５０を挟み込むかたちで撮像素子ユニット５００にビスで係止される。これにより、導電性を有するようにコーティングされた赤外線カットフィルタ４１０の表面に帯電した電気を、保持部材４６０及び撮像素子保持部材５１０、シールドケース５３０を介して回路基板５２０へ逃がすことができ、異物の付着を防止することができる。

弾性部材４５０は、ゴム等の軟質材で形成され、赤外線カットフィルタ４１０の振動吸収部としての役割を有するとともに、後述するように赤外線カットフィルタ４１０と光学ローパスフィルタ４２０の密閉空間を形成する。なお、弾性部材４５０は、赤外線カットフィルタ４１０の振動吸収性を高めるために、厚い部材、硬度が低い部材で構成すること、更には赤外線カットフィルタ４１０の振動の節部に当接することが望ましい。

図７は、撮像ユニット４００において、図４のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。遮光部材５４０の被写体側の面は光学ローパスフィルタ４２０と当接し、撮影者側の面は撮像素子３３のカバーガラス３３ｃと当接する。遮光部材５４０の被写体側及び撮影者側には両面テープが固着されており、光学ローパスフィルタ４２０は遮光部材５４０の両面テープにより撮像素子３３のカバーガラス３３ｃに固定、保持される。これにより、光学ローパスフィルタ４２０と撮像素子３３のカバーガラス３３ａとの間は遮光部材５４０によって封止され、塵埃等の異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成される。

また、弾性部材４５０の被写体側の面は、赤外線カットフィルタ４１０と当接し、撮影者側の面は光学ローパスフィルタ４２０と当接する。振動ユニット４７０は、保持部材４６０のバネ性によって撮像ユニット５００側へと付勢されるので、弾性部材４５０と赤外線カットフィルタ４１０は隙間無く密着し、弾性部材４５０と光学ローパスフィルタ４２０も同様に隙間無く密着している。これにより、赤外線カットフィルタ４１０と光学ローパスフィルタ４２０との間は弾性部材４５０によって封止され、塵埃等の異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成される。

次に、振動ユニット４７０の異物除去動作について説明する。赤外線カットフィルタ４１０に固着された圧電素子４３０にＭＰＵ１００の制御に従って圧電素子駆動回路１１１が所定の周波数の電圧を印加すると、圧電素子４３０は光軸と直角方向に伸縮し、赤外線カットフィルタ４１０を屈曲振動させる。

圧電素子４３０に印加する電圧の周波数は、赤外線カットフィルタ４１０の固有モードの共振周波数近傍とすることで、より小さい電圧で大きな振幅を得ることができる。赤外線カットフィルタ４１０の共振周波数は温度によって変化するので、電圧は一定の周波数ではなく、十分な周波数帯域で印加する。より具体的には、赤外線カットフィルタ４１０の共振周波数より低い周波数から開始し、所定の周波数帯域を所定のステップ数で分割したステップ幅ごとに徐々に高くスイープさせ、赤外線カットフィルタ４１０の共振周波数より高い周波数で終了する。

また、印加する電圧を一定にしたとき、赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅は温度によって変化する。図２１は、本実施形態の撮像ユニット４００を用いて測定した、温度と振幅比との関係を示す特性図である。図２１において、横軸は温度、縦軸は２０℃における赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅を基準とした振幅比である。図２１に示すように、高温時は赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅が大きくなり、赤外線カットフィルタ４１０が破損するおそれがある。一方、低温時は赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅が小さくなり、異物を除去するために必要と判断される振動振幅が得られないおそれがある。このような温度の変化に対して、後述するように、周波数帯域、該周波数帯域を分割するステップ数（周波数ステップ数）、１つの周波数ステップの時間（１ステップあたりの時間）のうち少なくともいずれかを変更することで対応することができる。

図８（ａ）〜（ｃ）は、圧電素子４３０に印加する電圧の周波数と赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅との関係を示す特性図である。図８（ａ）〜（ｃ）において、横軸は周波数、縦軸は振動振幅である。Ｆは赤外線カットフィルタ４１０の共振周波数ｆを中心とする周波数帯域（本発明でいう所定の周波数帯域）、Ｎは周波数ステップ数、Ｔは１つの周波数ステップの時間である。電圧は、周波数帯域Ｆを周波数ステップ数Ｎで割った周波数ごとにスイープしながら、それぞれＴ秒ずつ圧電素子４３０に印加する。すなわち、周波数帯域Ｆをスイープする時間は、Ｎ×Ｔ秒となる。

ここで、赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅と、１つの周波数ステップの時間Ｔ、周波数ステップ数Ｎ、周波数帯域Ｆそれぞれとの関係について説明する。

・１つの周波数ステップの時間Ｔ
図９は、圧電素子４３０に赤外線カットフィルタ４１０の共振周波数ｆの電圧を印加したときの赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅を示す特性図である。図９において、横軸は時間、縦軸は赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅である。なお、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ１１、Ｔ１２は印加開始時間ｔ１からの経過時間を表し、後述する図１４又は図１９におけるパラメータである。時間ｔ１にて圧電素子４３０に電圧印加を開始すると、赤外線カットフィルタ４１０の振幅が徐々に増幅する過渡振動が生じる。そして、時間ｔ２にて赤外線カットフィルタ４１０は定常振動となる。

１つの周波数ステップの時間Ｔを（ｔ２−ｔ１）より大きくする、すなわち１つの周波数ステップにおいて赤外線カットフィルタ４１０が定常振動となるように周波数ステップの時間Ｔを設定した場合、１つの周波数ステップで大きな振幅が生じてから周波数は次の周波数ステップにスイープされる。したがって、赤外線カットフィルタ４１０は図８（ａ）の共振周波数ｆにおいて大きな振動振幅が得られる。

一方、周波数ステップの時間Ｔを（ｔ２−ｔ１）より小さくする、すなわち１つの周波数ステップにおいて赤外線カットフィルタ４１０が過渡振動となるように周波数ステップの時間Ｔを設定した場合、１つの周波数ステップで小さな振幅が生じている間に周波数は次の周波数ステップにスイープされる。したがって、赤外線カットフィルタ４１０は図８（ａ）の共振周波数ｆにおいて小さな振動振幅となる。

このように、１つの周波数ステップの時間Ｔを変更することで、赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅を制御することができる。特に、赤外線カットフィルタ４１０の周波数帯域Ｆでの振動波形がなだらかなとき、すなわち後述するようにステップ数Ｎと周波数帯域Ｆを変更しても振動振幅が大きく変更しないときに有効である。

・周波数ステップ数Ｎ
図１０は、１つの周波数ステップの時間Ｔ及びスイープする周波数帯域Ｆを固定して測定した、周波数ステップ数Ｎと赤外線カットフィルタ４１０の最大振動振幅との関係を示す特性図である。図１０において、横軸は周波数ステップ数Ｎ、縦軸は周波数ステップ数Ｎ２における赤外線カットフィルタ４１０の最大振動振幅を基準とした最大振動振幅の振幅比である。なお、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ１１、Ｎ１２は後述する図１４又は図１９におけるパラメータである。

図１０を見てわかるように、周波数ステップ数Ｎを増やしていくと赤外線カットフィルタ４１０の最大振動振幅は大きくなり、周波数ステップ数Ｎを減らしていくと最大振動振幅は小さくなる。その理由は次のとおりである。すなわち、図８（ａ）に示すように周波数ステップ数Ｎが多いと、赤外線カットフィルタ４１０の共振周波数ｆを捉えて共振時の振動振幅Ａが最大の振幅となる。それに対して、図８（ｂ）に示すように周波数ステップ数Ｎ´が少ないと、共振周波数ｆをスキップしてしまい、共振周波数ｆ付近の周波数ｆ´における振動振幅Ａ´（＜Ａ）が最大の振幅となる。

このように、周波数ステップ数Ｎを変更することで、赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅を制御することができる。特に、赤外線カットフィルタ４１０の周波数帯域Ｆでの振動波形が急峻であるとき、振動振幅Ａと振動振幅Ａ´の差は大きくなり、周波数ステップ数Ｎを変更することで振動振幅Ａ´を大きく制御することができ有効である。

・周波数帯域Ｆ
図１１は、１つの周波数ステップの時間Ｔ及びスイープする周波数ステップ数Ｎを固定して測定した、周波数帯域Ｆと赤外線カットフィルタ４１０の最大振動振幅との関係を示す特性図である。図１１において、横軸は周波数帯域Ｆ、縦軸は周波数帯域Ｆ２における赤外線カットフィルタ４１０の最大振動振幅を基準とした最大振動振幅の振幅比である。なお、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ１１、Ｆ１２は後述する図１４又は図１９におけるパラメータである。

図１１を見てわかるように、周波数帯域Ｆを狭くしていくと赤外線カットフィルタ４１０の最大振動振幅は大きくなり、周波数帯域Ｆを広げていくと最大振動振幅は小さくなる。その理由は次のとおりである。すなわち、図８（ａ）に示すように周波数帯域Ｆが狭いと、赤外線カットフィルタ４１０の共振周波数ｆを捉えて共振時の振動振幅Ａが最大の振幅となる。それに対して、図８（ｃ）に示すように周波数帯域Ｆ″が広いと共振周波数ｆをスキップしてしまい、共振周波数ｆ付近の周波数ｆ″における振動振幅Ａ″（＜Ａ）が最大の振幅となる。

このように、周波数帯域Ｆを変更することで、赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅を制御することができる。特に、周波数ステップ数Ｎと同様に、赤外線カットフィルタ４１０の周波数帯域Ｆでの振動波形が急峻であるとき、振動振幅Ａと振動振幅Ａ″の差は大きくなり、周波数帯域Ｆを変更することで振動振幅Ａ″を大きく制御することができ有効である。また、周波数帯域Ｆの変更はスイープ時間（＝１つの周波数ステップの時間Ｔ×周波数ステップ数Ｎ）を変えることがない。したがって、例えば振動によって除去した異物の再付着防止のために一定時間だけ赤外線カットフィルタ４１０の振動を続けるときのように、スイープ時間が決定されているときに有効である。

図１２は、ＭＰＵ１００によって実行される処理動作の手順を示すフローチャートである。図１２において、メインスイッチ４３が押下されると、ＭＰＵ１００は、カメラ本体１の電源をオンにし、カメラ本体１を起動する（ステップＳ６０１）。次に、ＭＰＵ１００は、カメラ本体１００の起動時の初期手続きを行う（ステップＳ６０２）。この初期手続きとは、電源電圧レベルやカメラ本体１に備えられたＳＷ系の異常の確認、記録メディアの有無の確認、レンズの装着の確認、及び撮影のための初期設定等である。

次に、ＭＰＵ１００は、後述する異物除去動作（図１３を参照）を実行して、撮像ユニット４００の赤外線カットフィルタ４１０の表面に付着した異物を除去する（ステップＳ６０３）。次に、カメラ本体１は撮影待機状態となる（ステップＳ６０４）。ここで、ＭＰＵ１００は、レリーズボタン７を監視しており、このレリーズボタン７が押下されたか否かを判別する（ステップＳ６０５）。この判別の結果、レリーズボタン７が押下されていないときは、ステップＳ６０４に戻り、撮影待機状態を維持する。一方、レリーズボタン７が押下されたときは、ステップＳ６０６に進み、撮影動作を実行し、本処理を終了する。

図１３は、図１２のステップＳ６０３で実行される異物除去動作を説明するためのフローチャートである。本処理で、ＭＰＵ１００は、赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅が所定の振動振幅の範囲内となるように、カメラ本体１内の温度に応じて圧電素子４３０に印加する電圧の周波数レベルを設定する。ここで、所定の振動振幅の範囲とは、常温での振動振幅に基づいて定められたものであり、赤外線カットフィルタ４１０の破損のおそれがなく、かつ、異物除去が十分に可能な範囲である。したがって、カメラ本体１内が高温時又は低温時は、電圧の周波数レベルを変更して、赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅を常温時の振動振幅と同等にする。

また、ＭＰＵ１００は、カメラ本体１内の温度が非常に高く、赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅により生じる応力が所定の応力を超えるおそれがあるとき、異物除去動作ができない旨の警告メッセージをカラー液晶モニタ１９に表示する。同時に、異物除去動作を禁止する。カメラ本体１内の温度が非常に低く、周波数レベルのいずれかでも赤外線カットフィルタ４１０で異物の除去に必要と判断される振動振幅が得られないおそれがあるときも同様である。

図１３において、温度センサ１１２は、カメラ本体１内の温度を検出し、カメラ本体１内の温度に応じた抵抗値を出力する。Ａ／Ｄ変換器１１３は、温度センサ１１２により分圧された電圧をＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換値をカメラ本体１内の温度としてＭＰＵ１００に出力する（ステップＳ７０１）。

ＭＰＵ１００は、カメラ本体１内の温度が第１の閾値（閾値１）未満であるか否かを判別する（ステップＳ７０２）。ここで、本実施形態において、第１の閾値は後述するように−１０℃である。

ステップＳ７０２における判別の結果、カメラ本体１内の温度が第１の閾値未満であるとき、ステップＳ７０３に進む。カメラ本体１内の温度が第１の閾値未満であるとは、すなわち周波数帯域Ｆ、周波数ステップ数Ｎ、１つの周波数ステップの時間Ｔのいずれかのパラメータを変更しても異物の除去に必要と判断される振動振幅が得られない可能性がある場合である。ステップＳ７０３では、カラー液晶モニタ１９に低温のために振動振幅が異物除去に必要な所定の振動振幅に満たず、異物除去動作ができない旨の警告メッセージを表示するとともに、異物除去動作を禁止し、本処理を終了する。

一方、ステップＳ７０２における判別の結果、カメラ本体１内の温度が第１の閾値以上であるときは、ステップＳ７０４に進む。ステップＳ７０４では、カメラ本体１内の温度が第２の閾値（閾値２）未満であるか否かを判別する。ここで、本実施形態において、第２の閾値は後述するように６０℃である。なお、第１、２の閾値で定められる範囲（本実施形態では−１０度以上６０度未満）が、本発明でいう予め定められた範囲である。

ステップＳ７０４における判別の結果、カメラ本体１内の温度が第２の閾値未満であるとき、ステップＳ７０５に進む。カメラ本体１内の温度が第２の閾値未満であるとは、すなわち周波数帯域Ｆ、周波数ステップ数Ｎ、１つの周波数ステップの時間Ｔのいずれかのパラメータを変更することで、赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅により生じる応力が所定の応力を超えない場合である。ここで、所定の応力は、数多くのサンプルを用いた破損実験を行い、赤外線カットフィルタ４１０の強度分布を求め、そこから得られる安全率又は破損確率に基づいて設定される。なお、赤外線カットフィルタ４１０の強度分布は、製造工程、表面コーティング、更にユーザによるクリーニング回数等によって異なり、それぞれの条件での強度分布から求めることが必要となる。

ステップＳ７０５で、ＭＰＵ１００は、カメラ本体１内の温度と図１４に示すテーブルとによって圧電素子４３０に印加する電圧の周波数レベルを決定する。本実施形態におけるテーブルは、図１４に示すように、周波数レベルを１０℃おきに７段階に定義し、１段階変化するごとに、１つの周波数ステップの時間Ｔ、周波数ステップ数Ｎ、周波数帯域Ｆのいずれかのパラメータが変更される。それぞれの周波数レベルは、後述する図１５に示すように各温度において異物除去時の赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅が所定の範囲内になるように設定されている。具体的な大小関係は、図１５を用いて後述するように、目標となる振動振幅となるよう、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３、Ｎ１＞Ｎ２＞Ｎ３、Ｆ３＞Ｆ２＞Ｆ１となる。−１０℃未満又は６０℃以上については、３つのパラメータのいずれかを更に変更しても所定の振動振幅の範囲内にならない可能性が高い上記のとおり異物除去動作を禁止する。

図１５は、図２１に示した温度と２０℃における赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅を基準とした振動振幅の振幅比との結果を近似した関係（Ｙ１）と、温度と２０℃において図１４に示すテーブルに基づいたときの赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅を基準とした振動振幅の振幅比との関係（Ｙ２）を示す図である。Ｙ２は、常温（本実施形態では２０℃〜３０℃）において所定の振動振幅の範囲となるレベル４の周波数レベルの電圧を基準とし、高温時（本実施形態では３０℃以上６０℃未満）及び低温時（本実施形態では−１０℃以上２０℃未満）では１つの周波数ステップの時間Ｔ、周波数ステップ数Ｎ、周波数帯域Ｆのいずれかのパラメータが変更され、赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅がレベル４の常温時と同等になるように設定されている。例えば、一定の条件で振動振幅を測定したＹ１においては、２０℃と０℃の振動振幅の比は約１．４倍ある。一方、図１４に示すテーブルによれば、温度が２０℃から０℃になった場合、周波数ステップ数ＮをＮ２からＮ１、周波数帯域ＦをＦ２からＦ１に変更する。このとき、２０℃の振動振幅に対して、周波数ステップ数Ｎは約１．２倍、周波数帯域Ｆも約１．２倍の振動振幅が得られる（図１０、１１を参照）ように設定されている。すなわち、０℃になったとき、２つのパラメータを変更することで約１．４倍の振動振幅が生じ、Ｙ２のように２０℃と０℃の振動振幅がおよそ同等となる。このように、図１４に示すテーブルに基づいて圧電素子４３０に電圧を印加すると、赤外線カットフィルタ４１０は高温時、低温時においてもＹ２のように所定の振動振幅の範囲内で振動する。

なお、図１４に示すテーブルでは、１つの周波数ステップの時間Ｔ、周波数ステップ数Ｎ、周波数帯域Ｆの３つをパラメータとして設定しているが、本発明はこれに限られるものではない。上述したように振動波形やスイープ時間に基づいて、いずれか１つ又は２つの組み合わせをパラメータとして設定してもよい。例えば、スイープ時間が固定の場合、周波数帯域Ｆのみをパラメータとする、又は１つの周波数ステップの時間Ｔと周波数ステップ数Ｎの組み合わせをパラメータとする。

更に、１つの周波数ステップの時間Ｔ、周波数ステップ数Ｎ、周波数帯域Ｆの３つのパラメータを段階的に設定しているが、本発明はこれに限られるものではない。赤外線カットフィルタ４１０が所定の振動振幅となるように、カメラ本体１内の温度と図９〜１１のいずれかから演算してそれぞれのパラメータを設定してもよい。

図１３に説明を戻して、ＭＰＵ１００は、圧電素子駆動回路１１１を制御して圧電素子４３０に設定された周波数レベルで電圧を印加し、赤外線カットフィルタ４１０の表面に付着した異物を除去し（ステップ７０６）、本処理を終了する。

一方、ステップＳ７０４における判別の結果、カメラ本体１内の温度が第２の閾値以上であるとき、ステップＳ７０７に進む。ステップＳ７０７では、カラー液晶モニタ１９に高温のため振動振幅が大きく赤外線カットフィルタ４１０の破損のおそれがあり、異物除去動作ができない旨の警告メッセージを表示するとともに、異物除去動作を禁止し、本処理を終了する。

以上述べたように、カメラ本体１内の温度に基づいて１つの周波数ステップの時間Ｔ、周波数ステップ数Ｎ、周波数帯域Ｆのうち少なくともいずれかを変更し、各温度における赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅をおおよそ同等にしている。これにより、高温時における破損のおそれや低温時の除去率低下の問題がなく、より効率的な異物除去が行うことができる。また、ＭＰＵ１００の制御のみであり、例えば複数の圧電素子駆動回路が必要となるようなこともないので、コストアップやカメラの大型化につながることもない。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。上記第１の実施形態では、本発明でいう状態取得手段として温度センサ１１２を用いたが、第２の実施形態では他の手段によりカメラ本体１内の温度を取得する。

図１６は、本発明の第２の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの主要な電気的構成を示すブロック図である。なお、第１の実施形態で説明したデジタル一眼レフカメラと同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。１１５は振動振幅検出回路であり、一対の圧電素子４３０のうち一方に所定の周波数の電圧を印加して赤外線カットフィルタ４１０を振動させたときに、圧電効果によって他方の圧電素子４３０から振動振幅に応じて出力される電圧から赤外線カットフィルタ４１０の片側振動振幅を検出する。振動振幅検出回路１１５は、検出した片側振動振幅をＭＰＵ１００に通知する。ここで、一方（１つ）の圧電素子４３０に電圧を印加したときの片側振動振幅は、一対の圧電素子４３０に電圧を印加したときの振動振幅に対しておよそ半分になる。したがって、図１５に示すＹ１と同条件の電圧を印加して片側振動振幅を検出することによって、一対の圧電素子４３０に電圧を印加したときの振動振幅が算出することができ、図１５に示すＹ１の近似式からカメラ本体１内の温度を算出することができる。そして、第１の実施形態と同様に、１つの周波数ステップの時間Ｔ、周波数ステップ数Ｎ、周波数帯域Ｆのうち少なくともいずれかを変更し、振動振幅が所定の範囲内となるようにする。

図１７は、第２の実施形態における異物除去動作を説明するためのフローチャートである。図１７のフローチャートは、図１２のステップＳ６０３で、第１の実施形態における図１３のフローチャートの代わりに実行される。これ以外の処理は、第１の実施形態で説明したものと同様である。本処理で、ＭＰＵ１００は、一方の圧電素子４３０に電圧を印加して、他方の圧電素子４３０から検出した片側振動振幅に基づいて算出した温度に応じて、圧電素子４３０に印加する電圧の周波数レベルを設定する。

図１７において、ＭＰＵ１００は、圧電素子駆動回路１１１を制御して一方の圧電素子４３０に電圧を印加する。このとき、３つのパラメータである１つの周波数ステップの時間Ｔ、周波数ステップ数Ｎ、周波数帯域Ｆは、図１５におけるＹ１と同条件とする。そして、他方の圧電素子４３０から出力された電圧から振動振幅検出回路１１５を介してＭＰＵ１００に片側振動振幅を通知する（ステップＳ７１１）。ＭＰＵ１００は、通知された片側振動振幅から、一対の圧電素子４３０に図１５におけるＹ１と同条件の電圧を印加するときの赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅を計算し、図１５に示すＹ１から温度を算出する（ステップＳ７１２）。

ＭＰＵ１００は、算出された温度が第１の閾値（閾値１）未満であるか否かを判別する（ステップＳ７１３）。ここで、本実施形態において、第１の閾値は第１の実施形態と同様に−１０℃である。

ステップＳ７１３における判別の結果、算出された温度が第１の閾値未満であるとき、ステップＳ７１４に進む。算出された温度が第１の閾値未満であるとは、すなわち周波数帯域Ｆ、周波数ステップＮ、１つの周波数ステップの時間Ｔのいずれかのパラメータを変更しても異物の除去に必要と判断される振動振幅が得られない可能性がある場合である。ステップＳ７１４では、カラー液晶モニタ１９に低温のために振動振幅が異物除去に必要な所定の振動振幅に満たず、異物除去動作ができない旨の警告メッセージを表示するとともに、異物除去動作を禁止し、本処理を終了する。

一方、ステップＳ７１３における判別の結果、算出された温度が第１の閾値以上であるときは、ステップＳ７１５に進む。ステップＳ７１５では、算出された温度が第２の閾値（閾値２）未満であるか否かを判別する。ここで、本実施形態において、第２の閾値は第１の実施形態と同様に６０℃である。

ステップＳ７１５における判別の結果、算出された温度が第２の閾値未満であるとき、ステップＳ７１６に進む。算出された温度が第２の閾値未満であるとは、すなわち周波数帯域Ｆ、周波数ステップＮ、１つの周波数ステップの時間Ｔのいずれかのパラメータを変更することで、赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅により生じる応力が所定の応力を超えない場合である。

ステップＳ７１６で、ＭＰＵ１００は、算出された温度と図１４に示すテーブルとによって圧電素子４３０に印加する電圧の周波数レベルを決定する。そして、ＭＰＵ１００は、圧電素子駆動回路１１１を制御して圧電素子４３０に設定された周波数レベルで電圧を印加し、赤外線カットフィルタ４１０の表面に付着した異物を除去し（ステップ７１７）、本処理を終了する。

一方、ステップＳ７１５における判別の結果、算出された温度が第２の閾値以上であるとき、ステップＳ７１８に進む。ステップＳ７１８では、カラー液晶モニタ１９に高温のため振動振幅が大きく赤外線カットフィルタ４１０の破損のおそれがあり、異物除去動作ができない旨の警告メッセージを表示するとともに、異物除去動作を禁止し、本処理を終了する。

第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、更に温度センサが不要となるので、コストの削減とカメラの小型化が可能となる。

なお、本実施形態では、一対の圧電素子４３０のうち一方に電圧を印加して、他方から電圧を出力したが、これに限られるものではなく、１つの圧電素子４３０に振動振幅の算出用となるセンサ相を設けて、センサ相から振動振幅と温度を算出してもよい。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、本発明でいう状態取得手段としてクリーニング回数検出回路４５を用い、クリーニング回数（クリーニングモードを開始した回数）を取得する。ユーザが直接クリーニングすることにより赤外線カットフィルタ４１０の表面は物理的な接触を受けることになり、これが繰り返されることにより、割れに対する許容応力が低下する。したがって、クリーニング回数が増加するに伴い、赤外線カットフィルタ４１０に与える振動振幅を小さくしていく必要がある。

図１８は、第３の実施形態における異物除去動作を説明するためのフローチャートである。図１８のフローチャートは、図１２のステップＳ６０３で、第１の実施形態における図１３のフローチャートの代わりに実行される。これ以外の処理は、第１の実施形態で説明したものと同様である。本処理で、ＭＰＵ１００は、ユーザによるクリーニング回数に応じて、圧電素子４３０に印加する電圧の周波数レベルを設定する。

図１８において、まずクリーニング回数検出回路４５は、クリーニング回数ＣをＭＰＵ１００に通知する（ステップＳ７２１）。

次に、ＭＰＵ１００は、クリーニング回数Ｃと図１９に示すテーブルによって圧電素子４３０に印加する電圧の周波数レベルを決定する（ステップＳ７２２）。本実施形態におけるテーブルは、図１９に示すように、周波数レベルを５段階に定義し、１段階変化するごとに、１つの周波数ステップの時間Ｔ、周波数ステップ数Ｎ、周波数帯域Ｆのいずれかのパラメータが変更される。それぞれの周波数レベルは、異物除去時の赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅により生じる応力が各クリーニング回数Ｃにおいて所定の応力未満になるように設定されている。ここで、所定の応力は、クリーニング回数ごとに求めた強度分布を用いて各クリーニング回数において所定の安全率又は破損確率になる応力が設定されている。具体的な大小関係は、図２０を用いて後述するように、目標となる振動振幅となるよう、Ｔ１１＞Ｔ１２＞Ｔ１３、Ｎ１１＞Ｎ１２、Ｆ１２＞Ｆ１１となる。

図２０は、図１９に示すテーブルに基づいたときのクリ−ニング回数０回時の振動振幅を基準としたときの、クリーニング回数Ｃと各クリーニング回数における許容応力に達する振幅比（Ｙ１１）と、与える振動振幅の目標となる振幅比（Ｙ１２）とを示す図である。具体的には、Ｙ１１を超える振動振幅を与えると、赤外カットフィルタ４１０が破損する恐れがあることを示し、与える振動振幅の目標となる振幅比Ｙ１２は、Ｙ１１に基づき、これを超えないように設定していることを示す。例えばＹ１１においては、クリーニング回数Ｃが０回とＣ２回の比は約０．９倍ある。一方、図１９に示すテーブルによれば、クリーニング回数Ｃが０回からＣ２回になった場合、周波数ステップの時間ＴをＴ１１からＴ１２、周波数ステップ数ＮをＮ１１からＮ１２に変更する。このとき、周波数ステップの時間Ｔは約０．９５倍、周波数帯域Ｆも約０．９５倍の振動振幅が得られる（図１０、１１を参照）ように設定されている。すなわち、クリーニング回数ＣがＣ２回になったとき、２つのパラメータを変更することで約０．９倍の振動振幅が生じ、Ｙ１２のように所定の応力未満となる。このように、図１９に示すテーブルに基づいて圧電素子４３０に電圧を印加すると、赤外線カットフィルタ４１０は、クリーニング回数が増えてもＹ１２のように破損のおそれがなく振動される。

ＭＰＵ１００は、圧電素子駆動回路１１１を制御して圧電素子４３０に設定された周波数レベルで電圧を印加し、赤外線カットフィルタ４１０の表面に付着した異物を除去し（ステップ７２３）、本処理を終了する。

第３の実施形態によれば、クリーニング回数に基づいて１つの周波数周波数ステップの時間Ｔ、周波数ステップ数Ｎ、周波数帯域Ｆのうち少なくともいずれかを変更し、赤外線カットフィルタ４１０の振動振幅により生じる応力を所定の応力未満にしている。これにより、破損のおそれがなく、より効率的な異物除去が行うことができる。

なお、本発明の目的は、以下のようにして達成することも可能である。まず、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（又は記録媒体）を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、以下のようにして達成することも可能である。すなわち、読み出したプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているオペレーティングシステム（ＯＳ）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合である。ここでプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ等が考えられる。また、ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）やＷＡＮ（ワイド・エリア・ネットワーク）等のコンピュータネットワークを、プログラムコードを供給するために用いることができる。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。上記実施形態では、カメラ本体１の起動時に異物除去動作を実行する例を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えばユーザの操作により異物除去動作を実行するように構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、赤外線カットフィルタ４１０に屈曲振動を励起する構成としたが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、本発明でいう撮影光軸上に配設された光学部材としては、複屈折板、位相板及び赤外線カットフィルタの貼り合わせによって構成される光学ローパスフィルタや複屈折板もしくは位相板単体を用い、それらに屈曲振動を励起させる構成にしてもよい。

本発明の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの正面側斜視図である。 本発明の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの背面側斜視図である。 第１の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの電気的構成を示すブロック図である。 赤外線カットフィルタ及び撮像素子周辺の保持構造について説明するためのカメラ内部の概略構成を示す分解斜視図である。 撮像ユニットの構成を示す分解斜視図である。 振動ユニット４７０の構成を示す斜視図である。 図４におけるＸ-Ｘ線断面図である。 圧電素子に印加する電圧の周波数と赤外線カットフィルタの振動振幅との関係を示す特性図である。 圧電素子に赤外線カットフィルタの共振周波数ｆの電圧を印加したときの赤外線カットフィルタの振動振幅を示す特性図である。 １つの周波数ステップの時間Ｔ及びスイープする周波数帯域Ｆを固定して測定した、周波数ステップ数Ｎと赤外線カットフィルタの最大振動振幅との関係を示す特性図である。 １つの周波数ステップの時間Ｔ及びスイープする周波数ステップ数Ｎを固定して測定した、周波数帯域Ｆと赤外線カットフィルタの最大振動振幅との関係を示す特性図である。 ＭＰＵによって実行される処理動作の手順を示すフローチャートである。 第１の実施形態における異物除去動作を説明するためのフローチャートである。 周波数レベルと温度と３つのパラメータとの関係を表わすテーブルを示す図である。 温度と振幅比との関係を示す特性図である。 第２の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの電気的構成を示すブロック図である。 第２の実施形態における異物除去動作を説明するためのフローチャートである。 第３の実施形態における異物除去動作を説明するためのフローチャートである。 周波数レベルとクリーニング回数と３つのパラメータとの関係を表わすテーブルを示す図である。 クリーニング回数と振幅比との関係を示す特性図である。 温度と振幅比との関係を示す特性図である。

符号の説明

１：カメラ本体
２：マウント部
１９：カラー液晶モニタ
３２：シャッタユニット
３３：撮像素子
４４：クリーニング指示操作部材
４５：クリーニング回数検出回路
１００：中央処理装置
１１１：圧電素子駆動回路
１１２：温度センサ
１１５：振動振幅検出回路
３００：本体シャーシ
４００：撮像ユニット
４１０：赤外線カットフィルタ
４２０：光学ローパスフィルタ
４３０：圧電素子
４５０：弾性部材
４６０：保持部材
４７０：振動ユニット
５００：撮像素子ユニット
５１０：撮像素子保持部材

Claims (4)

1. 光学部材と、
   前記光学部材を振動させる振動手段と、
   光学装置内の温度を取得する温度取得手段と、
   前記温度取得手段により取得される温度が予め定められた範囲にあるときには、前記光学部材の振動振幅が所定の振動振幅の範囲内となるように、前記温度取得手段により取得した温度に基づいて、前記振動手段を駆動するパラメータを変更して、前記振動手段の駆動を制御し、前記温度取得手段により取得される温度が前記予め定められた範囲外にあるときには、前記振動手段の駆動を禁止する制御手段とを備えることを特徴とする光学装置。
2. 前記制御手段は、前記光学部材を所定の周波数帯域を分割したステップごとに振動させる制御を行うものであって、
   前記温度取得手段により取得される温度が予め定められた範囲にあるとき、前記制御手段は、前記光学部材の振動振幅が所定の振動振幅の範囲内となるように、前記周波数帯域、前記周波数帯域を分割するステップ数、前記１ステップあたりの時間のうち少なくともいずれかを変更することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. 前記制御手段は、前記温度取得手段により取得される温度が高くなると、前記周波数帯域の広さを広くし、前記温度取得手段により取得される温度が低くなると、前記周波数帯域の広さを狭くし、
   前記温度取得手段により取得される温度が高くなると、前記周波数帯域を分割するステップ数を小さくし、前記温度取得手段により取得される温度が低くなると、前記周波数帯域を分割するステップ数を大きくし、
   前記温度取得手段により取得される温度が高くなると、前記１ステップあたりの時間を短くし、前記温度取得手段により取得される温度が低くなると、前記１ステップあたりの時間を長くすることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
4. 前記所定の振動振幅の範囲は、前記光学部材に生じる応力が所定の応力を超えず、かつ、異物の除去に必要と判断される振動振幅が得られる範囲であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学装置。

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