(57)【要約】【課題】  充分な異物除去性能を得る。【解決手段】  被写体光を光電変換する撮像素子と、撮像素子の前方に配置される光学部材と、光学部材を振動させる加振手段と、光学部材が共振する第１の共振周波数を用いて、光学部材が共振すると推測される推定周波数を第１の共振周波数以外で求める推定手段と、推定周波数を含む周波数帯域の範囲内で周波数を複数回変化させて光学部材を振動させるように加振手段を制御する制御手段と、推定周波数を含む周波数帯域の範囲内で周波数を複数回変化させて光学部材を振動させたときの光学部材の振動状態に基づいて、光学部材が共振する第２の共振周波数を特定する特定手段と、第２の共振周波数を記憶する記憶手段と、を備えたことを特徴とする。【選択図】    図３
2013025150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子の前方に配置される光学部材と、
前記光学部材を振動させる加振手段と、
前記光学部材が共振する第１の共振周波数を用いて、前記光学部材が共振すると推定される推定周波数を前記第１の共振周波数以外で求める推定手段と、
前記推定周波数を含む周波数帯域の範囲内で周波数を複数回変化させて前記光学部材を振動させるように前記加振手段を制御する制御手段と、
前記推定周波数を含む周波数帯域の範囲内で前記周波数を複数回変化させて前記光学部材を振動させたときの前記光学部材の振動状態に基づいて、前記光学部材が共振する第２の共振周波数を特定する特定手段と、
前記第２の共振周波数を記憶する記憶手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記特定手段は、前記推定周波数を含む周波数帯域の範囲内で前記周波数を複数回変化させながら前記光学部材を振動させたときに得られる振幅量のうち、最も振幅量が大きくなるときの周波数を前記第２の共振周波数として特定することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の撮像装置において、
前記推定手段は、前記第１の共振周波数に係数を乗算することで、前記推定周波数を求めることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置において、
前記推定手段は、特定された前記第２の共振周波数が前記推定周波数と一致した場合に、前記係数を保持することを特徴とすることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項３に記載の撮像装置において、
前記推定手段は、特定された前記第２の共振周波数と前記推定周波数とが一致しない場合に、前記係数を前記第１の共振周波数及び前記第２の共振周波数から求めた値に置き換えることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記制御手段は、予め設定された周波数帯域の範囲内で周波数を複数回変化させて、前記光学部材を振動させるように前記加振手段を制御し、
前記特定手段は、予め設定された周波数帯域の範囲内で周波数を複数回変化させたときの前記光学部材の振動状態に基づいて、前記第１の共振周波数を特定することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記制御手段は、前記第１の共振周波数を含む周波数帯域の範囲内で前記周波数を複数回変化させながら前記光学部材を振動させる第１の振動動作と、前記第２の共振周波数を含む周波数帯域の範囲内で前記周波数を複数回変化させながら前記光学部材を振動させる第２の振動動作とを実行するように前記加振手段を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
被写体光を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子の前方に配置される光学部材と、
前記光学部材を振動させる加振手段と、
を備えた撮像装置における異物除去方法において、
前記光学部材が共振するときの第１の共振周波数を用いて、前記光学部材が共振すると推定される推定周波数を前記第１の共振周波数以外で求める推定処理と、
前記推定周波数を含む周波数帯域の範囲内で周波数を複数回変化させて前記光学部材を振動させるように前記加振手段を制御する制御処理と、
前記推定周波数を含む周波数帯域の範囲内で前記周波数を複数回変化させて前記光学部材を振動させたときの前記光学部材の振動状態に基づいて、前記光学部材が共振する第２の共振周波数を特定する特定処理と、
前記第２の共振周波数を記憶する記憶処理と、
を有することを特徴とする異物除去方法。
【請求項９】
被写体光を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子の前方に配置される光学部材と、
前記光学部材を振動させる加振手段と、
を備えた撮像装置を制御するための異物除去プログラムにおいて、
前記光学部材が共振するときの第１の共振周波数を用いて、前記光学部材が共振すると推定される推定周波数を前記第１の共振周波数以外で求める推定処理と、
前記推定周波数を含む周波数帯域の範囲内で周波数を複数回変化させて前記光学部材を振動させるように前記加振手段を制御する制御処理と、
前記推定周波数を含む周波数帯域の範囲内で前記周波数を複数回変化させて前記光学部材を振動させたときの前記光学部材の振動状態に基づいて、前記光学部材が共振する第２の共振周波数を特定する特定処理と、
前記第２の共振周波数を記憶する記憶処理と、
をコンピュータに実行させることが可能な異物除去プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子の前方に配置された光学部材を振動させて、その表面に付着した異物を除去する撮像装置、異物除去方法および異物除去プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラに代表される撮像装置は、撮像光学系、撮像素子を備えている。この撮像素子の前方には、塵埃が撮像素子の前面に付着するのを防止するための防塵ガラス等の光学部材が配置されている。このような撮像装置において、例えば共振周波数を含む周波数帯域により光学部材を振動させて光学部材の表面に付着した塵埃などの異物を除去する技術が提案されている（特許文献１参照）。この場合、光学部材のばらつき、経年変化、周辺温度などによる共振周波数が変化した場合でも異物除去性能が低下しないように、共振周波数に対してある程度の周波数の幅を持たせて、光学部材を振動させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８８９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この場合、設定された周波数帯域の範囲内で所定周波数分ずらしながら光学部材を振動させることから、同一の周波数によって光学部材を振動させる時間を一定とした場合、周波数帯域の全域に対して光学部材を振動させる総時間が長くなるという問題がある。一方、周波数帯域の全域に対して光学部材を振動させる総時間を一定時間とした場合、各周波数において光学部材を振動させる時間が短なり、充分な異物除去性能は得られない。また、設定された周波数帯域の範囲内で変化させる（ずらす）周波数を大きく設定することで各周波数において光学部材を振動させる時間を確保することも考えられる。しかしながら、設定された周波数帯域の範囲内でずらす周波数を大きく設定した場合、光学部材を共振周波数にて振動させることができないこともあり、結果的に充分な異物除去性能を得ることができない。
【０００５】
本発明は、充分な異物除去性能を得ることができるようにした撮像装置、異物除去方法および異物除去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】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明の撮像装置は、被写体光を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子の前方に配置される光学部材と、前記光学部材を振動させる加振手段と、前記光学部材が共振する第１の共振周波数を用いて、前記光学部材が共振すると推測される推定周波数を前記第１の共振周波数以外で求める推定手段と、前記推定周波数を含む周波数帯域の範囲内で周波数を複数回変化させて前記光学部材を振動させるように前記加振手段を制御する制御手段と、前記推定周波数を含む周波数帯域の範囲内で前記周波数を複数回変化させて前記光学部材を振動させたときの前記光学部材の振動状態に基づいて、前記光学部材が共振する第２の共振周波数を特定する特定手段と、前記第２の共振周波数を記憶する記憶手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、前記特定手段は、前記推定周波数を含む周波数帯域の範囲内で前記周波数を複数回変化させながら前記光学部材を振動させたときに得られる振幅量のうち、最も振幅量が大きくなるときの周波数を前記第２の共振周波数として特定することが好ましい。
【０００８】
また、前記推定手段は、前記第１の共振周波数に係数を乗算することで、前記他の共振周波数を推定することが好ましい。
【０００９】
この場合、前記推定手段は、特定された前記第２の共振周波数が前記他の共振周波数と一致した場合に、前記係数を保持することが好ましい。
【００１０】
また、前記推定手段は、特定された前記第２の共振周波数と前記推定周波数とが一致しない場合に、前記係数を前記第１の共振周波数及び前記第２の共振周波数から求めた値に置き換えることが好ましい。
【００１１】
また、前記制御手段は、予め設定された周波数帯域の範囲内で周波数を複数回変化させて、前記光学部材を振動させるように前記加振手段を制御し、前記特定手段は、予め設定された周波数帯域の範囲内で周波数を複数回変化させたときの前記光学部材の振動状態に基づいて、前記第１の共振周波数を特定することが好ましい。
【００１２】
また、前記制御手段は、前記第１の共振周波数を含む周波数帯域の範囲内で前記周波数を複数回変化させながら前記光学部材を振動させる第１の振動動作と、前記第２の共振周波数を含む周波数帯域の範囲内で前記周波数を複数回変化させながら前記光学部材を振動させる第２の振動動作とを実行するように前記加振手段を制御することが好ましい。
【００１３】
また、本発明の異物除去方法は、被写体光を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子の前方に配置される光学部材と、前記光学部材を振動させる加振手段と、を備えた撮像装置における異物除去方法において、前記光学部材が共振するときの第１の共振周波数を用いて、前記光学部材が共振すると推測される推定周波数を前記第１の共振周波数以外で求める推定処理と、前記推定周波数を含む周波数帯域の範囲内で周波数を複数回変化させて前記光学部材を振動させるように前記加振手段を制御する制御処理と、前記推定周波数を含む周波数帯域の範囲内で前記周波数を複数回変化させて前記光学部材を振動させたときの前記光学部材の振動状態に基づいて、前記光学部材が共振する第２の共振周波数を特定する特定処理と、前記第２の共振周波数を記憶する記憶処理と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の異物除去プログラムは、被写体光を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子の前方に配置される光学部材と、前記光学部材を振動させる加振手段と、を備えた撮像装置を制御するための異物除去プログラムにおいて、前記光学部材が共振するときの第１の共振周波数を用いて、前記光学部材が共振すると推測される推定周波数を前記第１の共振周波数以外で求める推定処理と、前記推定周波数を含む周波数帯域の範囲内で周波数を複数回変化させて前記光学部材を振動させるように前記加振手段を制御する制御処理と、前記推定周波数を含む周波数帯域の範囲内で前記周波数を複数回変化させて前記光学部材を振動させたときの前記光学部材の振動状態に基づいて、前記光学部材が共振する第２の共振周波数を特定する特定処理と、前記第２の共振周波数を記憶する記憶処理と、をコンピュータに実行させることが可能なものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、充分な異物除去性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】デジタルカメラの構成を示す図である。
【図２】撮像ユニットの構成を分解して示す斜視図である。
【図３】防塵ガラスに加振される周波数と振幅との関係を示す図である。
【図４】第1の振動動作の流れを示すフローチャートである。
【図５】第２の振動動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】係数ｋの経年変化の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、撮像装置の一例としてのデジタルカメラ１０の構成の概略を示す図である。
【００１８】
図１に示すように、デジタルカメラ１０は、撮像光学系１５、撮像ユニット１６、Ａ／Ｄ変換器１７、圧電素子駆動回路１８、バッファメモリ２０、画像処理回路２１、接続用Ｉ／Ｆ２２、表示制御回路２３、表示装置２４、レリーズボタン２６、操作部２７、ＣＰＵ３０及び内蔵メモリ３１などを備えている。このうち、Ａ／Ｄ変換器１７、バッファメモリ２０、画像処理回路２１、接続用Ｉ／Ｆ２２、表示制御回路２３、ＣＰＵ３０及び内蔵メモリ３１は、バス３３を介して電気的に接続される。また、このデジタルカメラ１０は、記憶媒体３４が装着される。デジタルカメラ１０に記憶媒体３４が装着されると、記憶媒体３４と、接続用Ｉ／Ｆ２２とが電気的に接続される。
【００１９】
撮像光学系１５は、複数のレンズからなる。なお、図１においては、便宜上１枚のレンズとして記載している。撮像光学系１５の各レンズは、ズーム倍率の変更時に光軸（Ｌ）方向に移動する。また、撮像光学系１５にはフォーカス調整用のレンズが含まれ、フォーカス調整用のレンズは、フォーカス調整時に光軸（Ｌ）方向に微小移動する。
【００２０】
撮像ユニット１６は、撮像素子３６、防塵ガラス３７、及び圧電素子３８を有している。撮像素子３６は、例えばＣＣＤイメージセンサや、ＣＭＯＳイメージセンサが用いられる。撮像素子３６は、複数の画素を備えている。この撮像素子３６は、撮像光学系１５により取り込まれた被写体光（入射光）をそれぞれの画素にて受光し、信号電荷に変換する。この信号電荷に基づいた電圧が、それぞれの画素の画素信号として出力される。なお、複数の画素の画素信号を１つにまとめた信号が画像信号となる。この画像信号は、クランプ処理、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理などの処理が施された後、Ａ／Ｄ変換器１７に入力される。
【００２１】
防塵ガラス３７は、撮像光学系１５と撮像素子３６との間で、撮像素子３６の近傍に配置される。この防塵ガラス３７により、撮像素子３６が保護される。
【００２２】
圧電素子３８は、防塵ガラス３７の周縁部に設けられる（図２参照）。この圧電素子３８は、その駆動時に、予め設定された周波数にて防塵ガラス３７を加振する。また、圧電素子３８は、その駆動時に防塵ガラス３７の振動状態を検出する。この検出信号はＣＰＵ３０に出力される。ＣＰＵ３０は、圧電素子３８から出力される検出信号から、圧電素子３８により振動する防塵ガラス３７の振幅量を算出する。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換器１７は、撮像素子３６から出力された画像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。このデジタル化された画像信号はバッファメモリ２０に書き込まれる。
【００２４】
圧電素子駆動回路１８は、圧電素子３８の駆動を制御する。この圧電素子駆動回路１８は、圧電素子３８が防塵ガラス３７を加振するときの周波数を任意に変更することが可能に構成されている。
【００２５】
バッファメモリ２０は、不揮発性のフラッシュメモリなどから構成され、Ａ／Ｄ変換器１７から出力される画像信号や、画像処理回路２１により各種画像処理が施された画像データが一時記憶される。
【００２６】
画像処理回路２１は、バッファメモリ２０に書き込まれた画像信号に対して、ホワイトバランス処理、色補間処理、輪郭補償処理、ガンマ処理などの画像処理を施す。これにより、静止画像データや動画像データが生成される。生成された静止画像データや動画像データは、バッファメモリ２０に一時記憶される。
【００２７】
接続用Ｉ／Ｆ２２は、デジタルカメラに装着される記憶媒体と電気的に接続されることで、記憶媒体３４へのデータの書き込みや、記憶媒体３４に記憶されたデータの読み出しを行うことが可能となる。なお、記憶媒体３４としては、例えばメモリカード、光学ディスクなどが挙げられる。
【００２８】
表示装置２４は、例えばＬＣＤパネルやＥＬディスプレイパネルなどから構成される。この表示装置２４は、スルー画像や、撮影により得られた画像の他に、設定を行う際の設定用の画像を表示する。なお、この表示装置２４における画像表示は、表示制御回路２３により制御される。
【００２９】
レリーズボタン２６は、静止画撮影や動画撮影を行う際に操作される部材である。操作部２７は、デジタルカメラ１０における基本設定、撮影時の設定（撮影モード、撮影条件の設定）及び画像表示の設定を行う際に操作される。
【００３０】
ＣＰＵ３０は、内蔵メモリ３１に格納される制御プログラムを読み出し実行することで、デジタルカメラ１０の各部を制御する。ＣＰＵ３０は、上述したレリーズボタン２６の操作に基づいた撮像処理や、操作部２７の操作に基づいた処理を実行する。なお、操作部２７の操作に基づいた処理としては、例えばデジタルカメラ１０の日時設定や、撮影時の撮影条件の設定に代表される処理が挙げられる。
【００３１】
図２は、撮像ユニット１６の構成を分解して示す。撮像ユニット１６は、撮像素子３６、防塵ガラス３７、圧電素子３８、カバー４０、マスク部材４１及び回路基板４２を備えている。この撮像ユニット１６は、撮像素子３６が取り付けられた回路基板４２に、マスク部材４１、防塵ガラス３７、カバー４０の順で積層した状態で、カバー４０を回路基板４２にビス等により係止することで形成される。なお、カバー４０に設けられた開口部４０ａにより、開口部４０ａ以外の箇所から入射される光束を遮光し、開口部４０ａを介して入射される光束を撮像素子３６に向けて投光することができる。この構成により、撮像ユニット１６の外周部から撮影光束が撮像素子３６へと入射することが防止され、反射光によるゴーストの発生が防止される。
【００３２】
次に、異物除去処理について説明する。図３（ａ）に示すように、本発明の異物除去処理においては、第１の周波数帯域の範囲内で変化量Δｆずつ変化させる第１の振動動作と、第１の振動動作とは異なる第２の周波数帯域の範囲内で変化量Δｆずつ変化させる第２の振動動作が実行される。
【００３３】
まず、異物除去処理における第１の振動動作について図４に示すフローチャートに基づいて説明する。以下、第１の振動動作にて用いられる第１の周波数帯域の下限値を周波数ｆｓ１、上限値を周波数ｆｅ１とする。なお、この第１の周波数帯域は、防塵ガラス３７が共振する共振周波数（第１の共振周波数Ｆ１）を含む周波数帯域である。ここで、第１の周波数帯域の下限値ｆｓ１及び上限値ｆｅ２は、実験、検査などにより求められる値であり、第１の共振周波数Ｆ１のばらつきを考慮した値からなり、これら値は第１の共振周波数Ｆ１の±５〜±１０％の範囲の値に設定される。
【００３４】
図４は、異物除去処理における第１の振動動作を行う際の処理の流れを示すフローチャートである。
【００３５】
ステップＳ１０１は、第１の周波数帯域の下限値ｆｓ１及び上限値ｆｅ１を読み出す処理である。ＣＰＵ３０は、内蔵メモリ３１に記憶された第１の周波数帯域の下限値ｆｓ１及び上限値ｆｅ１を読み出す。
【００３６】
ステップＳ１０２は、防塵ガラス３７を振動させる周波数ｆを下限値ｆｓ１（ｆ＝ｆｓ１）に設定する処理である。このステップＳ１０２の処理はＣＰＵ３０にて実行される。
【００３７】
ステップＳ１０３は、設定された周波数ｆにて防塵ガラスを加振する処理である。ＣＰＵ３０は、設定された周波数ｆの情報を圧電素子駆動回路１８に出力する。これを受けて、圧電素子駆動回路１８は、入力された周波数ｆにて防塵ガラス３７を加振するように、圧電素子３８を駆動する。これにより、圧電素子３８により防塵ガラス３７が加振され、防塵ガラス３７が振動する。
【００３８】
ステップＳ１０４は、振幅を測定する処理である。ステップＳ１０３の処理により、防塵ガラス３７が振動する。防塵ガラス３７が振動したときに、圧電素子３８により防塵ガラス３７の振動状態（振幅）が検出される。この検出信号はＣＰＵ３０に出力される。ＣＰＵ３０は、検出信号から防塵ガラス３７の振幅量を算出し、内蔵メモリ３１に書き込む。
【００３９】
ステップＳ１０５は、周波数ｆに変化量Δｆを加算する処理である。ＣＰＵ３０は、ステップＳ１０２により設定された周波数ｆに変化量Δｆを加算する。これにより、次に防塵ガラス３７を振動させる周波数が設定される。ここで、変化量Δｆの値としては、例えば２０Ｈｚが挙げられる。
【００４０】
ステップＳ１０６は、周波数ｆが上限値ｆｅ１を超過するか否かを判定する処理である。ステップＳ１０５にて設定された周波数ｆが上限値ｆｅ１を超過する場合には、ＣＰＵ３０は、ステップＳ１０５の判定処理をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１０７に進む。一方、設定された周波数ｆが上限値ｆｅ１以下である場合には、ＣＰＵ３０は、ステップＳ１０５の判定処理をＮｏとし、ステップＳ１０３に戻る。つまり、このステップＳ１０６の判定処理でＮｏとなる場合には、ステップＳ１０３〜ステップＳ１０５の処理が繰り返し実行される。これにより、周波数ｆｓ１から周波数ｆｅ１の間で変化量Δｆ変化させたときの防塵ガラス３７の振幅量が測定される。
【００４１】
ステップＳ１０７は、ピーク判定を行う処理である。ステップＳ１０３からステップＳ１０５の処理を繰り返し実行することで、周波数ｆｓ１から周波数ｆｅ１の間の各周波数における防塵ガラス３７の振幅量が測定されている。ＣＰＵ３０は、各周波数に対する防塵ガラス３７の振幅量を読み出し、読み出した防塵ガラス３７の振幅量を用いたピーク判定を行う。つまり、ＣＰＵ３０は、防塵ガラス３７の振幅量が最大となるときの周波数を、第１の共振周波数Ｆ１として特定する。
【００４２】
ステップＳ１０８は、特定された第１の共振周波数Ｆ１を記憶する処理である。ＣＰＵ３０は、ステップＳ１０７の処理により特定された第１の共振周波数Ｆ１を内蔵メモリ３１に記憶する。このステップＳ１０８の処理を行うことで、第１の振動処理が終了する。
【００４３】
図３（ａ）に示すように、防塵ガラス５７を振動させる周波数ｆを周波数ｆｓ１から周波数ｆｅ１の範囲内でΔｆずつ変化させていく。この周波数ｆｓ１から周波数ｆｅ１の範囲内で振幅値の頂点（最大点）があれば、その頂点となるときの周波数が共振周波数となる。この場合、振幅値Ａ１が頂点となるときの周波数Ｆ１が第１の共振周波数となる。
【００４４】
次に、異物除去動作における第２の振動動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。この第２の振動動作にて用いられる第２の周波数帯域の下限値を周波数ｆｓ２、上限値を周波数ｆｅ２とする。なお、第２の周波数帯域の下限値ｆｓ２及び上限値ｆｅ２は、第１の振動動作により求めた第１の共振周波数Ｆ１から推定される推定周波数を用いることで設定される。
【００４５】
例えば図３（ｂ）に示すように、防振ガラスを振動させたときには、防塵ガラスの個体差などにより、共振周波数がばらつくのが一般的である。ここで、図３（ｂ）中実線で示される振幅の変化となる防塵ガラスを防塵ガラス３７Ａとする。また、図３（ｂ）中点線で示される振幅の変化となる防塵ガラスを防塵ガラス３７Ｂとし、二点鎖線で示される振幅の辺顔なる防塵ガラスを防塵ガラス３７Ｃとする。例えば、防塵ガラス３７Ａと防塵ガラス３７Ｂとを比較すると、防塵ガラス３７Ａにおける共振周波数がＦ１Ａ及びＦ２Ａとなる場合、防塵ガラス３７Ｂにおける共振周波数Ｆ１Ｂ及びＦ２Ｂは、防振ガラス３７Ａの共振周波数Ｆ１Ａ及びＦ２Ａよりも小さくなる。また、防塵ガラス３７Ａと防塵ガラス３７Ｃとを比較すると、防塵ガラス３７Ｃにおける共振周波数Ｆ１Ｃ及びＦ２Ｃは、防振ガラス３７Ａの共振周波数Ｆ１Ａ及びＦ２Ａよりも大きくなる。つまり、防塵ガラスにおける共振周波数は、他の共振周波数に対して一定の関係が成立すると仮定することができる。つまり、第２の振動動作は、ある共振周波数と、他の共振周波数に対して一定の関係が成立することを利用することで実行される。
【００４６】
ステップＳ２０１は、第１の共振周波数Ｆ１、係数ｋ及び係数ｆ２を読み出す処理である。上述した第１の振動動作により、第１の共振周波数Ｆ１が特定される。係数ｋは、第１の共振周波数Ｆ１から第２の共振周波数Ｆ２を推定する際に用いられる係数である。例えば同一の部材を振動させたときの共振周波数は複数存在し、それぞれの共振周波数の関係は一定となる。つまり、第１の共振周波数Ｆ１と第２の共振周波数Ｆ２とは、第２の共振周波数Ｆ２＝第１の共振周波数Ｆ１×係数ｋの関係が成立する。このため、実験や検査等により、防塵ガラス３７が共振するときの共振周波数や各共振周波数の平均値を求め、これら値から、係数ｋを求めることができる。
【００４７】
また、係数ｆ２は、防塵ガラス３７を振動させる周波数帯域を求める際に使用する値である。この係数ｆ２は、防塵ガラス３７が共振するときの共振周波数のばらつきを考慮した値である。この値ｆ２もまた、実験や検査等から求められる。
【００４８】
ステップＳ２０２は、推定周波数Ｆ２’と、防塵ガラス３７を振動させる周波数帯域を求める処理である。ＣＰＵ３０は、ステップＳ２０１にて読み出した第１の共振周波数Ｆ１と係数ｋとを乗算することで他の共振周波数を推定するための推定周波数を求める。本実施形態では、第２の共振周波数Ｆ２を求める場合について説明しているので、推定周波数Ｆ２’と称して説明する。
【００４９】
また、ＣＰＵ３０は、求めた推定周波数Ｆ２’と係数ｆ２とを用いて、防塵ガラス３７を振動させる周波数帯域の下限値ｆｓ２（＝Ｆ２’−ｆ２）と、上限値ｆｅ２（＝Ｆ２’＋ｆ２）とを求める。
【００５０】
ステップＳ２０３は、求めた推定周波数Ｆ２’、周波数の下限値ｆｓ２及び上限値ｆｅ２を記憶する処理である。ＣＰＵ３０は、ステップＳ２０２にて求めた値を、内蔵メモリ３１に記憶する。
【００５１】
ステップＳ２０４は、防塵ガラス３７を振動させる周波数ｆを下限値ｆｓ２（ｆ＝ｆｓ２）に設定する処理である。
【００５２】
ステップＳ２０５は、設定された周波数ｆにて防塵ガラスを加振する処理である。ＣＰＵ３０は、設定された周波数ｆの情報を圧電素子駆動回路１８に出力する。これを受けて、圧電素子駆動回路１８は、入力された周波数ｆにて防塵ガラス３７を加振するように、圧電素子３８を駆動する。
【００５３】
ステップＳ２０６は、振幅を測定する処理である。ステップＳ２０５の処理により、防塵ガラス３７が振動する。この防塵ガラス３７が振動したときに、圧電素子３８により、振動する防塵ガラス３７の振幅が検出される。この検出信号はＣＰＵ３０に出力される。ＣＰＵ３０は、検出信号から、防塵ガラス３７の振幅量を算出し、内蔵メモリ３１に書き込む。
【００５４】
ステップＳ２０７は、周波数ｆに変化量Δｆを加算する処理である。ＣＰＵ３０は、ステップＳ２０４により設定された周波数ｆに変化量Δｆを加算する。これにより、次に防塵ガラス３７を振動させる周波数が設定される。ここで、変化量Δｆの値としては、例えば２０Ｈｚが挙げられる。
【００５５】
ステップＳ２０８は、周波数ｆが上限値ｆｅ２を超過するか否かを判定する処理である。ＣＰＵ３０は、ステップＳ２０７にて設定された周波数ｆが上限値ｆｅ２を超過する場合には、ＣＰＵ３０は、ステップＳ２０８の判定処理をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ２０９に進む。一方、設定された周波数ｆが上限値ｆｅ２以下である場合には、ＣＰＵ３０は、ステップＳ２０８の判定処理をＮｏとし、ステップＳ２０５に戻る。つまり、このステップＳ２０８の判定処理でＮｏとなる場合には、ステップＳ２０５〜ステップＳ２０７の処理が繰り返し実行される。これにより、防塵ガラス３７を加振するときの周波数を、周波数ｆｓ２から周波数ｆｅ２の間で変化量Δｆ変化させながら、防塵ガラス３７の振幅量を測定する。
【００５６】
ステップＳ２０９は、ピーク判定を行う処理である。ステップＳ２０５からステップＳ２０７の処理を繰り返し実行することで、周波数ｆｓ２から周波数ｆｅ２の間の各周波数における防塵ガラス３７の振幅量が測定されている。ＣＰＵ３０は、各周波数に対する防塵ガラス３７の振幅量を読み出し、読み出した防塵ガラス３７の振幅量を用いたピーク判定を行う。つまり、ＣＰＵ３０は、防塵ガラス３７の振幅量が最大となるときの周波数を、第２の共振周波数Ｆ２として特定する。
【００５７】
ステップＳ２１０は、特定された第２の共振周波数Ｆ２を記憶する処理である。ＣＰＵ３０は、ステップＳ２０９の処理により特定された第２の共振周波数Ｆ２を内蔵メモリ３１に記憶する。
【００５８】
ステップＳ２１１は、推定周波数Ｆ２’と特定された第２の共振周波数Ｆ２とが異なる値であるか否かを判定する処理である。ＣＰＵ３０は、内蔵メモリ３１に記憶された推定周波数Ｆ２’と特定された第２の共振周波数Ｆ２とを読み出す。例えば、推定周波数Ｆ２’と第２の共振周波数Ｆ２とが異なる値であれば、ＣＰＵ３０は、ステップＳ２１１の判定処理をＹｅｓとし、ステップＳ２１２に進む。一方、推定周波数Ｆ２’と第２の共振周波数Ｆ２とが同一の値であれば、ＣＰＵ３０は、ステップＳ２１１の判定処理をＮｏとし、第２の振動動作が終了する。つまり、推定周波数Ｆ２’と第２の共振周波数Ｆ２とが同一の値であれば、係数ｋの値がそのまま保持される。
【００５９】
ステップＳ２１２は、係数ｋを算出する処理である。ＣＰＵ３０は、内蔵メモリ３１に記憶される第１の共振周波数Ｆ１と第２の共振周波数Ｆ２とを読み出す。そして、第２の共振周波数Ｆ２を第１の共振周波数Ｆ１にて除算することで、係数ｋを算出する。
【００６０】
ステップＳ２１３は、係数ｋを記憶する処理である。ＣＰＵ３０は、算出した係数ｋを内蔵メモリ３１に記憶する。これにより、係数ｋが更新される。このステップＳ２１３の処理が終了することで、第２の振動動作が終了する。
【００６１】
第２の振動動作においては、第１共振周波数と第２共振周波数との関係を利用することで、推定周波数Ｆ２’を求めることできる。この推定周波数Ｆ２’を求めることで、第２の振動動作によって防塵ガラス３７を振動させる周波数帯域の幅を狭く設定することができる。これにより、第２の振動動作における動作時間を短縮することができ、また、異物除去処理に係る時間を短縮することができる。
【００６２】
ここで、上述した第１の振動動作及び第２の振動動作の各処理にて防塵ガラス３７を振動させている。つまりこれら振動動作を行うことで、防塵ガラス３７の表面に付着する塵埃を除去することができる。なお、第１の振動動作によって防塵ガラス３７の表面に付着する塵埃が除去できなくとも、異なる周波数帯域を用いて第２の振動動作を行うので、防塵ガラス３７の表面から除去しきれなかった塵埃を確実に除去することができる。このように、本発明の異物除去処理を行うことで、充分な異物除去性能を得ることが可能となる。
【００６３】
また、図３（ｃ）に示すように、防塵ガラスのばらつき、経年変化、周辺温度により共振周波数がそれぞれ変化する場合もある。このような場合であっても、上述した第１の共振周波数Ｆ１と共振周波数Ｆ２との間において一定の関係が成立することを考慮することができるので、推定された共振周波数に対して防塵ガラス３７を振動させる周波数帯域が設定される。このような場合であっても、第２の振動動作を適切に実行でき、異物除去性能を低下させることはない。
【００６４】
本実施形態では、第１の振動動作時のピーク判定時に第１の共振周波数を、第２の振動動作時のピーク判定時に第２の共振周波数をそれぞれ特定しているが、これら共振周波数は、必ずしも異物除去処理を行う際に求める必要はない。
【００６５】
例えば第１の共振周波数Ｆ１を特定する処理として図４のフローチャートに示す処理を、係数ｋや第２の共振周波数Ｆ２を同定する処理として図５のフローチャートに示す処理を、それぞれ異物除去動作とは異なる処理として実行してもよい。つまり、第１の共振周波数Ｆ１を特定する処理や第２の共振周波数Ｆ２や計数ｋを同定する処理を予め実行する。そして、異物除去動作において、特定される第１の共振周波数や第２の共振周波数に対して、第１の振動動作や第２の振動動作にて防塵ガラスを加振する周波数帯域を設定し、それぞれの振動動作を実行する。この場合、予め第１の共振周波数や第２の共振周波数を求めることで、各振動動作時に設定される周波数帯域を狭く設定することができるので、異物除去処理にかかる時間を短縮でき、また、充分な異物除去性能を得ることが可能となる。
【００６６】
本実施形態では、第１の共振周波数Ｆ１と第２の共振周波数Ｆ２との関係をＦ１＜Ｆ２としているが、これに限定する必要はなく、Ｆ１＞Ｆ２であってもよい。
【００６７】
本実施形態では、第２の共振周波数Ｆ２を第１の共振周波数Ｆ１にて除算した値を係数ｋとしているが、これに限定されるものではない。例えば、防塵ガラス３７の経年変化やばらつきにより、第１の共振周波数Ｆ１と第２の共振周波数Ｆ２との関係が比例関係ではなく、二次曲線、或いは対数曲線や指数曲線で表される関係となる場合もあるので、係数ｋをこれら関係に基づいて変更されるように設定することも可能である。
【００６８】
図６は、係数ｋの経年変化の一例を示すグラフである。図６に示すように、この係数ｋの値は、５年経過すると半減する。つまり、係数ｋの初期値をｋ０とすると、５年経過後の係数ｋはｋ＝ｋ０／２となり、さらに５年経過すると、係数ｋはｋ＝ｋ０／４となる。なお、さらに５年経過したときには、係数ｋの値は半減することはなく、１０年経過した後は係数ｋの値は緩やかに減少し、所定値に収束する。なお、収束する値は、１０年経過したときの係数ｋの値の半分を超える値（言い換えれば、ｋ０／８を超過する値）である。
この図６に示すグラフに基づく係数ｋの経年変化のデータをデジタルカメラの内蔵メモリに予め記憶させておく。そして、デジタルカメラが製造されてからの年数と、係数ｋの経年変化のデータとから係数ｋを求め、上述した異物除去動作の際の推定周波数の算出時に用いることができる。
【００６９】
本実施形態では、異物除去処理にて用いる第１の共振周波数Ｆ１を含む周波数帯域から、第１の共振周波数Ｆ１に最も近い共振周波数を第２の共振周波数として特定しているが、これに限定される必要はなく、実際に異物除去処理を実行する際に用いない共振周波数を基準にして、実際に異物除去処理を実行する際に用いる共振周波数を求めることも可能である。
【００７０】
本実施形態では、異物除去処理を実行することが可能なデジタルカメラ１０について説明しているが、デジタルカメラ１０を製造する過程で、図４及び図５に示すフローチャートに示す異物除去処理を行うことも可能である。この場合、でデジタルカメラ１０を製造する過程で、図４及び図５に示すフローチャートに示す処理を行って、予め第１の共振周波数Ｆ１、第２の共振周波数Ｆ２を特定する。これら特定された第１の共振周波数Ｆ１、第２の共振周波数Ｆ２をデジタルカメラ１０の内蔵メモリ３１に記憶させておく。そして、デジタルカメラ１０における異物除去処理の際に、記憶された第１の共振周波数Ｆ１を用いた第１の振動動作及び第２の共振周波数Ｆ２を用いた第２の振動動作を行う。
【００７１】
また、この他に、図１に示す構成のデジタルカメラ１０において、図４及び図５に示すフローチャートの処理をＣＰＵ３０が実行することができる異物除去プログラムであってもよい。この場合、記憶媒体３４に記憶される異物除去プログラムを記憶しておき、記憶媒体をデジタルカメラに装着したときに、ＣＰＵが読み出し実行する。なお、記憶媒体としては、例えば、メモリカード、光ディスク、磁気ディスクなどが挙げられる。
【符号の説明】
【００７２】
１０…デジタルカメラ、１６…撮像ユニット、１８…圧電素子駆動回路、３０…ＣＰＵ、３６…撮像素子、３７…防塵ガラス、３８…圧電素子
【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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