(57)【要約】【課題】本発明は、回路規模を大きくすることなく、分解能が高い駆動周波数を生成して圧電素子を効率よく駆動することができる撮像装置を提供する。【解決手段】撮像素子の受光面を覆う光学素子を圧電素子で振動させる撮像装置において、撮像素子から得られた画像データに対して各種処理を行う画像処理ユニットと、圧電素子を振動させるための駆動手段及び画像処理ユニットに対してクロックを供給するクロック生成部とを備え、画像処理ユニットが実行する処理の実行状態を判別し、処理の実行状態に応じて、クロック生成部のクロックの供給先を切り替える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光した被写体像を電気信号に変換して画像データを得る撮像素子と、前記撮像素子の受光面を覆うように配置された光学素子とを有する撮像装置において、
前記光学素子を振動させるための振動手段と、
前記振動手段を駆動する駆動手段と、
前記撮像素子から得られた画像データに対して処理を行う画像処理手段と、
前記駆動手段及び前記画像処理手段に対してクロックを供給するクロック生成手段と、
前記画像処理手段が実行する処理の実行状態を判別する状態判別手段と、
前記状態判別手段により判別された前記処理の実行状態に応じて、前記クロック生成手段のクロックの供給先を切り替える切り替え手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記クロック生成手段は、前記駆動手段に供給するクロックの停止、周波数設定、クロックの供給開始を行うことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、前記クロック生成手段から供給されるクロックに基づき前記振動手段を駆動するための駆動信号の周波数ｆを、ｍ次の第１の周波数から（ｍ＋１）次の第２の周波数の範囲内に設定することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、前記クロック生成手段から供給されるクロックを受ける初段にクロックの非同期乗せ換えを行う非同期乗せ換え手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記画像処理手段は、少なくとも
前記撮像素子から得られた画像データに対して画像処理を行う画像データ処理手段と、
前記画像データ処理手段により画像処理された画像データの符号化処理を行う符号化処理手段と、
前記符号化手段で符号化処理された画像データの復号化処理を行う復号化処理手段と、
前記符号化手段で符号化処理された画像データを記録媒体に記録する処理を行う記録処理手段と、
前記画像データ処理手段により画像処理された画像データ或いは前記符号化手段により符号化処理された画像データ或いは前記復号化手段により復号化処理された画像データ或いは前記記録手段により前記記録媒体に記録された画像データを表示する処理を行う表示処理手段とを有し、
前記クロック生成手段は、
前記画像データ処理手段及び前記符号化処理手段及び前記復号化処理手段及び前記記録処理手段及び前記表示処理手段に同じクロックを供給或いは、前記画像データ処理手段及び前記符号化処理手段及び前記復号化処理手段及び前記記録処理手段及び前記表示処理手段のいずれか複数の処理手段に同じクロックを供給或いは、前記画像データ処理手段及び前記符号化処理手段及び前記復号化処理手段及び前記記録処理手段及び前記表示処理手段へ個別にクロックを供給することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記状態判別手段は、前記画像データ処理手段、前記符号化処理手段、前記復号化処理手段、前記記録処理手段、及び前記表示処理手段の実行状態を判別し、
前記切り替え手段は、前記状態判別手段による前記複数の処理手段の実行状態に応じて、前記クロック生成手段から前記駆動手段にクロックを供給するように切り替えることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記状態判別手段により前記複数の処理手段の全てが実行状態であると判定された場合、前記切り替え手段は、前記実行状態にある複数の処理手段の少なくとも１つが処理を終了したときに、前記クロックの供給先の切り替えを行うことを特徴とする請求項６記載の撮像装置。
【請求項８】
前記表示処理手段は、前記複数の処理手段の全てが実行状態にある時間が所定時間経過した場合、前記光学素子を前記振動手段で振動させなかった旨を表示することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか1項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記表示処理手段は、前記駆動手段へのクロックの供給が中断された場合は、前記振動手段による前記光学素子の振動が中断された旨を表示することを特徴とする請求項６記載の撮像装置。
【請求項１０】
受光した被写体像を電気信号に変換して画像データを得る撮像素子と、前記撮像素子の受光面を覆うように配置された光学素子と、前記光学素子を振動させるための振動手段と、前記振動手段を駆動する駆動手段と、前記撮像素子から得られた画像データに対して処理を行う画像処理手段と、前記駆動手段及び前記画像処理手段に対してクロックを供給するクロック生成手段とを有する撮像装置の制御方法であって、
前記画像処理手段が実行する処理の実行状態を判別する状態判別工程と、
前記状態判別工程にて判別された前記処理の実行状態に応じて、前記クロック生成手段のクロックの供給先を切り替える切り替え工程とを有することを特徴とする制御方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の制御方法を撮像装置または光学装置に実行させるためのコンピュータに読み取り可能なプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及びその制御方法、並びにプログラムに関し、特に、デジタルカメラ等の撮像装置における撮像素子の前方に配置された光学部材の表面に付着した塵埃等の異物をふるい落とすための振動型アクチュエータの駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置では、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子の被写体側に、光学フィルタや赤外吸収フィルタが配置されている。これらのフィルタの表面に塵埃が付着すると、撮像装置で撮影される画像の画質が低下する。特に、レンズ交換式のデジタルカメラにおいては、レンズ交換時に外部から塵埃が入り込みやすいため、塵埃の付着が比較的頻繁に発生し、撮影した画像に影響を及ぼすという問題がある。
【０００３】
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光学フィルタを設け、これを圧電素子で振動させることにより、光学フィルタ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。この際、塵埃等の異物を効率よく除去するためには、圧電素子により光学フィルタを共振周波数で振動させて、振動の振幅を大きくさせることがのぞましい。
【０００４】
図１０は、圧電素子に印加される交番電圧の周波数と圧電素子に生じる各振動の振幅を示す図である。
【０００５】
図１０において、ｆ（ｍ）は、ｍ次の面外曲げ振動の共振周波数であり、ｆ（ｍ＋１）は（ｍ＋１）次の面外曲げ振動の共振周波数である。圧電素子に印加される交番電圧の周波数ｆをｆ（ｍ）＜ｆ＜ｆ（ｍ＋１）に設定すると、ｍ次の面外曲げ振動と（ｍ＋１）次の面外曲げ振動それぞれの共振現象によって振幅が拡大された周波数ｆの振動が得られる。
【０００６】
ところで、圧電素子を駆動させるための回路には、一般的にハーフブリッジ回路が使用されている。ハーフブリッジ回路は、入力電圧（電源電圧もしくは昇圧電圧）がそのまま圧電素子の駆動電圧となるシンプルな回路構成である。また、圧電素子を駆動させるための回路には、Ｈブリッジ（フルブリッジ）回路がある。これはハーフブリッジ回路に対して構成が複雑ではあるが、入力電圧に対して２倍の駆動電圧を圧電素子に印加することができる。
【０００７】
同電圧を圧電素子に印加する場合、Ｈブリッジ回路はハーフブリッジ回路に対して１／２の入力電圧で済むことから、回路素子の耐圧規格を下げることができ、回路の小型化を図ることができる。
【０００８】
圧電素子を駆動する方法には、特許文献２や特許文献３などに記載されているパルス信号をハーフブリッジ回路やＨブリッジ（フルブリッジ）回路などのスイッチング回路に入力して圧電素子を駆動する。特許文献２に記載の圧電素子の駆動方法は、ＰＬＬ制御ループにリングオシレーターを入れた遅延手段を設け、この遅延手段の出力を選択することで、高分解能で且つ温度変化に強いパルス信号形成回路を提供することができる。特許文献３に記載の圧電素子の駆動方法は、基準パルス信号の周波数を変化させずに、複数の異なる分周比で分周されたパルス信号が混在する分周パルス信号を生成している。これにより、分周パルス信号の周期の分解能を上昇させることが可能な駆動方法を提供している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２０７１７０号公報
【特許文献２】特開平１１−３４１８４２号公報
【特許文献３】特開２００７−６０７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、圧電素子に印加する交番電圧の周波数を図１０に示す周波数ｆに設定した場合、特許文献３では複数の異なる分周比で分周されたパルス信号を組み合わせるので、周波数ｆがｆ（ｍ）＜ｆ＜ｆ（ｍ＋１）内に収まらない可能性がある。そのため、圧電素子が効率よく振動せずに、光学素子に付着した塵埃等の異物をふるい落とせないおそれがある。
【００１１】
また、特許文献２では、圧電素子の駆動回路に専用のＰＬＬが必要となり、回路規模が増大するおそれがある。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、回路規模を大きくすることなく、分解能が高い駆動周波数を生成して圧電素子を効率よく駆動することができる撮像装置及びその制御方法、並びにプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、受光した被写体像を電気信号に変換して画像データを得る撮像素子と、前記撮像素子の受光面を覆うように配置された光学素子とを有する撮像装置において、前記光学素子を振動させるための振動手段と、前記振動手段を駆動する駆動手段と、前記撮像素子から得られた画像データに対して処理を行う画像処理手段と、前記駆動手段及び前記画像処理手段に対してクロックを供給するクロック生成手段と、前記画像処理手段が実行する処理の実行状態を判別する状態判別手段と、前記状態判別手段により判別された前記処理の実行状態に応じて、前記クロック生成手段のクロックの供給先を切り替える切り替え手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回路規模を大きくすることなく、分解能が高い駆動周波数を生成して圧電素子を効率よく駆動することができる。その結果、光学素子に付着した塵埃等の異物を効率よく除去することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る撮像装置の外観図、（ｂ）は塵埃除去装置が装備された撮像部の概略構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態におけるデジタルカメラの機能構成を示すブロック図である。
【図３】図２における駆動信号生成部及びクロック生成部の概略構成を示すブロック図である。
【図４】駆動信号生成部の駆動信号出力ポートからスイッチング回路に出力される駆動信号の波形の一例を示す図である。
【図５】デジタルカメラにおける塵埃等の異物除去動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】図５のステップＳ８０２，Ｓ８０５で実行されるクリーニング処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】図６のステップＳ９００における状態判別処理の詳細を示すフローチャートである。
【図８】図６のステップＳ９０１におけるクロック切り替え処理の詳細を示すフローチャートである。
【図９】クロック切り替え判定テーブルの一例を示す図である。
【図１０】圧電素子に印加される交番電圧の周波数と圧電素子に生じる各振動の振幅を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る撮像装置の外観図、図１（ｂ）は塵埃除去装置が装備された撮像部の概略構造を示す斜視図である。
【００１８】
図１（ａ）において、デジタルカメラ１０は、周知のデジタル一眼レフカメラ或いはデジタル一眼カメラ或いはコンパクトデジタルカメラである。
【００１９】
図１（ｂ）において、デジタルカメラ１０の撮像部では、受光した被写体像を電気信号に変換して画像データを出力するＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子４が設けられている。なお、撮像素子４は、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤ等の受光素子で構成されるが、被写体像を光電変換するものであれば、これらに限定されるものではない。
【００２０】
光学素子１は、矩形の板状を有する、カバーガラス、赤外線カットフィルタ、或いは、光学フィルタ等の透過率の高い光学部材で構成されており、撮像素子４の受光面を覆うように配置されている。光学素子１を透過した光は、撮像素子４に入射する。撮像素子４には、撮像素子４の受光面の空間が密封されるように、矩形の板状を有する振動体３が取り付けられている。
【００２１】
振動体３は、光学素子１と、光学素子１の両端部に接着によって固着された電気機械エネルギ変換素子である一対の圧電素子２ａ，２ｂから構成される。圧電素子２ａ，２ｂの厚み方向（図中の上下方向）の寸法は、振動に対する曲げ変形の発生力が大きくなるように、光学素子１の厚み方向（図中の上下方向）の寸法と同じ値である。なお、圧電素子２ａ，２ｂを特に区別する必要がないときは、単に圧電素子２と称する。
【００２２】
図２は、本発明の実施形態におけるデジタルカメラ１０の機能構成を示すブロック図である。
【００２３】
システム制御部２２２は、デジタルカメラ１０の動作制御を司るマイクロコンピュータで構成され、デジタルカメラ１０を構成する各機能ブロックに対して様々な指示を行ったり、各種の制御処理を実行したりする。システム制御部２２２は、バス２５０を介して接続されたレンズユニット２００、不図示のシャッター駆動回路を備えたシャッター２０４、及び操作部２２３を制御する。また、システム制御部２２２は、バス２５０を介して接続された駆動信号生成部２２１、画像処理ユニット２１０、メモリ制御部２１６、クロック生成部２１８、及び不揮発性メモリ制御部２１９を制御する。
【００２４】
レンズユニット２００は、撮影レンズ２０１、絞り２０２、及びＡＦ／絞り制御部２０３で構成される。システム制御部２２２は、レンズユニット２００内のＡＦ／絞り制御部２０３を制御して、撮影レンズ２０１、絞り２０２を駆動する。なお、図２では、便宜上１枚の撮影レンズ２０１のみが記載されているが、実際は多数のレンズ群によって構成される。
【００２５】
ＡＦ／絞り制御部２０３におけるＡＦ制御部は、例えば、ステッピングモータ等によって構成される。このＡＦ制御部は、例えば、レンズユニット２００内のフォーカスレンズ位置を変化させ、撮像素子４に撮影光束の焦点を合わせるように調整する。ＡＦ／絞り制御部２０３における絞り制御部は、例えば、オートアイリス等によって構成される。この絞り制御部は、絞り２０２を変化させ、光学的な絞り値を得る。
【００２６】
撮像部である撮像ユニット２０５は、上述した光学素子１と、圧電素子２と、撮像素子４とがユニット化されたものである。Ａ／Ｄ変換器２０９は、撮像素子４のアナログ出力信号をデジタル信号に変換する。
【００２７】
画像処理ユニット２１０は、画像データ処理部２１１と、記録部２１２と、符号復号化部２１３と、表示部２１４と、不図示の画像バッファメモリ等から構成される。
【００２８】
画像データ処理部２１１は、Ａ／Ｄ変換器２０９により変換された画像データに対して所定の画素補間処理やフィルタ処理、縮小といったリサイズ処理や色変換処理を行う。また、画像データ処理部２１１は、処理した画像データを画像バッファメモリ（不図示）やメモリ２１７に書き込んだり、画像バッファメモリやメモリ２１７から画像データを読み出して各種処理を行うことが可能である。
【００２９】
記録部２１２は、記録媒体２１５に接続され、記録媒体２１５への画像データの書き込み処理や記録媒体２１５からの画像データの読み出し処理を行う。記録媒体２１５は、不揮発性メモリで構成されるが、内蔵メモリであっても、脱着可能なカード型メモリであってもよい。
【００３０】
符号復号化部２１３は、画像データ処理部２１１で処理された画像データ又は画像バッファメモリやメモリ２１７に格納された画像データをＪＰＥＧ形式やＴＩＦＦ形式、ＭＯＶ形式等で符号化処理し、画像バッファメモリやメモリ２１７に書き戻す。また、符号復号化部２１３は、符号化された画像データを復号化処理して、画像バッファメモリやメモリ２１７に書き戻す。
【００３１】
符号復号化部２１３により符号化処理された画像データは、システム制御部２２２による記録部２１２の制御によって記録媒体２１５に記憶される。なお、本実施形態では、符号復号化部２１３を符号化部と復号化部を合わせた一つのブロックとしたが、符号化部と復号化部とに分けて構成してもよい。
【００３２】
表示部２１４は、例えばＬＣＤ等で構成され、画像データ処理部２１１で処理された画像データや画像バッファメモリやメモリ２１７に格納された画像データの表示処理を行う。また、表示部２１４は、撮影前のライブ画像表示、メニュー設定表示等の処理を行う。
【００３３】
メモリ制御部２１６は、システム制御部２２２或いは画像処理ユニット２１０からの指示に応じて、メモリ２１７にデータを書き込んだり、メモリ２１７からデータを読み出したりする。なお、Ａ／Ｄ変換器２０９からの出力データがメモリ２１７に直接書き込まれる場合もある。メモリ２１７は、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像、音声等のデータを格納するのに十分な記憶容量を備える記憶装置である。
【００３４】
クロック生成部２１８は、システム制御部２２２、画像処理ユニット２１０、メモリ制御部２１６、不揮発性メモリ制御部２１９、及び駆動信号生成部２２１へクロック（クロック信号）を供給する。本実施形態では、画像処理ユニット２１０内の画像データ処理部２１１、記録部２１２、符号復号化部２１３、及び表示部２１４に個別にクロックを供給するが、同一クロックの供給や互いに異なるクロックの供給もありえる。例えば、複数種類のクロックのうち、画像データ処理部２１１と表示部２１４に同じクロックを供給したり、記録部２１２と符号復号化部２１３に異なるクロックを供給したりすることができる。
【００３５】
不揮発性メモリ制御部２１９は、システム制御部２２２からの指示に応じて、不揮発性メモリ２２０にデータを書き込んだり、不揮発性メモリ２２０からデータを読み出したりする。不揮発性メモリ２２０は、電気的にデータ消去・記録可能なメモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。不揮発性メモリ２２０には、システム制御部２２２の動作用の定数、プログラム等が記憶される。このプログラムには、後述する処理を実行するためのプログラムが含まれる。
【００３６】
システム制御部２２２は、デジタルカメラ１０全体を制御する。システム制御部２２２は、不揮発性メモリ２２０に記憶されたプログラムを実行することで、後述する各処理を実行する。
【００３７】
操作部２２３は、ユーザーにより操作されるスイッチやボタン等を含み、電源のＯＮ／ＯＦＦ、シャッターのＯＮ／ＯＦＦ等の操作に使用される。
【００３８】
次に、図２における駆動信号生成部２２１及びクロック生成部２１８の詳細について図３を参照して説明する。
【００３９】
図３は、図２における駆動信号生成部２２１及びクロック生成部２１８の概略構成を示すブロック図である。図３に示す内容は、デジタルカメラ１０における振動型アクチュエータ駆動装置を構成するものである。
【００４０】
まず、クロック生成部２１８の詳細な構成について説明する。
【００４１】
クロック生成部２１８は、システム用ＰＬＬ３００、画像データ処理用ＰＬＬ３０１、符号復号化処理用ＰＬＬ３０２、記録処理用ＰＬＬ３０３、表示処理用ＰＬＬ３０４、スイッチ３０５〜３０８、セレクタ３０９、及びクロック生成部レジスタ３１０を備える。なお、本実施形態では、画像データ処理用ＰＬＬ３０１、符号復号化処理用ＰＬＬ３０２、記録処理用ＰＬＬ３０３、表示処理用ＰＬＬ３０４を個別のＰＬＬで構成しているが、画像処理ユニット２１０用として、少なくとも１つ以上のＰＬＬで構成してもよい。
【００４２】
システム用ＰＬＬ３００は、システム制御部２２２、バス２５０、駆動信号生成部２２１、画像データ処理部２１１、記録部２１２、及び符号復号化部２１３等に入力されるシステムクロックを供給する。
【００４３】
画像データ処理用ＰＬＬ３０１は、スイッチ３０５の切り替えに応じて、画像データ処理部２１１またはセレクタ３０９を介して駆動信号生成部２２１にクロックを供給する。符号復号化処理用ＰＬＬ３０２は、スイッチ３０６の切り替えに応じて、符号復号化部２１３またはセレクタ３０９を介して駆動信号生成部２２１にクロックを供給する。なお、本実施形態では、符号復号化処理用ＰＬＬ３０２を１つのブロックとしたが、符号化処理用ＰＬＬと復号化処理用ＰＬＬとに分けて構成してもよい。この場合、符号化処理用ＰＬＬから出力されるクロックの供給先は、スイッチにより符号化部またはセレクタ３０９に切り替えられ、復号化処理用ＰＬＬから出力されるクロックの供給先は、スイッチにより復号化部またはセレクタ３０９に切り替えられる。
【００４４】
記録処理用ＰＬＬ３０３は、スイッチ３０７の切り替えに応じて、記録部２１２またはセレクタ３０９を介して駆動信号生成部２２１にクロックを供給する。表示処理用ＰＬＬ３０４は、スイッチ３０８の切り替えに応じて、表示部２１４またはセレクタ３０９を介して駆動信号生成部２２１にクロックを供給する。
【００４５】
システム制御部２２２は、クロック生成部レジスタ３１０を制御して、駆動信号生成部２２１に入力するクロックの周波数を調整・設定することが可能である。
【００４６】
セレクタ３０９は、クロック生成部レジスタ３１０の指示に従い、入力される複数のクロックの中から１つのクロックを選択して駆動信号生成部２２１へ出力する。但し、画像データ処理中であり、且つ符号復号化処理中であり、且つ記録処理中であり、且つ表示処理中の場合、セレクタ３０９は駆動信号生成部２２１へのクロック供給を行わない。
【００４７】
クロック生成部レジスタ３１０は、システム制御部２２２からの指示に応じて、スイッチ３０５〜３０８やセレクタ３０９から出力されるクロックの周波数などの調整・設定を行う。また、クロック生成部レジスタ３１０は、システム制御部２２２からの指示に応じて、画像データ処理用ＰＬＬ３０１、符号復号化処理用ＰＬＬ３０２、記録処理用ＰＬＬ３０３や表示処理用ＰＬＬ３０４から出力されるクロックの周波数などの調整・設定を行う。クロック生成部レジスタ３１０によるスイッチ３０５〜３０８及びセレクタ３０９の制御方法については図７及び図８のフローチャートを用いて後述する。
【００４８】
駆動信号生成部２２１には、クロック生成部２１８のシステム用ＰＬＬ３００が出力するクロックとセレクタ３０９が出力するクロックが入力される。そして、駆動信号生成部２２１は、システム制御部２２２による駆動信号生成部レジスタ３１３の制御に応じて、駆動信号出力ポート３１６，３１７，３１８，３１９から２つのスイッチング回路３１５に圧電素子２の駆動信号を出力する。駆動信号生成部２２１の駆動信号出力ポート３１６〜３１９からスイッチング回路３１５に出力される駆動信号の波形の一例を図４に示す。
【００４９】
図４において、駆動信号の波形４００は、駆動信号出力ポート３１６から出力される。駆動信号の波形４０１は、駆動信号出力ポート３１７から出力される。駆動信号の波形４０２は、駆動信号出力ポート３１８から出力される。駆動信号の波形４０３は、駆動信号出力ポート３１９から出力される。波形４００を基準とした場合、波形４０１は反転した波形となる。また、波形４０２は、波形４００に対して位相が９０度ずれた波形であり、波形４０３は位相が９０度ずれて反転した波形である。
【００５０】
次に、駆動信号生成部２２１の詳細な構成について説明する。
【００５１】
駆動信号生成部２２１は、非同期乗せ換え部３１１、カウンタ３１２、駆動信号生成部レジスタ３１３、及びデコーダ３１４を備える。
【００５２】
非同期乗せ換え部３１１は、システム用ＰＬＬ３００とセレクタ３０９から出力されたクロックを入力し、セレクタ３０９のクロックをシステム用ＰＬＬ３００のクロックで非同期乗せ換えを行う。システム用ＰＬＬ３００からのクロックに同期して動作するブロックは、駆動信号生成部レジスタ３１３、カウンタ３１２、及びデコーダ３１４である。
【００５３】
セレクタ３０９から出力されたクロックは、非同期乗せ換え部３１１によりシステムクロックに乗せ換えられてカウンタ３１２に入力される。カウンタ３１２は、入力されたクロックをカウンタアップする。カウンタ３１２のカウントアップ動作の開始、一時停止、カウント値のクリアは、システム制御部２２２による駆動信号生成部レジスタ３１３の制御により行われる。カウントアップの方法は、クロックの立上がりエッジ或いは立下りエッジ或いは両方のエッジでカウントアップされる。
【００５４】
駆動信号生成部レジスタ３１３は、駆動信号出力ポート３１６〜３１９から出力される駆動信号の位相やＤｕｔｙを個別に調整し、また設定することができる。また、駆動信号生成部レジスタ３１３は、デコーダ３１４の出力のＯＮ／ＯＦＦやカウンタ３１２のスタート、停止、クリア、カウンタアップ条件の設定などを実行する。
【００５５】
デコーダ３１４は、カウンタ３１２のカウント結果を入力し、駆動信号生成部レジスタ３１３により位相調整やＤｕｔｙの調整、出力のＯＮ／ＯＦＦ設定が行われて、図４に示すような波形の駆動信号を生成する。図４に示す波形の駆動信号がスイッチング回路３１５に入力されると、スイッチング回路３１５からの交番電圧により圧電素子２が駆動される。その結果、圧電素子２が光学素子１を共振周波数で振動させ、光学素子１の振動の振幅を大きくして、光学素子１に付着した塵埃等の異物を除去することができる。
【００５６】
図４に示す駆動信号の波形は一例であり、位相、Ｄｕｔｙ、周波数は、システム制御部２２２が駆動信号生成部レジスタ３１３を制御することで調整・設定される。
【００５７】
本実施形態では、スイッチング回路３１５に入力される駆動信号の周波数は図１０に示す周波数ｆとすると、周波数範囲はｆ（ｍ）＜ｆ＜ｆ（ｍ＋１）に設定される。ｆ（ｍ）は、ｍ次の面外曲げ振動の共振周波数（第１の周波数）であり、ｆ（ｍ＋１）は、（ｍ＋１）次の面外曲げ振動の共振周波数（第２の周波数）である。
【００５８】
圧電素子２側に入力される駆動信号の周波数ｆがｆ（ｍ）＜ｆ＜ｆ（ｍ＋１）に設定されると、ｍ次の面外曲げ振動と（ｍ＋１）次の面外曲げ振動それぞれの共振現象によって振幅が拡大された、周波数ｆの振動が得られる。各振動の時間周期は同じである。
【００５９】
圧電素子２側に入力される駆動信号の周波数ｆをｆ（ｍ）より低くするほど、（ｍ＋１）次の面外曲げ振動の振幅が小さくなる。一方、周波数ｆをｆ（ｍ＋１）より高くするほど、ｍ次の面外曲げ振動の振幅が小さくなる。そのため、光学素子１に付着した塵埃等の異物を除去する効率を高めるために、クロック生成部２１８は、ｆ（ｍ）＜ｆ＜ｆ（ｍ＋１）の範囲内で、分解能の高いクロックを生成し、また周波数の切り替えが可能となっている。
【００６０】
次に、図５のフローチャートを参照して、デジタルカメラ１０における光学素子１の表面に付着した塵埃等の異物を除去する動作について説明する。
【００６１】
図５は、デジタルカメラ１０における塵埃等の異物除去動作の流れを示すフローチャートである。
【００６２】
デジタルカメラ１０の不図示の電源スイッチがＯＮされると、図５の処理が開始される。まず、ステップＳ８００では、システム制御部２２２は、カメラシステムのＯＮ動作として、カメラシステムを初期化設定し、撮影動作を可能にするための処理を行う。
【００６３】
次に、ステップＳ８０１では、システム制御部２２２は、操作部２２３に対するクリーニング開始操作があったか否かを判定する。クリーニング開始操作なしと判定した場合、ステップＳ８０３へ移行する一方、クリーニング開始操作ありと判定した場合は、デジタルカメラ１０内の撮像ユニット２０５のクリーニング処理（ステップＳ８０２）を実行した後、ステップＳ８０３へ移行する。ステップＳ８０２のクリーニング処理の詳細については後述する。
【００６４】
ステップＳ８０３では、システム制御部２２２はカメラ動作を実行する。カメラ動作は、一般的に知られるカメラの撮影／設定等に関するものである。なお、カメラ動作は、クリーニング処理と並列処理できるものとする。並列処理とは、例えば、ＯＳ（オペレーティングシステム）上でカメラ動作とクリーニング動作の処理が別タスクで実行されることである。
【００６５】
次に、ステップＳ８０４では、システム制御部２２２は、操作部２２３に対する電源ＯＦＦ操作があったか否かを判定する。電源ＯＦＦ操作なしと判定した場合は、再度ステップＳ８０１の判定を行う。一方、電源ＯＦＦ操作ありと判定した場合、ステップＳ８０２と同じクリーニング処理（ステップＳ８０５）を実行した後、ステップＳ８０６へ移行する。
【００６６】
ステップＳ８０６では、システム制御部２２２は、カメラシステムのＯＦＦ動作として、カメラシステムをＯＦＦする制御を実行して電源をＯＦＦする。
【００６７】
図６は、図５のステップＳ８０２，Ｓ８０５で実行されるクリーニング処理の詳細を示すフローチャートである。
【００６８】
ステップＳ９００では、システム制御部２２２は、画像処理ユニット２１０で実行される所定の処理の実行状態を判別する状態判別処理を実行する。ステップＳ９００の状態判別処理の詳細については後述する。
【００６９】
次に、ステップＳ９０１では、システム制御部２２２は、クロック切り替え処理を実行する。クロック切り替え処理の詳細については後述する。
【００７０】
次に、ステップＳ９０２では、システム制御部２２２は、画像処理ユニット２１０内の画像データ処理部２１１、記録部２１２、符号復号化部２１３、及び表示部２１４が全て処理中かを状態判別処理で設定される状態変数より判定する。この判定の結果、画像処理ユニット２１０が全て処理中と判定すると、ステップＳ９０４へ移行する。一方、画像処理ユニット２１０が全て処理中でないと判定すると、ステップＳ９０３へ移行する。
【００７１】
ステップＳ９０４では、システム制御部２２２は、所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が未経過と判定すると、再度ステップＳ９００へ戻る。一方、所定時間が経過したと判定すると、ステップＳ９０８へ移行する。
【００７２】
ステップＳ９０８では、システム制御部２２２は、表示部２１４を制御して、画像処理ユニット２１０が処理中のためにクリーニング処理が実行できなかったことを表示して、ステップＳ９０９へ移行する。
【００７３】
ステップＳ９０３では、システム制御部２２２は、駆動信号生成部２２１を制御して、圧電素子２の駆動を行う。
【００７４】
次に、ステップＳ９０５では、システム制御部２２２は、所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が未経過と判定すると、ステップＳ９０６へ移行する。一方、所定時間が経過したと判定すると、ステップＳ９０９へ移行する。
【００７５】
ステップＳ９０６では、システム制御部２２２は、画像処理ユニット２１０を使用するか否かを判定し、使用しないと判定したときは、再度ステップＳ９０５の判定を行う。一方、使用すると判定したときは、ステップＳ９０７へ移行する。
【００７６】
画像処理ユニット２１０が処理を開始したため、ステップＳ９０７では、システム制御部２２２は、表示部２１４を制御してクリーニング処理が中断したことをＬＣＤ等に表示して、ステップＳ９０９へ移行する。
【００７７】
ステップＳ９０９では、システム制御部２２２は、駆動信号生成部２２１を制御して、圧電素子２の駆動停止を行う。
【００７８】
次に、ステップＳ９１０では、システム制御部２２２は、クロック生成部レジスタ３１０のセレクタ３０９を制御するレジスタの値を読み込む。
【００７９】
次に、ステップＳ９１１では、システム制御部２２２は、ステップＳ９１０の結果からステップＳ９０１のクロック切り替え処理で切り替える前に使用していたＰＬＬの判定を行う。具体的には、ステップＳ９１１では、システム制御部２２２は、画像データ処理用ＰＬＬ３０１或いは符号復号化処理用ＰＬＬ３０２或いは記録処理用ＰＬＬ３０３或いは表示処理用ＰＬＬ３０４のどのＰＬＬを使用していたかを判定する。
【００８０】
次に、ステップＳ９１２では、ステップＳ９１１の判定結果に応じて、システム制御部２２２は、クロック生成部レジスタ３１０を制御して、使用していたＰＬＬのクロック停止、周波数設定、クロック供給の開始を行う。
【００８１】
ステップＳ９１３では、システム制御部２２２は、クロック生成部レジスタ３１０を制御し、ステップＳ９１１の判定結果に応じて、スイッチ３０５〜３０９のいずれかを画像処理ユニット側に切り替えて、リターンする。
【００８２】
図７は、図６のステップＳ９００における状態判別処理の詳細を示すフローチャートである。
【００８３】
ステップＳ５００では、システム制御部２２２は、画像データ処理中か否かを判定する。この判定の結果、画像データ処理中と判定したときは、ステップＳ５０１へ進み、システム制御部２２２は、状態変数ｂｉｔ０に１を設定する。一方、画像データ処理中でないと判定したときは、ステップＳ５０２へ進み、システム制御部２２２は、状態変数ｂｉｔ０に０を設定する。
【００８４】
次に、ステップＳ５０３では、システム制御部２２２は、符号復号化処理中か否かを判定する。符号復号化処理中と判定したときは、ステップＳ５０４へ進み、システム制御部２２２は、状態変数ｂｉｔ１に１を設定する。一方、符号復号化処理中でないと判定したときは、ステップＳ５０５へ進み、システム制御部２２２は、状態変数ｂｉｔ１に０を設定する。
【００８５】
次に、ステップＳ５０６では、システム制御部２２２は、記録処理中か否かを判定する。記録処理中と判定したときは、ステップＳ５０７へ進み、システム制御部２２２は、状態変数ｂｉｔ２に１を設定する。一方、記録処理中でないと判定したときは、ステップＳ５０８へ進み、システム制御部２２２は、状態変数ｂｉｔ２に０を設定する。
【００８６】
次に、ステップＳ５０９では、システム制御部２２２は、表示処理中か否かを判定する。表示処理中と判定したときは、ステップＳ５１０へ進み、システム制御部２２２は、状態変数ｂｉｔ３に１を設定して、リターンする。一方、表示処理中でないと判定したときは、ステップＳ５１１へ進み、システム制御部２２２は、状態変数ｂｉｔ３に０を設定して、リターンする。
【００８７】
上述したステップＳ５００，Ｓ５０３，Ｓ５０６，Ｓ５０９における状態判別方法については、例えば、デジタルカメラ１０の動作モード等により行ってもよいし、他の方法であってもよい。
【００８８】
図８は、図６のステップＳ９０１におけるクロック切り替え処理の詳細を示すフローチャートである。
【００８９】
ステップＳ６００では、システム制御部２２２は、上述した状態判別処理で設定された状態変数の値を読み出す。
【００９０】
次に、ステップＳ６０１では、システム制御部２２２は、クロック生成部レジスタ３１０を制御して、ステップＳ６００で読み出した状態変数の値に応じてスイッチ３０５〜３０８の切り替えを行う。具体的には、状態変数ｂｉｔ０＝０の場合は画像データ処理中でないことから、クロック生成部レジスタ３１０はスイッチ３０５をセレクタ３０９側に切り替える。一方、状態変数ｂｉｔ０＝１の場合は画像データ処理中であることから、クロック生成部レジスタ３１０はスイッチ３０５を画像データ処理側のままにする。
【００９１】
状態変数ｂｉｔ１＝０の場合は符号復号化処理中でないことから、クロック生成部レジスタ３１０はスイッチ３０６をセレクタ３０９側に切り替える。一方、状態変数ｂｉｔ１＝１の場合は符号復号化処理中であることから、クロック生成部レジスタ３１０はスイッチ３０６を符号復号化部２１３側のままにする。
【００９２】
状態変数ｂｉｔ２＝０の場合は記録処理中でないことから、クロック生成部レジスタ３１０はスイッチ３０７をセレクタ３０９側に切り替える。一方、状態変数ｂｉｔ２＝１の場合は記録処理中であることから、クロック生成部レジスタ３１０はスイッチ３０７を記録部２１２側のままにする。
【００９３】
状態変数ｂｉｔ３＝０の場合は表示処理中でないことから、クロック生成部レジスタ３１０はスイッチ３０８をセレクタ３０９側に切り替える。一方、状態変数ｂｉｔ３＝１の場合は表示処理中であることから、クロック生成部レジスタ３１０はスイッチ３０８を表示部２１４側のままにする。
【００９４】
次に、ステップＳ６０２では、システム制御部２２２は、上述した状態変数の値と図９に示すクロック切り替え判定テーブルからセレクタ３０９の選択値を読み出す。クロック切り替え判定テーブルは、状態変数の値に基づいて画像データ処理用ＰＬＬ３０１〜表示処理用ＰＬＬ３０４の中で未使用ＰＬＬが複数あると判定された場合に、駆動信号生成部２２１にクロックを供給するＰＬＬを選択するためのテーブル情報である。
【００９５】
図９に示すクロック切り替え判定テーブルでは、例えば、状態変数ｂｉｔ０＝１、状態変数ｂｉｔ１，２，３＝０の場合、画像処理ユニット側で画像データ処理のみが行われていることを意味する。画像データ処理中の場合、駆動信号生成部２２１にクロックを供給するＰＬＬとして、画像データ処理用ＰＬＬ３０１を使用することはできない。また、画像データ処理が終了した後は、符号復号化部２１３での処理の実行が予想できるので、クロック切り替え判定テーブルにおけるセレクタ３０９の選択値が「２」となっている。これにより、画像データ処理中の場合には、駆動信号生成部２２１にクロックを供給するＰＬＬとして記録処理用ＰＬＬ３０３が選択される。このように、未使用のＰＬＬが複数ある場合、クロック切り替え判定テーブルにより、現在のＰＬＬの使用状態と次に使用されるＰＬＬを考慮して適切なＰＬＬを選択することができる。なお、ライブビュー表示やメニュー表示などで表示部２１４での処理の実行頻度が他の処理よりも多いことから、クロック切り替えテーブルにより表示処理用ＰＬＬ３０４が選択されることは少なくなっている。
【００９６】
状態変数ｂｉｔ０〜ｂｉｔ３の値が１の場合、画像処理ユニット２１０が全てのＰＬＬを使用しているため、ＰＬＬから駆動信号生成部２２１にクロックが供給されないように、クロック切り替えテーブルのセレクタ３０９の選択値は「４」に設定されている。
【００９７】
なお、図９に示すクロック切り替え判定テーブルは、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００９８】
図８に戻り、ステップＳ６０３では、システム制御部２２２は、図９に示すクロック切り替え判定テーブルを参照し、ステップＳ６０２で読み出したセレクタ３０９の選択値に該当するＰＬＬを判定する。
【００９９】
ステップＳ６０４では、システム制御部２２２は、クロック生成部レジスタ３１０を制御し、ステップＳ６０３の判定結果に応じて、駆動信号生成部２２１にクロックを供給するＰＬＬのクロック停止、周波数設定、クロックの供給開始を含む一連の設定を行う。
【０１００】
ステップＳ６０５では、システム制御部２２２は、ステップＳ６０２で読み出したセレクタの選択値に応じて、クロック生成部レジスタ３１０を制御して、セレクタ３０９の切り替えを行い、リターンする。
【０１０１】
なお、上述した図５〜図８に示すフローチャートは、システム制御部２２２が、不揮発性メモリ２２０に格納されたプログラムをメモリ２１７に展開或いは不揮発性メモリ２２０に格納されたプログラムを直接実行することにより実現される。
【０１０２】
以上説明したように、本実施形態によれば、画像処理ユニット２１０の処理状態に応じて、クロック生成部２１８内の画像データ処理用ＰＬＬ３０１〜表示処理用ＰＬＬ３０４の各ＰＬＬのクロックの供給先を切り替える。これにより、回路規模を大きくすることなく、分解能が高い駆動周波数を生成して圧電素子を効率よく駆動することができる。その結果、光学素子に付着した塵埃等の異物を効率よく除去することが可能となる。
【０１０３】
また、本実施形態によれば、駆動周波数ｆをｆ（ｍ）＜ｆ＜ｆ（ｍ＋１）の範囲内で分解能の高い駆動信号を生成でき、当該駆動信号により圧電素子２を駆動するので、光学素子１の表面に付着した塵埃等の異物を効率よくふるい落とすことができる。
【０１０４】
また、駆動信号生成部２２１に、クロック生成部２１８のセレクタ３０９から供給されるクロックを受ける初段に非同期乗せ換え部３１１を設けることで、非同期乗せ換え箇所を最小限にして、回路規模を削減でき、設計の容易性を向上させることができる。
【０１０５】
また、クロック生成部２１８内の未使用のＰＬＬが複数存在した場合には、状態判別処理により現在使用中のＰＬＬを判定する。そして、クロック切り替え処理の際に、クロック切り替え判定テーブルにより次に使用するＰＬＬを予想した上で、どのＰＬＬを優先的に使用するかを選択する。これにより、クリーニング処理の中断を減少させることが出来る。
【０１０６】
また、図５の処理で説明したように、撮影者が任意のタイミングでクリーニング処理（ステップＳ８０２）を行うときだけではなく、カメラの電源をＯＦＦするとクリーニング処理（ステップＳ８０５）を行うように構成されている。このように、光学素子１の表面に付着した異物等を除去するクリーニング処理を行ってから、カメラシステムのＯＦＦ動作を行うようにする理由は以下の通りである。すなわち、光学素子１の表面に付着した異物には様々なものが存在するが、一般的に異物が付着した状態で長期間放置すると、クリーニング処理で振動をかけても除去しにくいことが分かっている。これは、環境（温度や湿度）の変化で結露することにより液架橋力等の付着力が増大したり、環境の変化で塵埃が膨潤、乾燥を繰り返すことにより粘着したりすることによるものと考えられる。また、ゴム等の弾性材では、自身に含まれる油脂等が時間と共にブリードして粘着する。そのため、電源ＯＦＦ操作のタイミングでクリーニング処理を実行することが、異物を除去しにくい状態になっている可能性の高い長期間未使用状態後の電源ＯＮ操作のタイミングで行うよりも、より効率的、効果的である。
【０１０７】
さらに、図８の処理では、電源ＯＦＦ操作後にクリーニング処理を実行するように構成したが、電源ＯＮ状態で所定時間経過後に電源を自動的にＯＦＦする機能が有効な場合にも、カメラシステムのＯＦＦ動作前にクリーニング処理を実行するようにしてもよい。この場合も、事前にクリーニング処理を行うようにすれば同様の効果が得られることは言うまでも無い。
【０１０８】
また、図６の処理で説明したように、クリーニング処理よりもカメラ本来の動作である撮影処理などを優先することが可能であり、撮影チャンスを逃すことがなくなる。さらに、図６の処理で説明したように、ステップＳ９０７，Ｓ９０８でクリーニング処理が中断或いは実行できなかったことを表示部２１４に表示することで、撮影者の使い勝手を向上させることができる。
【０１０９】
以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは言うまでもない。例えば、本実施の形態では、デジタルカメラに本発明を適用した例を説明したが、液晶プロジェクタ等の光学装置にも本発明を適用することが可能である。液晶プロジェクタのような光学装置においても、投影光学系の光学部材の表面に塵埃等の異物が付着した場合、異物の影が投影されてしまうため、本実施の形態と同様の構成を取り得る。
【０１１０】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記録媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【０１１１】
１  光学素子
２ａ，２ｂ  圧電素子
３  振動体
４  撮像素子
１０  デジタルカメラ
２１０  画像処理ユニット
２１８  クロック生成部
２２１  駆動信号生成部
２２２  システム制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012209870.tif 000009
【図８】
2012209870.tif 000010
【図９】
2012209870.tif 000011
【図１０】
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