(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部材と、
前記光学部材に貼着され、第１の駆動電極および第１の検出電極が形成される第１の圧電素子と、
前記光学部材に貼着され、第２の駆動電極および第２の検出電極が形成される第２の圧電素子と、
前記第１の駆動電極に通電することで前記第１の圧電素子を駆動し、前記第２の駆動電極に通電することで前記第２の圧電素子を駆動する駆動手段と、
前記第１の検出電極および前記第２の検出電極からの出力に基づいて前記光学部材の振動を検出する振動検出手段と、
前記第１の駆動電極に通電してから、前記第２の駆動電極に通電するまでの駆動位相ずれ量を設定する設定手段と、
前記振動検出手段が前記第１の検出電極からの出力に基づいて前記光学部材の振動を検出してから前記第２の検出電極からの出力に基づいて前記光学部材の振動を検出するまでの検出位相ずれ量を測定する測定手段とを有し、
前記設定手段が予め設定される第１の駆動位相ずれ量を設定するとともに、前記設定手段が前記第１の駆動位相ずれ量を設定したときに、前記測定手段によって測定される前記検出位相ずれ量に基づいて、前記設定手段は第２の駆動位相ずれ量を設定し、
前記設定手段が前記第１の駆動位相ずれ量を設定するときに、前記駆動手段が前記第１の駆動電極および前記第２の駆動電極に通電する第１の電圧は、前記設定手段が前記第２の駆動位相ずれ量を設定するときに、前記駆動手段が前記第１の駆動電極および前記第２の駆動電極に通電する第２の電圧よりも低いことを特徴とする異物除去装置。
【請求項２】
前記設定手段が前記第１の駆動位相ずれ量を設定するときに、前記駆動手段が前記第１の駆動電極および前記第２の駆動電極に通電する第１の通電時間は、前記設定手段が前記第２の駆動位相ずれ量を設定するときに、前記駆動手段が前記第１の駆動電極および前記第２の駆動電極に通電する第２の通電時間よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の異物除去装置。
【請求項３】
前記設定手段は、前記第１の駆動位相ずれ量と前記測定手段によって測定された前記検出位相ずれ量との差に基づいて、前記第２の駆動位相ずれ量を決めることを特徴とする請求項１または２に記載の異物除去装置。
【請求項４】
前記設定手段は、前記第１の駆動位相ずれ量と前記測定手段によって測定された前記検出位相ずれ量との差が小さくなるように、前記第２の駆動位相ずれ量を決めることを特徴とする請求項３に記載の異物除去装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載した異物除去装置を備えた光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塵埃等の異物をふるい落とす異物除去装置およびそれを備える光学機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被写体像を電気信号に変換して撮像するデジタルカメラ等の光学装置では、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する。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吸収フィルタが配置される。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などの光学部材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。
【０００３】
このような現象を回避するために、撮像素子の被写体側に設けられた光学部材を圧電素子で振動させることにより、光学部材の表面に付着した塵埃等の異物を除去することが知られている。
【０００４】
特許文献１には、光学部材に第１の曲げ振動と、第１の曲げ振動と次数が１つ異なり、第１の曲げ振動と時間位相が９０°ずれた第２の曲げ振動とを励起することによって、光学部材に進行波を発生させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２０７１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光学部材に安定した進行波を発生させるためには、第１の曲げ振動に対する第２の曲げ振動の時間位相を正確に９０°ずらす必要がある。また、光学部材に進行波を発生させて、異物を除去する場合には、光学部材に定常波を光学部材に定常波を異物を除去する場合よりも、高い電圧を圧電素子に与える必要がある。
【０００７】
しかしながら、第１の曲げ振動に対する第２の曲げ振動の時間位相を正確に９０°ずれていない振動を励起すると、光学部材を破損するおそれがある。
【０００８】
本発明の目的は、このような課題に鑑みて、第１の曲げ振動に対する第２の曲げ振動の時間位相を正確に９０°ずれていない振動を励起したとしても、光学部材を破損することがない異物除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の異物除去装置は、光学部材と、前記光学部材に貼着され、第１の駆動電極および第１の検出電極が形成される第１の圧電素子と、前記光学部材に貼着され、第２の駆動電極および第２の検出電極が形成される第２の圧電素子と、前記第１の駆動電極に通電することで前記第１の圧電素子を駆動し、前記第２の駆動電極に通電することで前記第２の圧電素子を駆動する駆動手段と、前記第１の検出電極および前記第２の検出電極からの出力に基づいて前記光学部材の振動を検出する振動検出手段と、前記第１の駆動電極に通電してから、前記第２の駆動電極に通電するまでの駆動位相ずれ量を設定する設定手段と、前記振動検出手段が前記第１の検出電極からの出力に基づいて前記光学部材の振動を検出してから前記第２の検出電極からの出力に基づいて前記光学部材の振動を検出するまでの検出位相ずれ量を測定する測定手段とを有し、前記設定手段が予め設定される第１の駆動位相ずれ量を設定するとともに、前記設定手段が前記第１の駆動位相ずれ量を設定したときに、前記測定手段によって測定される前記検出位相ずれ量に基づいて、前記設定手段は第２の駆動位相ずれ量を設定し、前記設定手段が前記第１の駆動位相ずれ量を設定するときに、前記駆動手段が前記第１の駆動電極および前記第２の駆動電極に通電する第１の電圧は、前記設定手段が前記第２の駆動位相ずれ量を設定するときに、前記駆動手段が前記第１の駆動電極および前記第２の駆動電極に通電する第２の電圧よりも低いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１の曲げ振動に対する第２の曲げ振動の時間位相が正確に９０°ずれていない振動を励起したとしても、光学部材を破損することがない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１に係わる一眼レフデジタルカメラのブロック図である。
【図２】実施例１の一眼レフデジタルカメラの外観を示す図である。
【図３】異物除去装置の主要な部分を説明するブロック図である。
【図４】事前駆動と異物除去駆動を説明するタイミングチャートである。
【図５】事前駆動時の駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｌ、駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｒ、検出信号Ｓｅｎｃｅ＿Ｌ＿Ｏｕｔおよび検出信号Ｓｅｎｃｅ＿Ｒ＿Ｏｕｔを説明する図である。
【図６】実施例１における異物除去動作を説明するフローチャートである。
【図７】実施例２における異物除去駆動を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施例１）
以下、本発明の実施例１について、図面を参照して詳細に説明する。  異物除去装置を備える光学機器の一例として、デジタルカメラに、本発明を適用した例を説明する。
【００１３】
図１は、実施例１に係るデジタルカメラ１００の機能構成を示すブロック図である。
【００１４】
マイクロコンピュータ（以下、ＭＰＵ）１０１は、例えば中央処理装置であり、デジタルカメラ１００が備える各ブロックに動作を制御する。ＭＰＵ１０１には、ミラー駆動回路１０２、焦点駆動回路１０３、シャッタ駆動回路１０４、画像信号処理回路１０５、スイッチセンサ回路１０６、測光回路１０７、圧電素子駆動回路１１１、振動検出回路１１２、温度センサ１１３が接続される。これらの回路は、ＭＰＵ１０１の制御により動作する。
【００１５】
ＭＰＵ１０１は、撮像レンズユニット２００内のレンズ制御回路２０２とマウント接点２１を介して通信を行う。ＭＰＵ１０１は、撮像レンズユニット２００が接続されると、マウント接点２１を介して信号を受信することにより、撮像レンズユニット２００のレンズ制御回路２０２と通信可能状態になったことを判断する。
【００１６】
レンズ制御回路２０２は、ＭＰＵ１０１からの制御信号を受信することにより、ＡＦ駆動回路２０３および絞り駆動回路２０４を介して撮像レンズユニット２００内の撮像レンズ２０１および絞り２０５の駆動を行う。なお、図１では便宜上１枚の撮像レンズ２０１のみを図示しているが、実際はフォーカスレンズ等の多数のレンズ群によって構成される。
【００１７】
ＡＦ駆動回路２０３は、例えばステッピングモータを備え、レンズ制御回路２０２の制御により撮像レンズ２０１内のフォーカスレンズ位置を変化させることにより、撮像素子３３に撮影光束を合焦させる。絞り駆動回路２０４は、例えばオートアイリス等の絞り機構であり、レンズ制御回路２０２の制御により絞り２０５の絞り量を変化させる。
【００１８】
メインミラー６は、図１に示す撮影光軸に対して４５度の角度に保持された状態で、撮像レンズ２０１を通過する撮影光束をペンタプリズム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。
【００１９】
ミラー駆動回路１０２は、例えばＤＣモータとギヤトレインにより構成され、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。
【００２０】
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、焦点駆動回路１０３に供給され、被写体像信号に換算された後、ＭＰＵ１０１に送信される。
【００２１】
ＭＰＵ１０１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。具体的にはＭＰＵ１０１は、被写体像信号を用いてデフォーカス量および方向を算出し、算出されたデフォーカス量および方向に従い、レンズ制御回路２０２およびＡＦ駆動回路２０３を介して撮像レンズ２０１内のフォーカスレンズを合焦位置に駆動させる。
【００２２】
ペンタプリズム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。これにより、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。
【００２３】
また、ペンタプリズム２２は、撮影光束の一部を測光センサ３７にも導く。測光回路１０７は、測光センサ３７から出力された測光値を観察面上の各エリアの輝度信号に変換し、ＭＰＵ１０１に出力する。ＭＰＵ１０１は、輝度信号に基づいて露出値を算出する。
【００２４】
シャッタユニット３２は、例えば機械フォーカルプレーンシャッタであり、撮影者がファインダ接眼窓１８を介して被写体像を観察する際は、シャッタ先幕が遮光位置にあるとともに、シャッタ後幕が露光位置にある状態となる。また撮影時には、シャッタ先幕が遮光位置から露光位置へ移動する露光走行を行うことにより撮像光束を通過し、後述する撮像素子３３は結像された被写体像を光電変換して撮像を行う。
【００２５】
そして設定されたシャッタ秒時が経過した後、シャッタ後幕は露光位置から遮光位置へ移動する遮光走行を行い、これにより１つの画像データにかかる撮影が完了する。なお、シャッタユニット３２は、ＭＰＵ１０１から制御命令を受けたシャッタ駆動回路１０４により制御される。
【００２６】
画像信号処理回路１０５は、撮像素子３３より出力されたアナログ画像信号に対して、Ａ／Ｄ変換処理を行い、さらに得られたデジタル画像データに対してノイズ除去処理やゲイン調整処理等の様々な画像処理を実行する。スイッチセンサ回路１０６は、メインＳＷ４３、クリーニングＳＷ４４等のデジタルカメラ１００が備えるユーザインタフェースを撮影者が操作することにより入力される入力信号をＭＰＵ１０１に送信する。クリーニングＳＷ４４は、光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した塵埃等の異物の除去指示を行うためのユーザインタフェースであり、撮影者はクリーニングＳＷ４４を操作することにより手動でフィルタ上の異物の除去を実行させることができる。
【００２７】
異物除去装置としての撮像ユニット４００は、光学ローパスフィルタ４１０、圧電素子４３０、撮像素子３３を含む部品がユニット化されたブロックである。光学ローパスフィルタ４１０は光学部材に相当する。
【００２８】
撮像素子３３は、例えばＣＭＯＳセンサやＣＣＤ等の撮像デバイスであり、上述したように、結像された被写体の光学像を光電変換することによりアナログ画像信号を出力する。
【００２９】
圧電素子４３０は、例えばピエゾ素子等の単板の圧電素子であり、ＭＰＵ１０１から制御信号を受信した圧電素子駆動回路１１１により加振され、振動を光学ローパスフィルタ４１０に伝えるように構成されている。
【００３０】
ＭＰＵ１０１と圧電素子駆動回路１１１は駆動制御手段として機能する。振動検出回路１１２は光学ローパスフィルタ４１０の振動を検出する振動検出手段として機能する。温度センサ１１３は光学部材周辺の温度を検出する温度検出手段として機能する。
【００３１】
ここで、光学ローパスフィルタ４１０を振動させてフィルタ上の異物の除去を行う、異物除去ユニットとしての撮像ユニット４００について、図２を参照してさらに詳細に説明する。図２は、撮像ユニット４００の構成を概略的に示した分解斜視図である。
【００３２】
撮像素子３３の前方に配置された光学ローパスフィルタ４１０は、水晶からなる１枚の複屈折板であり、その形状は矩形状である。光学ローパスフィルタ４１０は、光路上に配置され、光束が通過する光学有効領域が設定される矩形状の光学部材である。光学ローパスフィルタ４１０は、光学有効領域の外側に一対の圧電素子４３０ａおよび４３０ｂを配置する周縁部を有しており、撮影光軸中心に対して直交する方向（カメラ左右方向）は対称である。このようにした光学ローパスフィルタ４１０の表面には、赤外カットや反射防止などの光学的なコーティングが施されている。
【００３３】
圧電素子４３０ａおよび４３０ｂは、後述するようにそれぞれ１枚の圧電部材上に複数の電極が一体的に形成されており、短冊状の外形を有する。そして、光学ローパスフィルタ４１０の対向する２つの短辺に沿ってそれぞれ配置される。より詳しくは、圧電素子４３０ａおよび４３０ｂは、光学ローパスフィルタ４１０の周縁部において、第１の圧電素子である圧電素子４３０ａの長辺が光学ローパスフィルタ４１０の一方の短辺（一方端）と平行となるように貼着される。第２の圧電素子である圧電素子４３０ｂの長辺が光学ローパスフィルタ４１０の他方の短辺（他方端）と平行となるように貼着される。
【００３４】
光学ローパスフィルタ４１０は、その辺に平行な複数の腹部および節部が生じるように波状に振動される。圧電素子４３０ａおよび４３０ｂに周期的な電圧が印加され、圧電素子４３０は伸縮運動する。それに伴って光学ローパスフィルタ４１０も周期的な屈曲変形を生じる。具体的な振動の様子については後述する。
【００３５】
光学ローパスフィルタ保持部材４２０は樹脂または金属で形成され、光学ローパスフィルタ４１０を保持する。光学ローパスフィルタ保持部材４２０は撮像素子保持部材５１０にビス固定される。
【００３６】
付勢部材４４０は光学ローパスフィルタ４１０を撮像素子３３の方向に付勢する。付勢部材４４０は光学ローパスフィルタ保持部材４２０に係止される。付勢部材４４０はデジタルカメラ１００の接地電位となる部分（グランド）に電気的に接続されている。光学ローパスフィルタ４１０表面もデジタルカメラ１００の接地電位となる部分（グランド）に電気的に接続されている。これにより、光学ローパスフィルタ４１０表面への塵埃等の静電気的な付着を抑制することができる。
【００３７】
弾性部材４５０は断面が略円形の枠形状を有し、光学ローパスフィルタ４１０と光学ローパスフィルタ保持部材４２０とで挟まれる。付勢部材４４０が光学ローパスフィルタ４１０を付勢することで、弾性部材４５０は光学ローパスフィルタ４１０と光学ローパスフィルタ保持部材４２０との間で押しつぶされる。したがって、弾性部材４５０を押しつぶす力の大きさは、付勢部材４４０の撮像素子３３方向への付勢力により設定される。なお、弾性部材４５０はゴムでもよいし、ポロン等のウレタンフォームを用いてもよい。
【００３８】
光学部材４６０は、位相板（偏光解消板）と、赤外カットフィルタと、光学ローパスフィルタ４１０に対して屈折方向が９０°異なる複屈折板と、を貼り合わせた光学部材である。光学部材４６０は光学ローパスフィルタ保持部材４２０に接着固定される。
撮像素子保持部材５１０は矩形の開口部が形成され、その開口部に撮像素子３３を露出させた状態で撮像素子３３を固定保持する。撮像素子保持部材５１０はデジタルカメラ１００の本体にビス等で固定される。
【００３９】
マスク５２０は撮像素子３３に撮影光路外からの余分な光が入射することを防ぐために、光学ローパスフィルタ保持部材４２０と撮像素子３３とで挟まれて保持される。
【００４０】
撮像素子付勢部材５３０は左右一対の板バネ状の付勢部材である。撮像素子付勢部材５３０は撮像素子保持部材５１０にビス固定され、撮像素子３３を撮像素子保持部材５１０に押し付ける。
【００４１】
以上の構成をとることにより、光学ローパスフィルタ４１０は、付勢部材４４０と弾性部材４５０とで挟み込まれて振動自在に支持される。
【００４２】
図３は、異物除去装置の主要な部分を説明するブロック図である。図５に図示するように、圧電素子４３０ａは、圧電部材３と、圧電部材３の表裏に形成される駆動電極５および検出電極７を有する。圧電素子４３０ｂは、圧電部材４と、圧電部材４の表裏に形成される駆動電極６および検出電極８を有する。ここで、圧電素子４３０ａが第１の圧電素子に相当し、圧電素子４３０ｂが第２の圧電素子に相当する。そして、駆動電極５が第１の駆動電極に相当し、駆動電極６が第２の駆動電極に相当する。さらに、検出電極７が第１の検出電極に相当し、検出電極８が第２の検出電極に相当する。
【００４３】
圧電素子駆動回路１１１は、駆動ブロック９および１０、発振ブロック１４を有する。駆動ブロック９は、圧電素子４３０ａに形成される駆動電極５に駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｒを供給する。駆動ブロック１０、圧電素子４３０ｂに形成される駆動電極６に駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｌを供給する。発振ブロック１４は、駆動ブロック９および１０に高周波信号を出力し、ＭＰＵ１０１により制御されることで、出力する発振周波数を変化させる。発振ブロック１４は、駆動ブロック９および１０に対して、それぞれ高周波信号を出力する。駆動ブロック９から出力される駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｒと駆動ブロック１０から出力される駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｌはそれぞれ位相が異なる。ＭＰＵ１０１は、駆動ブロック９および１０が駆動電極５および６に与える電圧を制御する。
【００４４】
振動検出回路１１２は、検出ブロック１１および１２を有する。検出ブロック１１は検出用圧電素子７からの出力に基づいて、光学ローパスフィルタ４１０の振動を検出する。検出ブロック１２は検出用圧電素子８からの出力に基づいて、光学ローパスフィルタ４１０の振動を検出する。検出ブロック１１からは検出信号Ｓｅｎｃｅ＿Ｒ＿Ｏｕｔが出力される。検出ブロック１２からは検出信号Ｓｅｎｃｅ＿Ｌ＿Ｏｕｔが出力される。検出信号Ｓｅｎｃｅ＿Ｒ＿Ｏｕｔおよび検出信号Ｓｅｎｃｅ＿Ｌ＿ＯｕｔはＭＰＵ１０１に入力される。
【００４５】
次に、異物除去装置の動作について説明する。
【００４６】
ＭＰＵ１０１は、発振ブロック１４に、圧電素子４３０ａおよび４３０ｂを駆動するのに必要な周波数を出力するとともに、駆動ブロック９への出力と駆動ブロック１０への出力との位相ずれ量を示す制御信号とを出力する。発振ブロック１４は、入力された周波数と位相ずれ量を示す制御信号に基づいて、駆動ブロック９および１０に高周波信号を出力する。駆動ブロック９は、駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｒを駆動電極５に出力する。ＭＰＵ１０１は、駆動ブロック９が駆動電極５に与える電圧を制御する。ＭＰＵ１０１は、駆動ブロック１０が駆動電極６に与える電圧を制御する。
【００４７】
ＭＰＵ１０１は、駆動ブロック９および１０に対して圧電素子４３０ａおよび４３０ｂの駆動を許可または禁止する駆動許可／禁止信号を出力することで、圧電素子４３０ａの駆動および圧電素子４３０ｂの駆動を独立して制御できる。
【００４８】
ＭＰＵ１０１が駆動ブロック９に対して圧電素子４３０ａの駆動許可信号を出力すると、ＭＰＵ１０１が指定した発振周波数と、ＭＰＵ１０１が指定した電圧に基づいて、駆動ブロック９は駆動電極５に駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｒを出力する。ＭＰＵ１０１が駆動ブロック１０に対して圧電素子４３０ｂの駆動許可信号を出力すると、ＭＰＵ１０１が指定した発振周波数と、ＭＰＵ１０１が指定した電圧に基づいて、駆動ブロック１０は駆動電極６に駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｌを出力する。このとき、ＭＰＵ１０１は、発振ブロック１４に出力する周波数および位相ずれ量を示す制御信号を変化させることで、発振回路１４から出力される発振周波数および位相ずれ量を変化させる。これによって、駆動ブロック９が出力する駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｒおよび駆動ブロック１０が出力する駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｌは変化する。
【００４９】
このように、ＭＰＵ１０１が発振ブロック１４に出力する周波数、位相ずれ量を変化させることで、光学ローパスフィルタ４１０にもっとも振幅の大きい進行波を発生させることができる。
【００５０】
光学ローパスフィルタ４１０に振動が発生すると、検出電極７および８から信号が出力される。検出電極７に発生した信号は、検出ブロック１１によりＭＰＵ１０１が検出できる検出信号Ｓｅｎｃｅ＿Ｒ＿Ｏｕｔに変換され、ＭＰＵ１０１に入力される。同様に検出電極８に発生した信号は、検出ブロック１２によりＭＰＵ１０１が検出できる検出信号Ｓｅｎｃｅ＿Ｌ＿Ｏｕｔに変換され、ＭＰＵ１０１に入力される。ＭＰＵ１０１は、検出信号Ｓｅｎｃｅ＿Ｒ＿ＯｕｔおよびＳｅｎｃｅ＿Ｌ＿Ｏｕｔから、光学ローパスフィルタ４１０に発生した進行波の振幅を検出することができる。
【００５１】
これにより、ＭＰＵ１０１は、発振ブロック１４に出力する周波数、位相ずれ量を変化させながら、光学ローパスフィルタ４１０に発生した進行波の振幅の変化を検出することができる。
【００５２】
図４は、事前駆動と異物除去駆動を説明するタイミングチャートである。図５において、縦軸は駆動電圧を表し、横軸は駆動時間を表している。事前駆動を実行する際には、駆動電極５および６に４０Ｖの電圧が２０ｍｓの時間だけ与えられる。ここで、４０Ｖの電圧が第１の電圧に相当し、２０ｍｓの時間が第１の時間に相当する。そして、異物除去駆動を実行する際には、駆動電極５および６に１２０Ｖの電圧が５００ｍｓの時間だけ与えられる。なお、異物除去駆動を実行する際には、この条件での駆動が４回繰り返される。ここで、１２０Ｖの電圧が第２の電圧に相当し、５００ｍｓの時間が第２の時間に相当する。
【００５３】
図５（ａ）は、事前駆動を実行したときに、駆動ブロック１０から出力される駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｌ、駆動ブロック９から出力される駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｒを示している。図５（ｂ）は、事前駆動を実行したときに、検出ブロック１２から出力される検出信号Ｓｅｎｃｅ＿Ｌ＿Ｏｕｔおよび検出ブロック１１から出力される検出信号Ｓｅｎｃｅ＿Ｒ＿Ｏｕｔを示している。
【００５４】
図５（ａ）に示すように、駆動ブロック１０から駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｌが出力されて、駆動ブロック９から駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｒが出力されるまでには、９０°の位相ずれを発生させている。このとき、駆動位相ずれ量は９０°となる。
【００５５】
図５に示すように、駆動ブロック１０から駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｌが出力されて、検出ブロック１２から検出信号Ｓｅｎｃｅ＿Ｌ＿Ｏｕｔが出力されるまでには、Ａ°の位相遅れが発生する。同様に、駆動ブロック９から駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｒが出力されて、検出ブロック１１から検出信号Ｓｅｎｃｅ＿Ｒ＿Ｏｕｔが出力されるまでには、Ｂ°の位相遅れが発生する。ＭＰＵ１０１は、Ｂ°―Ａ°を測定する。Ｂ°―Ａ°が検出位相ずれ量に相当する。そして、ＰＵ１０１が検出位相ずれ量を測定する測定手段に相当する。
【００５６】
このとき、ＭＰＵ１０１が測定するＢ°―Ａ°は９０°±αとなる。したがって、検出位相ずれ量は９０°±αとなる。事前駆動時における駆動電極５および６へ供給される電圧は、異物除去駆動時における駆動電極５および６へ供給される電圧よりも低くい。事前駆動時における駆動電極５および６への通電時間は、異物除去駆動時における駆動電極５および６への通電時間よりも短い。したがって、検出位相ずれ量が９０°±αとなっても、光学ローパスフィルタ４１０を破損することがない。
【００５７】
検出位相ずれ量が９０°にならない原因として、光学ローパスフィルタ４１０の個体差、光学ローパスフィルタ４１０に対する圧電素子４３０ａおよび４３０ｂの貼着状態あるいは光学ローパスフィルタ４１０の周辺温度があげられる。
【００５８】
ＭＰＵ１０１は、この補正値αが小さくなるように、駆動位相ずれ量を変化させる。すなわち、ＭＰＵ１０１は、補正値αが許容位相ずれ量の範囲内となるような、駆動位相ずれ量を求める。そして、異物除去駆動を実行する際には、ＭＰＵ１０１は、事前駆動にて求めた、駆動位相ずれ量を発振ブロック１４に出力する。
【００５９】
これによって、異物除去駆動を実行する際には、駆動ブロック９および１０は、検出位相ずれ量が９０°に近くなるような駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｒおよび駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｌを出力することができる。したがって、駆動電極５および６に長時間高い電圧を与えたとしても、光学ローパスフィルタ４１０を破損することがない。
【００６０】
図６を用いて、本実施例における異物除去動作を説明する。図６（ａ）は本実施例における異物除去動作のメインフローチャートである。
【００６１】
ステップＳ１００で異物除去動作のメインフローを開始する。
【００６２】
ステップＳ１１０では、スイッチセンサ回路１０６がクリーニングＳＷ４４のオン操作を検出する。
【００６３】
ステップＳ１２０では、ＭＰＵ１０１が温度センサ１１３からの出力に基づいて、デジタルカメラ１００内部の温度を検出する。
【００６４】
ステップＳ１３０では、ＥＥＰＲＯＭ１０８に記憶されている温度データを読み出す。ＥＥＰＲＯＭ１０８は、過去の事前駆動によって算出した位相ずれ量と事前駆動を実行させたときの温度データとを関連付けて記憶している。
【００６５】
ステップＳ１４０では、ステップＳ１２０で検出されたデジタルカメラ１００内部の温度がＥＥＰＲＯＭ１０８に記憶される温度に基づいて設定される所定の温度範囲のいずれかに入っているかどうかを判断する。デジタルカメラ１００内部の温度がいずれかの温度範囲内に入っている場合にはステップＳ１７０へ進み、デジタルカメラ１００内部の温度がいずれの温度範囲内にも入っていない場合にはステップＳ１５０へ進む。
【００６６】
ステップＳ１５０では、異物除去動作を実行させてからの経過時間があらかじめ設定される所定の時間範囲内であるかどうかを判断する。異物除去動作を実行させてからの経過時間が所定の時間範囲内である場合にはステップＳ１７０へ進み、異物除去動作を実行させてからの経過時間が所定の時間範囲内でない場合にはステップＳ１６０へ進む。
【００６７】
ステップＳ１６０では、事前駆動を実行する。事前駆動の詳細については後述する。
【００６８】
ステップＳ１７０では、異物除去駆動を実行する。異物除去駆動の詳細については後述する。
【００６９】
ステップＳ１８０では、ＭＰＵ１０１がタイムカウントを開始する。これによって、異物除去動作を実行させてからの経過時間を計時することができる。すなわち、ＭＰＵ１０１は圧電素子を駆動してからの経過時間を計測する計測手段として機能する。そして、ステップＳ１９０で異物除去動作のメインフローを終了する。
【００７０】
図６（ｂ）は本実施例におけるステップＳ１６０に示す事前駆動の詳細を説明するサブフローチャートである。
【００７１】
ステップＳ２００で事前駆動のサブフローを開始する。
【００７２】
ステップＳ２１０では、駆動ブロック９および１０が駆動電極５および６に与える電圧と通電時間を設定する。本実施例では、駆動ブロック９および１０が駆動電極５および６に与える電圧を４０Ｖ、通電時間を２０ｍｓとする。ここで、２０ｍｓの通電時間が第１の通電時間に相当する。事前駆動の際には、検出ブロック１１および１２で振動を検出することができる程度の振幅で光学ローパスフィルタ４１０を振動させれば十分である。
【００７３】
そして、駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｌを出力してから駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｒを出力するまでの駆動位相ずれ量Ｘを９０°に設定し、許容検出位相ずれ量Ｃ＝５°に設定する。ここで、９０°に設定される駆動位相ずれ量Ｘが第１の駆動位相ずれ量に相当する。
【００７４】
すなわち、本実施例では、検出信号Ｓｅｎｃｅ＿Ｌ＿Ｏｕｔが出力されてから、検出信号Ｓｅｎｃｅ＿Ｒ＿Ｏｕｔが出力されるまでの検出位相ずれ量が９０°±５°の範囲となるような、駆動位相ずれ量Ｘを設定する。
【００７５】
ステップＳ２２０では、ステップＳ２１０またはステップＳ２５０で設定した位相ずれ量Ｘに基づいて、駆動ブロック１０から駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｌを出力し、駆動ブロック９から駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｒを出力する。
【００７６】
ステップＳ２３０では、図５に示す、駆動ブロック１０から駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｌが出力されて、検出ブロック１２から検出信号Ｓｅｎｃｅ＿Ｌ＿Ｏｕｔが出力されるまでの位相遅れＡ°を検出する。同様に、駆動ブロック９から駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｒが出力されて、検出ブロック１１から検出信号Ｓｅｎｃｅ＿Ｒ＿Ｏｕｔが出力されるまでの位相遅れＢ°を検出する。ＭＰＵ１０１が検出位相ずれ量Ｂ°―Ａ°を測定する。そして、ＭＰＵ１０１は、測定した検出位相ずれ量Ｂ°―Ａ°が駆動位相ずれ量Ｘに対してどのくらいずれているのかを示す補正量αを求める。
【００７７】
ステップＳ２４０では、補正量αが±５°の範囲となっているかどうかをＭＰＵ１０１が判断する。補正量αが±５°の範囲となっている場合には、ステップＳ２６０に進む。補正量αが±５°の範囲となっていない場合には、ステップＳ２５０に進む。
【００７８】
ステップＳ２５０では、補正量αが±５°の範囲となるように、駆動位相ずれ量Ｘを調整して、ステップＳ２２０に進む。
【００７９】
ステップＳ２６０では、補正量αが±５°の範囲となる駆動位相ずれ量Ｘを設定する。ステップＳ２６０で設定される駆動位相ずれ量Ｘが第２の駆動位相ずれ量に相当する。
【００８０】
ステップＳ２７０では、ステップＳ２６０で設定した駆動位相ずれ量ＸをステップＳ１２０にて検出した温度データを基準に設定した温度範囲と、ステップＳ２６０で設定した駆動位相ずれ量Ｘの設定日時とを関連付けてＥＥＰＲＯＭ１０８に記憶する。
【００８１】
ステップＳ２８０では、事前駆動のサブフローを終了し、メインフローにリターンする。
【００８２】
図６（ｃ）は本実施例におけるステップＳ１７０に示す異物除去駆動の詳細を説明するサブフローチャートである。
【００８３】
ステップＳ３００で異物除去駆動のサブフローを開始する。
【００８４】
ステップＳ３１０では、ＥＥＰＲＯＭ１０８からステップＳ２６０で設定した駆動位相ずれ量Ｘを読み出す。具体的には、ステップＳ１２０にて検出した温度がＥＥＰＲＯＭ１０８に記憶される温度範囲のいずれかに入っている場合には、ステップＳ１２０にて検出した温度が入っている温度範囲と関連付けられている設定した駆動位相ずれ量Ｘを読み出す。ステップＳ１２０にて検出した温度がＥＥＰＲＯＭ１０８に記憶される温度範囲のいずれにも入っていない場合には、駆動位相ずれ量Ｘの設定日時が最も新しい駆動位相ずれ量Ｘを読み出す。
【００８５】
ステップＳ３２０では、ステップＳ３１０で読み出した駆動位相ずれ量Ｘを設定するとともに、駆動ブロック９および１０が駆動電極５および６に与える電圧と通電時間を設定する。本実施例では、駆動ブロック９および１０が駆動電極５および６に与える電圧を１２０Ｖ、通電時間を５００ｍｓとする。ここで、５００ｍｓの通電時間が第２の通電時間に相当する。
【００８６】
異物除去駆動では、駆動電極５および６に与える電圧を高くし、通電時間を長くすることで、光学ローパスフィルタ４１０に付着した異物を除去できる確率が高くなるので、可能な限り大きな電圧を駆動電極５および６に与える。
【００８７】
ステップＳ３３０では異物除去駆動の繰り返し回数ｎをカウントアップする。
【００８８】
ステップＳ３４０では、ステップＳ３２０にて設定した条件で、駆動ブロック１０が駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｌを出力し、駆動ブロック９が駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｒを出力する。
【００８９】
ステップＳ３５０では、異物除去駆動の繰り返し回数ｎが予め設定した回数になったかどうかを判断する。異物除去駆動の繰り返し回数ｎが予め設定した回数になった場合には、ステップＳ３６０に進み、異物除去駆動の繰り返し回数ｎが予め設定した回数になっていない場合には、ステップＳ３３０に進む。本実施例では、繰り返し回数ｎが４になっていなければ、ステップＳ３３０に進み、繰り返し回数ｎが４になっていれば、ステップＳ３６０に進む。
【００９０】
ステップＳ３６０で異物除去駆動のサブフローを終了し、メインフローにリターンする。
【００９１】
（実施例２）
本発明の実施例２は、異物除去装置を備えるデジタルカメラであって、その構成は図１〜３にて説明した実施例１と同様であるので、省略する。実施例１と実施例２とは、ステップＳ１７０に示す異物除去駆動が異なる。
【００９２】
図７は、本発明の実施例２におけるステップＳ１７０に示す異物除去駆動の詳細を説明するサブフローチャートである。
【００９３】
ステップＳ４００で異物除去駆動のサブフローを開始する。
【００９４】
ステップＳ４１０では、ＥＥＰＲＯＭ１０８からステップＳ２６０で設定した駆動位相ずれ量Ｘを読み出す。具体的には、ステップＳ１２０にて検出した温度がＥＥＰＲＯＭ１０８に記憶される温度範囲のいずれかに入っている場合には、ステップＳ１２０にて検出した温度が入っている温度範囲と関連付けられている設定した駆動位相ずれ量Ｘを読み出す。ステップＳ１２０にて検出した温度がＥＥＰＲＯＭ１０８に記憶される温度範囲のいずれにも入っていない場合には、駆動位相ずれ量Ｘの設定日時が最も新しい駆動位相ずれ量Ｘを読み出す。
【００９５】
ステップＳ４２０では、ステップＳ４１０で読み出した駆動位相ずれ量Ｘを設定するとともに、駆動ブロック９および１０が駆動電極５および６に与える電圧と通電時間を設定する。本実施例では、駆動ブロック９および１０が駆動電極５および６に与える電圧を１２０Ｖ、通電時間を５００ｍｓとする。
【００９６】
ステップＳ４３０では、ステップＳ４２０またはステップＳ４６０で設定した位相ずれ量Ｘに基づいて、駆動ブロック１０から駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｌを出力し、駆動ブロック９から駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｒを出力する。
【００９７】
ステップＳ４４０では、駆動ブロック１０から駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｌが出力されて、検出ブロック１２から検出信号Ｓｅｎｃｅ＿Ｌ＿Ｏｕｔが出力されるまでの位相遅れＡ°を検出する。同様に、駆動ブロック９から駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｒが出力されて、検出ブロック１１から検出信号Ｓｅｎｃｅ＿Ｒ＿Ｏｕｔが出力されるまでの位相遅れＢ°を検出する。そして、検出位相ずれ量Ｂ°―Ａ°が駆動位相ずれ量Ｘに対してどのくらいずれているのかを示す補正量αを求める。
【００９８】
ステップＳ４５０では、補正量αが±２．５°の範囲となっているかどうかを判断する。補正量αが±２．５°の範囲となっている場合には、ステップＳ４７０に進む。補正量αが±２．５°の範囲となっていない場合には、ステップＳ４６０に進む。
【００９９】
ステップＳ４６０では、補正量αが±２．５°の範囲となるように、駆動位相ずれ量Ｘを調整して、ステップＳ４３０に進む。
【０１００】
ステップＳ４７０では、補正量αが±２．５°の範囲となる駆動位相ずれ量Ｘを設定する。
【０１０１】
ステップＳ４８０では異物除去駆動の繰り返し回数ｎをカウントアップする。
【０１０２】
ステップＳ４９０では、ステップＳ４７０にて設定した駆動位相ずれ量Ｘで、駆動ブロック１０が駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｌを出力し、駆動ブロック９が駆動信号Ｄｒｉｖｅ＿Ｒを出力する。
【０１０３】
ステップＳ５００では、異物除去駆動の繰り返し回数ｎが予め設定した回数になったかどうかを判断する。異物除去駆動の繰り返し回数ｎが予め設定した回数になった場合には、ステップＳ５１０に進み、異物除去駆動の繰り返し回数ｎが予め設定した回数になっていない場合には、ステップＳ４８０に進む。本実施例では、繰り返し回数ｎが４になっていなければ、ステップＳ４８０に進み、繰り返し回数ｎが４になっていれば、ステップＳ５１０に進む。
【０１０４】
ステップＳ５１０で異物除去駆動のサブフローを終了し、メインフローにリターンする。
【０１０５】
実施例２によれば、異物除去駆動の１回目の通電時に、事前駆動よりも厳しい条件で駆動位相ずれ量Ｘを再設定する。これによって、さらに安定した進行波を光学ローパスフィルタ４１０に発生させることができる。
【符号の説明】
【０１０６】
５  駆動電極
６  駆動電極
７  検出電極
８  検出電極
９  駆動ブロック
１０  駆動ブロック
１１  検出ブロック
１２  検出ブロック
１４  発振ブロック
１０１  マイクロコンピュータ
１１１  圧電素子駆動回路
１１２  振動検出回路
４００  撮像ユニット
４１０  光学ローパスフィルタ
４３０ａ、４３０ｂ  圧電素子
【図１】
0005693309.tif 000002
【図２】
0005693309.tif 000003
【図３】
0005693309.tif 000004
【図４】
0005693309.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005693309.tif 000007
【図７】
0005693309.tif 000008