(57)【要約】【課題】効率的に振動部材に付着した塵埃を除去することが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】本発明の撮像装置１００は、撮像した画像を電気的信号に変換する撮像素子１３０と、撮像素子１３０の撮像面側に設けられた振動部材１２１と、振動部材１２１を振動させる加振部と、異なる２以上の制御信号を、各制御信号の入力時間が重複するように加振部に入力する圧電素子駆動制御部１６０と、を備える。本発明によれば、振動部材１２１は、制御信号の入力により振動する加振部により加振されて振動する。このとき、異なる２以上の制御信号を各制御信号の入力時間が重複するように加振部に入力することにより、加振部の各制御信号による振動が振動部材１２１に伝達され、振動部材１２１が複数の振動状態が合成された状態で振動する。これにより、振動部材１２１をより効率的に振動させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像した画像を電気的信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子の撮像面側に設けられた振動部材と、
前記振動部材を振動させる加振部と、
異なる２以上の制御信号を、前記各制御信号の入力時間が重複するように前記加振部に入力する振動制御部と、
を備える、撮像装置。
【請求項２】
前記加振部は、少なくとも２以上の加振部材からなり、
前記振動制御部は、前記各加振部材に異なる前記制御信号を１つずつ入力する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記振動制御部は、周期的信号を前記制御信号として前記加振部に入力する、請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記振動制御部は、前記振動部材を共振振動させる共振周波数の信号を前記制御信号として前記加振部に入力する、請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記振動制御部は、前記各制御信号による振動変位の小さい部分同士が重複しない複数の制御信号を前記加振部に入力する、請求項１〜４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記振動制御部は、異なる２以上の制御信号を合成して生成された合成信号を前記加振部へ入力する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記加振部は、１つの加振部材からなる、請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
撮像した画像を電気的信号に変換する撮像素子の撮像面側に設けられた振動部材を振動させる加振部に対して、異なる２以上の制御信号を、前記各制御信号の入力時間が重複するように入力する、塵埃除去方法。
【請求項９】
前記加振部は、少なくとも２以上の加振部材からなり、
前記各加振部材に異なる前記制御信号を１つずつ入力する、請求項８に記載の塵埃除去方法。
【請求項１０】
前記異なる２以上の制御信号を合成して合成信号を生成し、
生成された前記合成信号を前記加振部に入力する、請求項８に記載の塵埃除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および塵埃除去方法に関し、より詳細には、撮像素子に塵埃が付着するのを防止する塵埃除去装置を備える撮像装置および塵埃除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの撮像装置が広く普及し一般的に使用されている。このような撮像装置は、撮像素子である例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）の高画素化に伴い、より高画質な画像を提供することができるようになってきている。このような撮像装置は、一般に、一眼レフ方式のファインダー装置を撮像装置本体に着脱可能に設けることができるように構成されており、ユーザが撮影に応じて所望の光学系（レンズ）を選択することができる。
【０００３】
このようなレンズ交換の可能なデジタルカメラにおいては、当該レンズを撮像装置本体から取り外したときに、空気中に浮遊する塵埃等が撮像装置本体の内部に侵入する可能性がある。また、撮像装置本体内部には、例えばシャッターや絞り機構などのように、機械的に動作する機構が設けられおり、これらの機構が動作することにより塵埃などが発生することもある。
【０００４】
このため、撮像装置には、撮像素子の撮像面側に、撮像素子に塵埃等が付着するのを防止する塵埃除去装置が設けられている。塵埃除去装置は、圧電素子を用いた振動部材を振動させる構造が一般的である。かかる塵埃除去装置では、塵埃を除去するための十分な振動を発生させるために振動部材の共振周波数で振動部材を振動させるが、共振周波数は定在波であるためにその振動においてほとんど振動変位しない部分である節においては除塵効果が得られない。
【０００５】
そこで、例えば２以上の共振周波数で振動部材を順次振動させる装置や（例えば、特許文献１）、振動部材を確実に共振周波数で振動させるために周波数をスイープさせて振動部材を振動させる周波数を順次変更するよう制御する方法（例えば、特許文献２）が提案されている。また、第１の共振周波数を含む周波数帯で振動部材を振動させた後、第１の共振周波数と連続しない第２の共振周波数を含む周波数帯で振動部材を振動させる方法も提案されている（例えば、特許文献３）。
【０００６】
【特許文献１】特許第３７２７９０３号明細書
【特許文献２】特開２００４−４８６６５号公報
【特許文献３】特開２００８−３１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１〜３に記載の発明では、複数の共振周波数で振動部材を順次振動させるため、すべての共振周波数で振動させると塵埃除去動作に時間を要してしまうという問題があった。
【０００８】
また、特許文献２に記載の発明のように周波数をスイープさせて振動部材を振動させる周波数を順次変更する方法では、圧電素子の共振点以外での振動がごく小さく共振点以外では塵埃除去効果はほとんど得られないにもかかわらず、振動部材を振動させている。このため、塵埃除去効果はほとんど得られない場合にも振動部材を振動させて電力を無駄に消費してしまうという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、効率的に振動部材に付着した塵埃を除去することが可能な、新規かつ改良された撮像装置および塵埃除去方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、撮像した画像を電気的信号に変換する撮像素子と、撮像素子の撮像面側に設けられた振動部材と、振動部材を振動させる加振部と、異なる２以上の制御信号を各制御信号の入力時間が重複するように加振部に入力する振動制御部と、を備える撮像装置が提供される。
【００１１】
本発明によれば、振動部材は、制御信号の入力により振動する加振部により加振されて振動する。このとき、異なる２以上の制御信号を各制御信号の入力時間が重複するように加振部に入力することにより、加振部の各制御信号による振動が振動部材に伝達され、振動部材が複数の振動状態が合成された状態で振動する。これにより、振動部材をより効率的に振動させることができる。
【００１２】
ここで、加振部は、少なくとも２以上の加振部材から構成することもできる。このとき、振動制御部は、各加振部材に異なる制御信号を１つずつ入力する。
【００１３】
また、振動制御部は、周期的信号を制御信号として加振部に入力してもよく、振動部材を共振振動させる共振周波数の信号を制御信号として加振部に入力してもよい。
【００１４】
さらに、振動制御部は、各制御信号による振動変位の小さい部分同士が重複しない複数の制御信号を加振部に入力するようにしてもよい。
【００１５】
また、振動制御部は、異なる２以上の制御信号を合成して生成された合成信号を加振部へ入力するようにしてもよい。このとき、加振部は１つの加振部材、例えば圧電素子を用いることができる。
【００１６】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、撮像した画像を電気的信号に変換する撮像素子の撮像面側に設けられた振動部材を振動させる加振部に対して、異なる２以上の制御信号を、各制御信号の入力時間が重複するように入力する、塵埃除去方法が提供される。
【００１７】
ここで、加振部は、少なくとも２以上の加振部材から構成することもできる。このとき、各加振部材に異なる制御信号を１つずつ入力する。
【００１８】
また、異なる２以上の制御信号を合成して合成信号を生成した後、生成された合成信号を加振部に入力するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明によれば、効率的に振動部材に付着した塵埃を除去することが可能な撮像装置および塵埃除去方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
（第１の実施形態）
まず、図１および図２に基づいて、本発明の第１の実施形態にかかる撮像装置の構成について説明する。なお、図１は、本実施形態にかかる撮像装置１００の構成を示すブロック図である。図２は、本実施形態にかかる塵埃除去部１２０の構成を示す斜視図である。
【００２２】
＜撮像装置の構成＞
本実施形態にかかる撮像装置１００は、図１に示すように、レンズ１１０と、塵埃除去部１２０と、撮像素子１３０と、画像処理部１４０と、カメラ制御部１５０と、圧電素子駆動制御部１６０と、レンズ制御部１７０と、表示部１８０と、メモリ１９０とを備える。
【００２３】
レンズ１１０は、被写体像を撮像素子１３０に結像させるための光学部材である。レンズ１１０と撮像素子１３０との間には、撮像素子１３０に入射する光量を調節するシャッタユニット１１２が設けられる。
【００２４】
塵埃除去部１２０は、撮像素子１３０の撮像面側に設けられ、撮像素子１３０に塵埃等が付着するのを防止するとともに、自身に付着した塵埃を除去する。塵埃除去部１２０は、図２に示すように、振動部材１２１と、圧電素子１２３、１２４と、ＦＰＣ１２５、１２６とからなる。
【００２５】
振動部材１２１は、例えばガラスなどの光を透過する透明部材からなる除塵フィルタである。本実施形態にかかる振動部材１２１は、略四角形の板状部材であって、その周囲を保持部１２２によって保持されている。なお、本実施形態では、振動部材１２１を保持部１２２により保持しているが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、保持部１２２を設けずに振動部材１２１のみとし、振動部材１２１に圧電素子１２３、１２４を直接設けてもよい。
【００２６】
圧電素子１２３、１２４は、入力される制御信号に応じて伸縮する加振部材であって、例えばＰＺＴ素子などを用いることができる。圧電素子１２３、１２４は、略四角形状の枠状部材である保持部１２２の相対向する一対の辺にそれぞれ設けられている。なお、圧電素子１２３、１２４の設ける位置はかかる例に限定されず、２つの圧電素子１２３、１２４が略直交するように設けてもよく、振動部材１２１の周縁部に設けてもよい。圧電素子１２３、１２４は、さらにＦＰＣ１２５、１２６が接続されており、ＦＰＣ１２５、１２６から入力された制御信号に応じて伸縮する。これにより、圧電素子１２３、１２４と保持部１２２を介して接続された振動部材１２１が振動される。
【００２７】
ＦＰＣ１２５、１２６は、圧電素子１２３、１２４に入力される制御信号を伝達するための回路が形成されたプリント基板である。第１のＦＰＣ１２５から圧電素子１２３に周波数ｆ１の周期的な制御信号が入力され、第２のＦＰＣ１２６から圧電素子１２４に周波数ｆ２の周期的な制御信号が入力される。このように、本実施形態にかかる塵埃除去部１２０は、振動部材１２１を振動させる２つの圧電素子１２３、１２４に異なる周波数ｆ１、ｆ２の周期的な制御信号が入力される。
【００２８】
図１に戻り、撮像素子１３０は、被写体像を光電変換する素子である。撮像素子１３０にて光電変換されたアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ１３２に出力される。Ａ／Ｄコンバータ１３２は、撮像素子１３０から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、画像処理部１４０へ出力する。
【００２９】
画像処理部１４０は、デジタル信号とされた画像データに対して画像処理を行う機能部である。画像処理部１４０は、カメラ制御部１５０からの制御情報に基づいて、例えばホワイトバランス調整やＲＧＢ現像、圧縮符号化等の画像データの処理を行い、処理された画像データをカメラ制御部１５０へ出力する。また、画像処理部１４０は、画像データをメモリ１９０へ記録したり、画像データをメモリ１９０から読み出したりする。
【００３０】
カメラ制御部１５０は、撮像装置１００の各機能部を制御する制御部であって、例えばＣＰＵやＤＳＰ等を用いることができる。カメラ制御部１５０は、圧電素子駆動制御部１６０へ塵埃除去の開始指示を出力し、レンズ制御部１７０へレンズ位置や絞り開度を制御する制御指示を出力する。また、カメラ制御部１５０は、画像処理部１４０へ制御情報を出力して画像データの画像処理を実行させ、処理された画像データを画像処理部１４０から受け取る。また、カメラ制御部１５０は、メモリ１９０に記憶された画像データも取得することが可能である。カメラ制御部１５０は、画像処理部１４０やメモリ１９０から取得した画像データを表示部１８０へ表示させることもできる。
【００３１】
圧電素子駆動制御部１６０は、塵埃除去部１２０の動作を制御する制御部である。圧電素子駆動制御部１６０は、カメラ制御部１５０から入力された制御指示に基づいて、塵埃除去部１２０の圧電素子１２３、１２４に制御信号を生成する。そして、圧電素子駆動制御部１６０は、ＦＰＣ１２５、１２６を介して生成した制御信号を圧電素子１２３、１２４入力し、振動部材１２１を振動させる。
【００３２】
レンズ制御部１７０は、撮像装置のレンズ系を制御する制御部である。レンズ制御部は、カメラ制御部１５０から入力された制御指示に基づいて、レンズ位置や絞り開度を制御する。
【００３３】
表示部１８０は、画像データを表示する表示部であって、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）ディスプレイなどからなる。表示部１８０は、カメラ制御部１５０から入力された画像データを表示して、ユーザに提示する。
【００３４】
メモリ１９０は、撮像装置１００により撮像した画像の画像データや撮像装置１００の各機能の実行に必要な情報を記憶する記憶部である。メモリ１９０には、画像処理前の画像データや、画像処理後の画像データ、圧縮データなどが記憶される。メモリ１９０として、例えばＤＲＡＭやフラッシュメモリなどを用いることができる。また、撮像装置１００は、メモリカードなどのリムーバブルな記憶媒体（図示せず。）を備えるように構成することもできる。
【００３５】
以上、本実施形態にかかる撮像装置１００の構成について説明した。本実施形態にかかる撮像装置１００は、塵埃除去部１２０の圧電素子１２３、１２４に対して異なる２つの制御信号を入力することにより振動部材１２１を効果的に振動させ、高い塵埃除去効率を実現することができる。以下、図３〜図４Ａに基づいて、本実施形態にかかる塵埃除去部１２０による塵埃除去動作について説明する。なお、図３は、圧電素子１２３、１２４を振動させるための制御信号の周波数とインピーダンスとの関係を示すグラフである。図４Ａおよび図４Ｂは、固有振動モードの一例を示すモデル図である。
【００３６】
＜塵埃除去部の塵埃除去動作＞
本実施形態にかかる撮像装置１００は、上述したように、塵埃除去部１２０の圧電素子１２３、１２４に対して異なる２つの制御信号を入力することにより振動部材１２１を効果的に振動させる。圧電素子１２３、１２４は入力される制御信号の周波数によって振動が変化し、圧電素子１２３、１２４の振動の変化によって振動部材１２１の振動の仕方も変化する。すなわち、振動部材１２１において、一の制御信号による圧電素子１２３、１２４の振動によってはほとんど振動しない部分も、他の制御信号を入力することにより一の制御信号によってはほとんど振動しなかった部分を振動させることができる。
【００３７】
ここで、圧電素子１２３、１２４を振動させるための制御信号の周波数とインピーダンスとの関係を図３に示す。図３に示すように、圧電素子１２３、１２４に入力される制御信号の周波数が高くなるにつれてインピーダンスは徐々に低下する。しかし、所定の周波数付近においてインピーダンスが突如大きくなる共振状態（固有振動モード）が発生する。例えば、図４Ａに示す固有振動モードでは、二点鎖線で示す初期状態（振動していない状態）から振動部材１２１がほとんど変位しない２つの節２０１、２０３と、振動部材１２１が大きく変位する１つの腹２０２が存在するように共振する。また、図４Ｂに示す固有振動モードでは、二点鎖線で示す初期状態（振動していない状態）から振動部材１２１がほとんど変位しない３つの節２０１、２０３、２０５と、振動部材１２１が大きく変位する２つの腹２０２、２０４とが存在するように共振する。
【００３８】
一方、共振状態以外の状態での圧電素子１２３、１２４の振動変位は非常に小さい。そこで、図４Ａや図４Ｂに示すような共振状態を作り出すことにより、振動部材１２１をより大きく振動させ、塵埃除去効果を高めることができる。
【００３９】
また、本実施形態にかかる塵埃除去部１２０は、固有振動モードにおいて節となる部分での塵埃の除去効果が低下するのを防止するため、異なる２つの制御信号を入力時間が重複するように圧電素子１２３、１２４に入力する。すなわち、圧電素子１２３、１２４に一の制御信号を入力して振動部材１２１を振動させた場合、振動部材１２１において振動変位の大きい部分（腹）と振動変位の小さい部分（節）とが存在する。例えば、図４Ａに示す共振状態を発生させる周波数の制御信号を圧電素子１２３、１２４に入力すると、振動部材１２１は節２０１、２０３の部分でほとんど動かない。このため、振動部材１２１の節２０１、２０３となる部分に付着した塵埃を除去することは困難である。
【００４０】
そこで、異なる２つの制御信号を圧電素子１２３、１２４に入力して、節のない振動モードを生成することにより、振動部材１２１のすべての領域を振動させる。このとき、２つの制御信号は、異なる固有振動モードを発生させる周波数に設定することができる。さらに、２つの制御信号の節が重ならないようにして、振動部材１２１に振動しない部分が重複しないようにするのがよい。これにより、塵埃除去部１２０の塵埃除去効率をより高めることができる。
【００４１】
また、２つの圧電素子１２３、１２４にそれぞれ異なる制御信号を入力時間が重複するように入力することにより、塵埃除去に要する時間を短縮することができる。本実施形態にかかる撮像装置１００では、振動部材１２１に付着した塵埃を除去する場合、カメラ制御部１５０からの塵埃除去の開始指示に応じて、圧電素子駆動制御部１６０が予め設定された周波数の制御信号を圧電素子１２３、１２４に入力する。例えば、圧電素子駆動制御部１６０は、圧電素子１２３に周波数ｆ１の制御信号を入力するとともに、圧電素子１２４に周波数ｆ２の制御信号を入力する。このように、異なる周波数ｆ１、ｆ２の制御信号の入力時間を重複することにより、一方の圧電素子に周波数ｆ１または周波数ｆ２の制御信号を入力した後、他方の圧電素子に周波数ｆ２または周波数ｆ１の制御信号を入力した場合、あるいは双方の圧電素子に周波数ｆ１または周波数ｆ２の制御信号を入力した後、双方の圧電素子に周波数ｆ２または周波数ｆ１の制御信号を入力した場合と比較して塵埃除去動作の時間を短縮することができる。
【００４２】
さらに、圧電素子１２３、１２４に入力される制御信号は、圧電素子１２３、１２４の特性に応じて予め決定されるため、圧電素子１２３、１２４に入力する制御信号の周波数を探索する必要はない。したがって、塵埃除去効果の低い周波数で圧電素子１２３、１２４を振動させることがないので、塵埃除去動作における消費電力を低減することができる。
【００４３】
以上、本実施形態にかかる塵埃除去部１２０による塵埃除去動作について説明した。このような塵埃除去部１２０について、塵埃除去効果を検証した。以下、図５〜図８Ｃに基づいて、本実施形態にかかる塵埃除去部１２０による塵埃除去効果を検証した実験結果について説明する。なお、図５は、本実施形態にかかる塵埃除去部１２０の振動部材１２１を区分した領域を説明するための写真である。図６Ａ〜図６Ｄは、２つの圧電素子１２３、１２４に同一周波数の制御信号を入力した単一振動での振動部材１２１の塵埃除去状況を示す写真である。図７Ａ〜図７Ｄは、２つの圧電素子１２３、１２４に異なる周波数の制御信号を入力した複合信号での振動部材１２１の塵埃除去状況を示す写真である。図８Ａ〜図８Ｃは、振動部材１２１の各領域における塵埃除去率を示すグラフである。
【００４４】
＜塵埃除去効果の検証＞
本実験では、図２に示した本実施形態にかかる塵埃除去部１２０の２つの圧電素子１２３、１２４に同一周波数の制御信号を入力した場合と、異なる周波数の制御信号を入力した場合とでの振動部材１２１の塵埃除去率を測定し、塵埃除去効果を検証した。
【００４５】
具体的には、撮像素子１３０の前面（撮像面側）に設けられた振動部材１２１である除塵フィルタに、ＪＩＳ  Ｚ  ８９０１試験用粉体のうち、１５種（混合粉体：８種７２％＋１２種２３％＋コットンリンタ５％）を拡散噴霧した。そして、振動部材１２１を振動させる前の状態（初期状態）、振動部材１２１を１回振動させた状態、振動部材１２１を２回振動させた状態、振動部材１２１を３回振動させた状態での塵埃の個数を測定し、塵埃除去率を算出した。なお、塵埃除去率は、図５に示すように区分された、振動部材１２１の領域ａ〜領域ｉの９つの領域について測定した。
【００４６】
まず、塵埃除去部１２０の２つの圧電素子１２３、１２４に同一周波数の制御信号を入力した単一振動の場合について説明する。この場合、圧電素子１２３、１２４には、周波数ｆ１（例えば、ｆ１＝５７．５４４ｋＨｚ）の制御信号が入力される。図６Ａに示すように、振動部材１２１の初期状態では、各領域に大小の塵埃が付着している。まず、圧電素子１２３、１２４に所定の時間だけ周波数ｆ１の制御信号を入力すると（１回目入力）、図６Ｂに示すように、各領域の塵埃の一部が除去される。
【００４７】
次いで、圧電素子１２３、１２４に所定の時間だけ周波数ｆ１の制御信号を入力すると（２回目入力）、図６Ｃに示すようになり、さらに、圧電素子１２３、１２４に所定の時間だけ周波数ｆ１の制御信号を入力すると（３回目入力）、図６Ｄに示すようになる。図６Ｄでは、領域ａや領域ｄなどのように除去動作を繰り返しても塵埃除去効果が得られない領域が存在することがわかる。
【００４８】
次に、塵埃除去部１２０の２つの圧電素子１２３、１２４に異なる周波数の制御信号を入力した複合振動の場合について説明する。この場合、圧電素子１２３には周波数ｆ１（例えば、ｆ１＝８４ｋＨｚ）の制御信号が入力され、圧電素子１２３には周波数ｆ２（例えば、ｆ１＝５７．５４４ｋＨｚ）の制御信号が入力される。図７Ａに示すように、振動部材１２１の初期状態では、各領域に大小の塵埃が付着している。まず、圧電素子１２３、１２４に所定の時間だけ周波数ｆ１、ｆ２の制御信号を入力すると（１回目入力）、図７Ｂに示すように、各領域の塵埃の一部が除去される。
【００４９】
次いで、圧電素子１２３、１２４に所定の時間だけ周波数ｆ１、ｆ２の制御信号を入力すると（２回目入力）、図７Ｃに示すようになり、さらに、圧電素子１２３、１２４に所定の時間だけ周波数ｆ１、ｆ２の制御信号を入力すると（３回目入力）、図７Ｄに示すようになる。例えば、図７Ｃにおいて領域により塵埃の付着量の差はあったものの、図７Ｄではほぼ除去されているように、振動部材１２１の振動により全面にわたってムラのない除去効果が得られることがわかる。
【００５０】
図８Ａ〜図８Ｃに、図６Ｂ〜図６Ｄに示した同一周波数ｆ１の制御信号を入力した単一振動の場合と、図７Ｂ〜図７Ｄに示した異なる周波数ｆ１、ｆ２の制御信号を入力した複合振動の場合との、塵埃除去率を比較したグラフを示す。図８Ａに示すように、圧電素子１２３、１２４に１回目の制御信号を入力したときの塵埃除去率は、領域によって単一振動の方がよい部分もあれば複合振動の方がよい部分もある。しかし、圧電素子１２３、１２４に２回目、３回目の制御信号を入力するにつれて、塵埃除去率は、図８Ｂ、図８Ｃに示すように、複合振動の方が高くなっている。また、複合振動による塵埃除去は、単一振動による塵埃除去と比較して、各領域で除去ムラが少なく安定して行われている。このように、本実施形態のように異なる２つの周波数の制御信号を入力することにより、同一周波数ｆ１の制御信号を入力する場合と比較して、効果的に塵埃を除去することができる。
【００５１】
以上、本実施形態にかかる塵埃除去部１２０を備える撮像装置１００について説明した。本実施形態によれば、塵埃除去部１２０に振動部材１２１を振動させる２つの圧電素子１２３、１２４を設けて、各圧電素子１２３、１２４に異なる周波数の制御信号を入力する。このとき、２つの制御信号の入力時間が重複するように、圧電素子１２３、１２４に入力する。これにより、振動しない領域がないように振動部材１２１が振動されるので、塵埃除去部１２０による塵埃除去効果を高めることができる。また、２つの制御信号の入力時間を重複させることで、塵埃除去動作に要する時間を短縮することができる。
【００５２】
（第２の実施形態）
次に、図９に基づいて、本発明の第２の実施形態にかかる塵埃除去部２２０について説明する。本実施形態にかかる塵埃除去部２２０は、２以上の周波数の制御信号を重畳して１つの制御信号とした後、圧電素子１２３に当該制御信号を入力して振動部材１２１を振動させる。かかる塵埃除去部２２０は、第１の実施形態にかかる撮像装置１００に、塵埃除去部１２０に代替して設けることができる。以下、図９に基づいて、本実施形態にかかる塵埃除去部２２０について説明する。なお、塵埃除去部２２０が設けられる撮像装置の構成については第１の実施形態にかかる撮像装置１００と同様であるため、ここではその説明を省略する。また、図９は、本実施形態にかかる塵埃除去部２２０の構成を示す斜視図である。
【００５３】
＜塵埃除去部の構成および塵埃除去動作＞
本実施形態にかかる塵埃除去部２２０は、図９に示すように、振動部材１２１と、圧電素子１２３と、ＦＰＣ１２７とから構成される。振動部材１２１および圧電素子１２３は第１の実施形態と同一の部材を用いることができる。振動部材１２１は、第１の実施形態と同様、その周縁部を保持部１２２により保持されている。保持部１２２には、振動部材１２１に振動を加える圧電素子１２３が設けられている。圧電素子１２３には、当該圧電素子１２３を振動させる制御信号を入力するＦＰＣ１２７が設けられる。
【００５４】
ＦＰＣ１２７から圧電素子１２３へ入力される制御信号は、相異なる２以上の周波数の制御信号を重畳して生成された信号である。例えば、圧電素子駆動制御部１６０は、図４Ａに示す固有振動モードにおける周波数ｆ１と、図４Ｂに示す固有振動モードにおける周波数ｆ２とを重畳し、１つの制御信号Ｆを生成する。そして、ＦＰＣ１２７を介して圧電素子１２３に生成した制御信号Ｆを入力する。これにより、振動部材１２１に周波数ｆ１の制御信号による振動と周波数ｆ２の制御信号による振動とを合成した振動を発生させることができる。
【００５５】
本実施形態にかかる塵埃除去部２２０のように２以上の制御信号を重畳して生成した１つの制御信号を圧電素子に入力する場合、塵埃除去部２２０は、少なくとも１つの圧電素子（本実施形態では圧電素子１２３のみ）を備えればよい。１つの圧電素子を２以上の周波数の制御信号を重畳して生成された制御信号Ｆにより振動させれば、各周波数の制御信号による振動モードが合成された状態で振動部材１２１を振動させることができる。これにより、部品数を少なくすることが可能となる。
【００５６】
なお、本実施形態においても、制御信号Ｆを生成するために重畳する周波数は、重畳する２以上の制御信号の節が重ならないようにして、振動部材１２１に振動しない部分が重複しないようにするのがよい。これにより、塵埃除去部２２０の塵埃除去効率をより高めることができる。また、本実施形態にかかる塵埃除去部２２０による塵埃除去動作により、複数の周波数の制御信号が同時に入力されたのと同等の作用を得ることができ、塵埃除去動作に要する時間も短縮することができる。
【００５７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５８】
例えば、上記第１の実施形態では、２つの圧電素子に異なる２つの周波数の制御信号を入力したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、塵埃除去部１２０に２以上の圧電素子を設け、異なる２以上の周波数の制御信号を入力してもよい。また、第２の実施形態のように、２以上の周波数を重畳して生成された制御信号を複数の圧電素子に入力して、振動部材１２１を振動させてもよい。このとき、圧電素子に入力される制御信号が異なるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態にかかる塵埃除去部の構成を示す斜視図である。
【図３】圧電素子を振動させるための制御信号の周波数とインピーダンスとの関係を示すグラフである。
【図４Ａ】固有振動モードの一例を示すモデル図である。
【図４Ｂ】固有振動モードの他の一例を示すモデル図である。
【図５】同実施形態にかかる塵埃除去部の振動部材を区分した領域を説明するための写真である。
【図６Ａ】２つの圧電素子に同一周波数の制御信号を入力したときの振動部材の塵埃除去状況を示す写真であって、初期の状態を示す。
【図６Ｂ】２つの圧電素子に同一周波数の制御信号を入力したときの振動部材の塵埃除去状況を示す写真であって、１回目の振動後の状態を示す。
【図６Ｃ】２つの圧電素子に同一周波数の制御信号を入力したときの振動部材の塵埃除去状況を示す写真であって、２回目の振動後の状態を示す。
【図６Ｄ】２つの圧電素子に同一周波数の制御信号を入力したときの振動部材の塵埃除去状況を示す写真であって、３回目の振動後の状態を示す。
【図７Ａ】２つの圧電素子に異なる周波数の制御信号を入力したときの振動部材の塵埃除去状況を示す写真であって、初期の状態を示す。
【図７Ｂ】２つの圧電素子に異なる周波数の制御信号を入力したときの振動部材の塵埃除去状況を示す写真であって、１回目の振動後の状態を示す。
【図７Ｃ】２つの圧電素子に異なる周波数の制御信号を入力したときの振動部材の塵埃除去状況を示す写真であって、２回目の振動後の状態を示す。
【図７Ｄ】２つの圧電素子に異なる周波数の制御信号を入力したときの振動部材の塵埃除去状況を示す写真であって、３回目の振動後の状態を示す。
【図８Ａ】振動部材の各領域における塵埃除去率を示すグラフであって、１回目の振動後の状態を示す。
【図８Ｂ】振動部材の各領域における塵埃除去率を示すグラフであって、２回目の振動後の状態を示す。
【図８Ｃ】振動部材の各領域における塵埃除去率を示すグラフであって、３回目の振動後の状態を示す。
【図９】本発明の第２の実施形態にかかる塵埃除去部の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
１００    撮像装置
１１０    レンズ
１２０、２２０  塵埃除去部
１２１    振動部材
１２２    保持部
１２３、１２４  圧電素子
１２５、１２６、１２７  ＦＰＣ
１３０    撮像素子
１４０    画像処理部
１５０    カメラ制御部
１６０    圧電素子駆動制御部
１７０    レンズ制御部
１８０    表示部
１９０    メモリ
【図１】
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【図２】
2010119049.tif 000004
【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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