(57)【要約】【課題】結像光束通過領域に付着した液滴等を確実かつ効率的に排除する機能を備えた液滴排除装置を提供する。【解決手段】液滴排除装置４００は、光学像を形成するための光束を通過させる結像光束通過領域１７０を有する光学素子１１１と、光学素子に振動を発生させる加振部材１２０と、光学素子を加熱する加熱部材１３０と、加振部材及び加熱部材を制御する制御部２１４，１０９，１１０とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学像を形成するための光束を通過させる結像光束通過領域を有する光学素子と、
上記光学素子に振動を発生させる加振部材と、
上記光学素子を加熱する加熱部材と、
上記加振部材及び上記加熱部材を制御する制御部と、
を有することを特徴とする液滴排除装置。
【請求項２】
光学像を形成するための光束を通過させる結像光束通過領域を有する光学素子と、
上記光学素子に振動を発生させる加振部材と上記加振部材を制御する加振制御部とを含む振動制御装置と、
上記光学素子を加熱する加熱部材と上記加熱部材を制御する加熱制御部とを含む加熱制御装置と、
を有することを特徴とする液滴排除装置。
【請求項３】
上記光学素子を取り付け固定する支持枠と、
上記光学素子の外周縁部に密着して設けられ、上記光学素子を固定保持し、振動吸収性を有する保持部材と、
をさらに具備し、
上記保持部材は、上記光学素子と上記保持部材と上記支持枠とによって形成される内部空間を外部空間に対して水密状態とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液滴排除装置。
【請求項４】
上記加振部材及び上記加熱部材は、上記内部空間内において、上記結像光束通過領域と上記保持部材との間に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の液滴排除装置。
【請求項５】
上記光学素子と上記支持枠との間に設けられ、一部が上記支持枠に嵌合固定され、他の一部が上記光学素子の表面に水密的に当接して配置され、かつ振動吸収性を有する素材で形成される防塵シールを、さらに具備し、
上記防塵シールは、上記内部空間を上記加振部材及び上記加熱部材が配置される第１内部空間と上記結像光束通過領域を含む第２内部空間とに分割し、上記第１内部空間を封止することを特徴とする請求項３に記載の液滴排除装置。
【請求項６】
上記支持枠は、上記加振部材及び上記加熱部材から延出されるフレキシブルプリント基板を挿通させる基板挿通穴を、さらに有し、
上記基板挿通穴は、上記内部空間に開口していることにより、上記フレキシブルプリント基板を上記内部空間から外部へ導き出すと共に、空気抜き穴としても機能することを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか一つに記載の液滴排除装置。
【請求項７】
上記光学素子は、多角形状若しくは円形状の薄板ガラスであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一つに記載に液滴排除装置。
【請求項８】
上記加振部材は、少なくとも、上記結像光束通過領域よりも重力方向において地面から離れる上方向の領域において、上記光学素子の表面に接着固定されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一つに記載の液滴排除装置。
【請求項９】
上記加熱部材は、上記加振部材よりも重力方向において地面に近付く下方向の領域において、上記光学素子の表面に接着固定されていることを特徴とする請求項８に記載の液滴排除装置。
【請求項１０】
上記光学素子の熱伝導率は、上記保持部材の熱伝導率よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の液滴排除装置。
【請求項１１】
撮像光学系を有するレンズ部と、
撮像素子を有するボディ部と、
上記レンズ部と上記ボディ部とを接続するインターフェースと、
結像光束通過領域を有する光学素子と、上記光学素子に振動を発生させる加振部材と、上記光学素子を加熱する加熱部材と、上記加振部材及び上記加熱部材をする制御部する制御部とを有し、上記レンズ部の前面に配置される液滴排除装置と、
を有することを特徴とする画像装置。
【請求項１２】
撮像光学系を有するレンズ部と、
撮像素子を有するボディ部と、
上記レンズ部と上記ボディ部とを接続するインターフェースと、
請求項１〜請求項１０に記載の液滴排除装置と、
を有することを特徴とする画像装置。
【請求項１３】
上記撮像素子によって取得される画像データに基づいて上記光学素子の表面に付着した異物を検出する異物検出部を、さらに具備することを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の画像装置。
【請求項１４】
光学素子に振動を発生させる加振動作と、
上記光学素子を加熱する加熱動作と、
撮像素子を駆動して画像データを順次連続的に取得する撮像動作と、
上記撮像素子によって取得される画像データに基づいて上記光学素子の表面に付着した異物を検出する異物検出動作と、
を含むことを特徴とする液滴排除装置の制御方法。
【請求項１５】
光学素子に振動を発生させ、
上記光学素子を加熱し、
撮像素子を駆動して画像データを順次連続的に取得し、
上記撮像素子によって取得される画像データに基づいて上記光学素子の表面に付着した異物を検出し、
上記異物が検出された場合には、上記光学素子に発生させる振動の振幅、又は振動の継続時間の内少なくとも１つを変更させることを特徴とする液滴排除装置の制御方法。
【請求項１６】
光学素子に振動を発生させる加振ステップと、
上記光学素子を加熱する加熱ステップと、
撮像素子を駆動して画像データを順次連続的に取得する撮像ステップと、
上記撮像素子によって取得される画像データに基づいて上記光学素子の表面に付着した異物を検出する異物検出ステップと、
上記異物検出ステップにおいて、異物が検出された場合には、上記加振ステップにおける振動の振幅、又は振動の継続時間の内少なくとも１つを変更させる加振変更ステップと、
を含む液滴排除装置の制御方法をコンピュータに実行させるための液滴排除装置の制御プログラム。
【請求項１７】
上記加振部材は、上記光学素子に発生させた振動によって上記光学素子の結像光束通過領域に付着した液滴を微細化することを特徴とする請求項１に記載の液滴排除装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光学像を形成するための光束を通過させる光束通過領域に付着した液滴等を排除する機能を備えた液滴排除装置と、この液滴排除装置を有する画像装置、及び上記液滴排除装置の制御方法と上記液滴排除装置の制御プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像光学系により結像された光学像を撮像素子等を用いて順次光電変換し、これにより取得された画像信号を画像表示装置へと伝送して、当該画像表示装置を用いて順次表示させ得るように構成した画像装置が一般に実用化されている。
【０００３】
また、近年、この種の画像装置を、屋外や室内等に固定して設置することで、撮像対象とする領域若しくは空間の状況を常時監視し得るように構成したいわゆる定点観察又は監視若しくは防犯カメラシステム等が種々普及している。
【０００４】
さらに、同様の画像装置を車輌等の所定部位に固定配置することで、例えば車輌後方領域や側方領域等、運転席から死角となる領域を画像表示装置に表示したり、車輌運行中の周囲領域を撮像し続けることによって、所定の時点（例えば異常な衝撃を受けた時点（いわゆる事故発生時点）等）を中心としてその前後の所定時間の画像を記録媒体に記録したり、取得された前方視野画像等を用いて車線保持機能や緊急停止機能の制御に用いるためのいわゆる車載カメラシステム等が種々普及している。
【０００５】
これらのシステムに用いられる画像装置は、例えば野外等に設置されることが多いので、例えば降雨時等には撮像光学系のうちの最前面寄りの光学系若しくはその前面側に配置される保護ガラス等の外表面において、像を形成するための光束が通過する領域に雨水等が液滴や曇り等（以下、液滴等と略記する）となって付着する可能性がある。このような状況となったときには、取得される画像には上記液滴等がボケ像として写り込んでしまい、鮮明な画像を取得できないことがある。したがって、このような液滴付着は、極力抑制し、また付着してしまった液滴等は迅速に排除されるのが望ましい。
【０００６】
しかしながら、この種の画像装置は、通常の場合、使用者（ユーザ）の手が容易に届かない場所に設置されるのが一般である。したがって、このような画像装置において、撮像光学系や保護ガラス等の前面側外表面の光束通過領域に付着した液滴等を迅速に排除する工夫が要望されている。
【０００７】
例えば車輌等においては、一般に、後方視界確認用の鏡等（いわゆるバックミラー）が車外に設置されている。この種の鏡等においても、その鏡面に液滴等が付着した場合、形成される像を阻害してしまう要因になる。そこで、鏡面に付着した液滴等を排除するための構成が、例えば特開平３−１１４９６２号公報等によって提案されている。
【０００８】
上記特開平３−１１４９６２号公報によって開示されている液滴排除装置は、車輌用ミラーにおいて、ミラー裏面側の空間に超音波振動子と面加熱手段を配置し、裏面側よりミラーを超音波振動させ、また加熱することによって、ミラー表面に付着した液滴等を排除するように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平３−１１４９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、上記特開平３−１１４９６２号公報によって開示されている液滴排除装置は、車輌用ミラーに適用して例示である。車輌用ミラーの場合には、ミラー表面に付着した液滴等を排除するための各種構成部材は、ミラー裏面側の空間を利用することができる。しかしながら、上記画像装置においては、液滴等が付着する光学部材は、光学像を形成するための光束を通過させなければならない。したがって、上記特開平３−１１４９６２号公報によって開示されている構成を、画像装置にそのまま適用することはできないという問題点がある。
【００１１】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、光学像を形成するための光束を通過させる光学系の光束通過領域に付着した液滴等を、確実かつ効率的に排除する機能を備えた液滴排除装置と、この液滴排除装置を有する画像装置、及び上記液滴排除装置の制御方法と上記液滴排除装置の制御プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の一態様の液滴排除装置は、光学像を形成するための光束を通過させる結像光束通過領域を有する光学素子と、上記光学素子に振動を発生させる加振部材と、上記光学素子を加熱する加熱部材と、上記加振部材及び上記加熱部材を制御する制御部とを有する。
【００１３】
本発明の他の一態様の液滴排除装置は、光学像を形成するための光束を通過させる結像光束通過領域を有する光学素子と、上記光学素子に振動を発生させる加振部材と上記加振部材を制御する加振制御部とを含む振動制御装置と、上記光学素子を加熱する加熱部材と上記加熱部材を制御する加熱制御部とを含む加熱制御装置とを有する。
【００１４】
本発明の一態様の画像装置は、撮像光学系を有するレンズ部と、撮像素子を有するボディ部と、上記レンズ部と上記ボディ部とを接続するインターフェースと、結像光束通過領域を有する光学素子と、上記光学素子に振動を発生させる加振部材と、上記光学素子を加熱する加熱部材と、上記加振部材及び上記加熱部材をする制御部する制御部とを有し、上記レンズ部の前面に配置される液滴排除装置とを有する。
【００１５】
本発明の一態様の液滴排除装置の制御方法は、光学素子に振動を発生させる加振動作と、上記光学素子を加熱する加熱動作と、撮像素子を駆動して画像データを順次連続的に取得する撮像動作と、上記撮像素子によって取得される画像データに基づいて上記光学素子の表面に付着した異物を検出する異物検出動作とを含む。
【００１６】
本発明の他の一態様の液滴排除装置の制御方法は、光学素子に振動を発生させ、上記光学素子を加熱し、撮像素子を駆動して画像データを順次連続的に取得し、上記撮像素子によって取得される画像データに基づいて上記光学素子の表面に付着した異物を検出し、上記異物が検出された場合には、上記光学素子に発生させる振動の振幅、又は、継続時間の内少なくとも１つを変更させる。
【００１７】
本発明の一態様の液滴排除装置の制御プログラムは、光学素子に振動を発生させる加振ステップと、上記光学素子を加熱する加熱ステップと、撮像素子を駆動して画像データを順次連続的に取得する撮像ステップと、上記撮像素子によって取得される画像データに基づいて上記光学素子の表面に付着した異物を検出する異物検出ステップと、上記異物検出ステップにおいて、異物が検出された場合には、上記加振ステップにおける振動の振幅、又は、継続時間の内少なくとも１つを変更させる加振変更ステップとを含む液滴排除装置の制御方法をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光学像を形成するための光束を通過させる光学系の光束通過領域に付着した液滴等を、確実かつ効率的に排除する機能を備えた液滴排除装置と、この液滴排除装置を有する画像装置、及び上記液滴排除装置の制御方法と上記液滴排除装置の制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態の液滴排除装置を適用した画像装置（カメラ）の外観を示す概略斜視図
【図２】図１の画像装置の内部構成を示すブロック構成図
【図３】本実施形態の液滴排除装置を取り出して示す正面図
【図４】図３の［４］−［４］線に沿う断面図
【図５】本実施形態の液滴排除装置の基本的な構成部材を簡略化して示す要部分解概略斜視図
【図６】本実施形態の液滴排除装置の作用を示し、所定サイズ（板厚ｔ＝０．６ｍｍ，縦辺寸法Ｈ＝３１．５ｍｍ，横辺寸法Ｗ＝３０．５ｍｍ）の防滴カバーを用いた場合の液滴排除装置において、圧電素子に対し所定周波数（９３．８ｋＨｚ）の正弦波電圧信号を印加して発生する共振屈曲振動の節線を示す図
【図７】図６と同様設定において、圧電素子に９８．３ｋＨｚの正弦波電圧信号を印加した場合の共振屈曲振動の節線を示す図
【図８】本実施形態の液滴除去装置の作用を概念的に示す図
【図９】本実施形態の液滴排除装置における圧電素子制御部の構成を概略的に示す回路図
【図１０】図９の圧電素子制御部における各構成部材から出力される各信号形態を示すタイムチャート
【図１１】本実施形態の液滴排除装置におけるメイン制御のフローチャート
【図１２】図１１に含まれる加振動作処理のサブルーチンを示すフローチャート
【図１３】本実施形態における加振動作処理の変形例を示すフローチャート
【図１４】本発明の第２の実施形態の液滴排除装置を示す正面図
【図１５】図１４の［１５］−［１５］線に沿う断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。以下の説明に用いる各図面は模式的に示すものであり、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさで示すために、各部材の寸法関係や縮尺等を各構成要素毎に異ならせて示している場合がある。したがって、本発明は、これら各図面に記載された構成要素の数量，構成要素の形状，構成要素の大きさの比率，各構成要素の相対的な位置関係等に関し、図示の形態のみに限定されるものではない。
【００２１】
本発明の各実施形態は、撮像光学系により結像された光学像を、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device；電荷結合素子）イメージセンサーやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor；相補性金属酸化膜半導体）型イメージセンサー等の光電変換素子等（以下、撮像素子という）を用いて順次光電変換し、これにより得られた画像信号を所定の形態の画像データ（例えば静止画像又は動画像を表わすデジタル画像データ）に変換し、この画像データを順次、画像表示装置、例えば液晶表示ディスプレイ（Liquid Crystal Display；ＬＣＤ）や有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ；Organic Electro-Luminescence：ＯＥＬ）ディスプレイ等へと伝送し、当該画像表示装置を用いて画像として表示させ得るように構成した形態の画像装置を例示するものである。なお、この画像装置においては、さらに、画像データを記憶する記憶媒体を含む記憶装置を含めて構成してもよい。この場合には、記憶媒体に記憶済みのデジタル画像データに基く画像を上記画像表示装置を用いて再生表示するといった機能をも有する。
【００２２】
また、各実施形態において、光学装置における撮像光学系の光軸を符号Ｏで表すものとする。この光軸Ｏに沿う方向において、当該光学装置の前面に対向する被写体（撮像対象）の側を前方というものとする。また、当該光学装置におけるボデー内の撮像素子の受光面（結像面）のある側を後方というものとする。
【００２３】
さらに、上記撮像光学系の光軸Ｏに平行な軸をＺ軸とし、このＺ軸にそれぞれ直交しかつ互いに直交する二軸のうち当該光学装置の前面に向かって左右方向（水平方向）をＸ軸とし、同様に上下方向（垂直方向）をＹ軸とするＸＹＺ座標系を規定する。この場合において、当該座標系の原点は、撮像素子の撮像面（結像面）の中心にあり、撮像面と撮像光学系の光軸Ｏとが交差する点となる。この座標系において、ＸＹ平面は撮像面に一致する面となる。
【００２４】
［第１の実施形態］
図１，図２は、本発明の第１の実施形態の液滴排除装置を適用した画像装置（カメラ）を示す図である。このうち図１は外観を示す概略斜視図である。図２は内部構成を示すブロック構成図である。
【００２５】
また、図３〜図５は、本実施形態の液滴排除装置を取り出して示す図である。このうち、図３は正面図であり、図４は図３の［４］−［４］線に沿う断面図である。また、図５は、本実施形態の液滴排除装置の基本的な構成部材を簡略化して示す要部分解概略斜視図である。
【００２６】
図１，図２に示すように、本実施形態の画像装置であるカメラ１は、レンズ部１００と、ボディ部２００と、インターフェース３００（図１では不図示。図２参照。なお図２では「Ｉ／Ｆ」と略記している）と、本実施形態の液滴排除装置４００とによって主に構成されている。
【００２７】
ここで、レンズ部１００は、その後端面に設けられたマウント部（不図示）が、ボディ部２００の前面に設けられたマウント部（不図示）に対してバヨネット接続することによって、ボディ部２００に対して着脱自在に構成され、内部に撮像光学系を有するレンズ鏡筒として例示しているが、この例に限られることはない。例えば、ボディ部２００に対してレンズ部１００が固定配置された形態であってもよい。
【００２８】
レンズ部１００は、撮像光学系（フォーカスレンズ１０１及び変倍レンズ１０２等）と、絞り１０３と、フォーカスレンズ１０１用のドライバ１０４と、変倍レンズ１０２用のドライバ１０５と、絞り１０３用のドライバ１０６と、レンズ部１００側のサブ制御部であるマイクロコンピュータ（Ｌｕｃｏｍ）１０７と、レンズ部１００用のフラッシュメモリ１０８と、液滴排除装置４００とを具備して主に構成されている。
【００２９】
なお、上述したように、本実施形態の画像装置であるカメラ１においては、本実施形態の液滴排除装置４００をレンズ部１００に含んで構成した例を示しているが、この形態に限られることはない。その他の形態例としては、例えば、液滴排除装置４００とレンズ部１００とを別体に形成して、レンズ部１００の前面側（先端部分）に液滴排除装置４００を装着し得るような構成としてもよい。この場合において、液滴排除装置４００とレンズ部１００との両者は一体的に構成してもよいし、レンズ部１００の先端部分に対して液滴排除装置４００を着脱自在に構成してもよい。つまり、本実施形態の液滴排除装置４００は、レンズ部１００における撮像光学系の前面に配設される形態となっていればよい。
【００３０】
フォーカスレンズ１０１及び変倍レンズ１０２等の複数の光学系と絞り１０３等によってレンズ部１００における撮像光学系が構成されている。この撮像光学系は、被写体（撮像対象物）からの入射光を透過させて被写体（撮像対象物）の光学像を後述する撮像素子２０２の結像面上に結像させる構成部である。
【００３１】
このうち、フォーカスレンズ１０１は、主に焦点調節に寄与する光学レンズ群からなる。また、変倍レンズ１０２は、主に変倍動作（ズーム動作）に寄与する光学レンズ群からなる。そして、絞り１０３は、撮像光学系を透過する光束の光量調整を行うための光量調整機構を構成するユニットである。
【００３２】
そして、フォーカスレンズ１０１はドライバ１０４によって駆動される。変倍レンズ１０２はドライバ１０５によって駆動される。絞り１０３はドライバ１０６によって駆動される。これらドライバ１０４，１０５，１０６は、駆動機構及び駆動モータ等を含んで構成され、後述するボディ部２００側のメイン制御部であるマイクロコンピュータ２１４の制御下において、レンズ部１００側のマイクロコンピュータ１０７によって駆動制御される。
【００３３】
なお、カメラ１における撮像光学系として、上述の例では、焦点距離可変式の変倍レンズ１０２を有し、焦点調節可能なフォーカスレンズ１０１を有する形態を示しているが、この例に限られることはない。例えば、焦点距離を固定とした単焦点レンズ（単焦点光学系）であってもよい。この場合、変倍レンズ１０２及びそのドライバ１０５は不要となる。また、フォーカスレンズ１０１を非可動とした（固定とした）固定焦点式の光学系であってもよい。この場合、フォーカスレンズ１０１及びそのドライバ１０４は不要となる。
【００３４】
マイクロコンピュータ（Ｌｕｃｏｍ）１０７は、レンズ部１００側の制御を行うサブ制御部である。マイクロコンピュータ１０７は、後述するボディ部２００側のマイクロコンピュータ（Ｂｕｃｏｍ）２１４との間においてインターフェース（Ｉ／Ｆ）３００を介して互いに通信可能に電気的に接続されている。
【００３５】
なお、マイクロコンピュータ１０７とマイクロコンピュータ２１４との電気的接続は、レンズ部１００がボディ部２００に対して装着された状態で確立される（レンズ着脱式の場合）。そして、上記マイクロコンピュータ１０７は、マイクロコンピュータ２１４に対して従属的に協働しつつ、当該カメラ１として稼動するように構成されている。なお、レンズ部１００とボディ部２００とが一体式のカメラである場合には、マイクロコンピュータ１０７，２１４は、１つのマイクロコンピュータとして構成してもよい。
【００３６】
フラッシュメモリ１０８は、レンズ部１００側の各種データを記憶するメモリ部である。当該フラッシュメモリ１０８に記憶されている各種データは、ボディ部２００側のマイクロコンピュータ２１４によって適宜所定のタイミングで読み出され、当該カメラ１における各種の制御に利用される。また、フラッシュメモリ１０８に液滴排除装置４００の制御データや制御プログラムを記憶しても良い。
【００３７】
液滴排除装置４００は、防滴カバー１１１（光学素子）と、振動制御装置４０１と、加熱制御装置４０２とによって主に構成される。液滴排除装置４００は、防滴カバー１１１の前面側の外表面に対して図１に示すように付着した液滴や曇り等（符号５００参照）を所定の手段を用いて排除するための構成ユニットである。
【００３８】
なお、ここで、防滴カバー１１１の外表面に液滴や曇り等が付着する状況としては、例えば当該カメラ１が野外に設置されている場合において、周囲環境が降雨や暴風雨等の気象状況による場合が考えられる。また、その他の状況としては、カメラ１側の機器内部温度と外部温度の内、一方が低温で、他方が高温で湿度が高い状況が急激に発生した場合が考えられる。このような状況下では、防滴カバー１１１の外表面温度と、同防滴カバー１１１の外面側の外気温度、あるいは防滴カバー１１１の内表面と内面側の空間の温度（内気温）との間に温度差が生じることによって防滴カバー１１１の外面側、あるいは内面側に曇りが生じることになる。この場合において、防滴カバー１１１等に生じる曇りとは、液滴の微細な状態である。したがって、以下の説明においては、単に液滴等と略記する。
【００３９】
液滴排除装置４００において、防滴カバー１１１は、略平板状の薄板ガラス若しくは樹脂製の透明部材を用いて形成され、全体として多角形（本実施形態は四角形状としている）をなして構成される光学素子である。本実施形態における防滴カバー１１１は、矩形状の薄板ガラスを適用した例を示している。なお、防滴カバー１１１は、円形状であってもよいし、全体として円形をなしその円の一部を直線状にカットした一辺を持つ略Ｄ字形状であってもよく、また、四角形の両辺を円弧状に形成して上下二辺を持つ略小判形状としてもよい。
【００４０】
上記防滴カバー１１１は、振動制御装置４０１及び加熱制御装置４０２の構成部材を支持し、撮像光学系の前面側を保護し、かつ液滴等が外部から侵入するのを抑止しつつ、被写体（撮像対象物）からの光束を透過させ得るように構成されている。したがって、防滴カバー１１１は、撮像光学系の光軸Ｏ上に位置において、当該光軸Ｏに対して直交する面と平行に配設されている。
【００４１】
振動制御装置４０１は、圧電素子制御部１０９と、圧電素子１２０（加振部材）とによって主に構成されている。
【００４２】
圧電素子１２０は、防滴カバー１１１（光学素子）に振動を発生させるための加振部材である。圧電素子１２０は、防滴カバー１１１の内面側において、周縁部の一方、例えばＹ方向上端部外周縁に沿うようにして接着固設されている。この圧電素子１２０は、矩形板状の圧電セラミック等の圧電素材によって形成され、かつ圧電素子１２０の板厚方向に電圧を印加するための２つの電極（１７１，１７２；図５参照）を有して構成されている。この場合において、一方（接着面側）の電極１７２は、図５に示すように、圧電素子１２０の一端面を引き回されて、他方の面（非接着側の面）の一部に電極を形成している。上記２つの電極（１７１，１７２）は、フレキシブルプリント基板１２１と電気的に接続されている。このフレキシブルプリント基板１２１は、図示していないが、圧電素子制御部１０９（図１参照）にまで延出されて、これと電気的に接続されている。
【００４３】
なお、圧電素子１２０は、上述したように防滴カバー１１１の一面（内側面）に接着固定されている。この場合において、圧電素子１２０（加振部材）は、少なくとも、上記結像光束通過領域１７０よりも重力方向において地面から離れる上方向の領域に配置されている。
【００４４】
このような構成により、圧電素子１２０に対してその板厚方向に圧電素子制御部１０９からの周波電圧を印加すると、同圧電素子１２０には、所定の方向、即ち接着面方向に向けた伸縮振動が発生する。この圧電素子１２０の振動が、防滴カバー１１１に図８に示すような屈曲振動を発生させるように構成されている。
【００４５】
圧電素子制御部１０９は、圧電素子１２０（加振部材）を制御して所定の振動を発生させるための駆動制御部である。圧電素子制御部１０９は、防滴カバー１１１の寸法や材質によって定まる所定の周波数によって圧電素子１２０を振動させて、防滴カバー１１１に対し所定の振動を発生させる制御を行う回路部である。このような制御が行われることにより、防滴カバー１１１が所定の周波数で振動することによって、防滴カバー１１１の外表面に付着した液滴等５００（図１参照）を微小化して除去することができるようになっている。さらに、防滴カバー１１１が振動することによって、当該防滴カバー１１１の外表面に付着した塵埃等をも除去することができるように構成されている。
【００４６】
加熱制御装置４０２は、加熱制御部１１０と、ヒーター１３０（加熱部材）とによって主に構成されている。
【００４７】
ヒーター１３０は、防滴カバー１１１（光学素子）を加熱するための加熱部材である。当該ヒーター１３０は、矩形板状の電気抵抗素材で形成され、防滴カバー１１１の内面側において、周縁部の他方、例えばＹ方向下端部外周縁に沿うようにして、高熱伝導性の接着剤若しくは粘着シート等によって接着固定されている。このヒーター１３０は、図５に示すように、一端部に上記圧電素子１２０の場合と同様に、フレキシブルプリント基板１３１が延出している。そして、図示は省略しているが、このフレキシブルプリント基板１３１を介して当該ヒーター１３０は、加熱制御部１１０（図１参照）に電気的に接続されている。
【００４８】
なお、ヒーター１３０は、上述したように防滴カバー１１１の一面（内側面）に接着固定されている。この場合において、ヒーター１３０（加熱部材）は、上記圧電素子１２０（加振部材）の配置位置よりも重力方向において地面に近付く下方向の領域に配置されている。
【００４９】
このような構成により、ヒーター１３０は、加熱制御部１１０からの電気信号の電流が流れることによって発熱して、防滴カバー１１１を加熱するように構成される加熱部材として機能する。
【００５０】
なお、ヒーター１３０に加えられる電気信号は直流でも交流でもよく、電流の大きさに応じて発熱する。また、防滴カバー１１１が過熱して高温にならないようにするために、防滴カバー１１１にサーミスター等の温度検知素子（不図示）を取り付け、防滴カバー１１１の温度信号を加熱制御部１１０にフィードバックして、ヒーター１３０の発熱を制御するような構成としてもよい。この場合、温度検知素子は、ヒーター１３０の近傍に配設されるのが好ましい。
【００５１】
さらに、ヒーター１３０は、防滴カバー１１１に接着固定する形態としているが、この場合において、上記防滴カバー１１１の共振振動の振動の節線部に沿って固着することで、防滴カバー１１１の振動を阻害することがないように構成されている（詳細後述；図６，図７参照）。
【００５２】
また、ヒーター１３０から発生する熱は、当該ヒーター１３０の接する物質に熱を伝えるが、ヒーター１３０と大面積で接する第１内部空間１４９（図４参照；防滴カバー１１１の内側の空間；詳細後述）の気体、例えば空気の熱伝導率は０．０２Ｗ／（ｍ・Ｋ）と低いので、当該ヒーター１３０から発生した熱は、その大部分が防滴カバー１１１に伝わることになる。因みに、防滴カバー１１１を一般的なガラスによって構成すると、熱伝導率は０．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）となり、空気よりも１桁以上大きな数値となる。したがって、防滴カバー１１１に伝わった熱は、防滴カバー１１１に接する気体と、後述する防滴シール１５０（保持部材），防塵シール１６０へも伝わるが、これら防滴シール１５０（保持部材），防塵シール１６０等の素材を、例えばシリコーンゴムで形成すると、熱伝導率は０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり空気よりは大きいが、防滴カバー１１１よりは低くなり、よって、防滴シール１５０（保持部材），防塵シール１６０から防滴カバー１１１に伝達された熱が逃げてしまうことは無く、効率的に防滴カバー１１１を加熱することができる。したがって、上記防滴カバー１１１（光学素子）の熱伝導率は、上記防滴シール（保持部材），防塵シール１６０の熱伝導率よりも大きく設定することが望ましい。
【００５３】
加熱制御部１１０は、ヒーター１３０（加熱部材）に対して電気信号の電流を流すことによって、当該ヒーター１３０を発熱させ、常に適切な温度（例えば摂氏６０度〜８０度程度）を保持し得るようにヒーター１３０の温度制御を行って、その熱で防滴カバー１１１（光学素子）を加熱するための駆動制御部である。レンズ部１００の構成は概ね以上である。
【００５４】
一方、本実施形態のカメラ１におけるボディ部２００は、図２に示すように、異物検出部２０１と、撮像素子２０２と、アナログ処理部２０３と、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換部２０４と、ＡＥ処理部２０５と、画像処理部２０６と、ＡＦ処理部２０７と、画像圧縮展開部２０８と、ＬＣＤドライバ２０９と、ＬＣＤ２１０と、メモリインターフェース（Ｉ／Ｆ）２１１と、記憶媒体２１２と、ＳＤＲＡＭ２１３と、マイクロコンピュータ２１４と、フラッシュメモリ２１５と、操作部２１６と、バス２１７と、電源回路２１８等によって主に構成されている。
【００５５】
ボディ部２００に含まれる構成部材のうち撮像素子２０２は、上記撮像光学系の光軸Ｏ上に設けられ、当該撮像光学系を透過して形成される被写体（撮像対象物）の光学像を結像面にて受光して光電変換する機能を備えた光電変換素子である。撮像素子２０２はアナログ処理部２０３に電気的に接続されている。
【００５６】
アナログ処理部２０３は、上記撮像素子２０２から出力される画像信号（アナログ信号）を受けて所定の信号処理を行う回路部である。このアナログ処理部２０３は、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換部２０４と電気的に接続されている。
【００５７】
アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換部２０４は、上記アナログ処理部２０３から出力された画像信号（アナログ信号）を受けてデジタル信号に変換する回路部である。このアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換部２０４は、バス２１７を介してボディ部２００側のマイクロコンピュータ２１４と電気的に接続されている。
【００５８】
内部バス２１７は、カメラ１の内部構成ユニットのそれぞれを電気的に接続するための接続伝送路である。この内部バス２１７は、各構成ユニットから発生する各種の制御信号や画像データ等を所定の構成ユニットへ伝達するための信号伝達通路である。
【００５９】
ボディ部２００側のマイクロコンピュータ（Ｂｕｃｏｍ）２１４は、本カメラ１を統括的に制御するメイン制御部である。当該マイクロコンピュータ２１４は、ボディ部２００側の各構成ユニットを制御すると共に、上述したように、レンズ部１００側のマイクロコンピュータ１０７と協働してレンズ部１００の内部構成ユニットを制御し得るように構成されている。
【００６０】
なお、本実施形態においては、カメラ１におけるメイン制御回路部としてのマイクロコンピュータ２１４を、ボディ部２００内に含めて構成した例を示しているが、この形態に限られることはない。例えば、複数のカメラを有して構成される車載カメラシステム等の場合においては、単一の制御回路部としてマイクロコンピュータ２１４を設け、この単一の制御回路部と複数のカメラとを、上記内部バス２１７と同等の接続伝送路によって接続し、当該単一の制御回路部が複数のカメラを集中して制御処理するような構成としてもよい。
【００６１】
ＡＥ処理部２０５は、上記Ａ／Ｄ変換部２０４からのデジタル画像信号に基づいて自動露出（ＡＥ）制御処理を行う回路部である。
【００６２】
画像処理部２０６は、デジタル画像信号に関するその他必要な画像処理を実行するための回路部である。
【００６３】
ＡＦ処理部２０７は、上記Ａ／Ｄ変換部２０４からのデジタル画像信号に基づいて自動焦点調節（ＡＦ）制御処理（例えばコントラスト検出方式若しくは像面位相差検出方式によるＡＦ処理）を行う回路部である。
【００６４】
画像圧縮展開部２０８は、上記Ａ／Ｄ変換部２０４から又は上記画像処理部２０６等からのデジタル画像信号に基づいて所定の圧縮処理を行ったり、記憶済みの画像データを記憶媒体２１２（後述）から読み込んで所定の展開処理を行うための回路部である。
【００６５】
ＬＣＤ２１０は、画像を表示する表示画面を有する画像表示装置である。画像表示装置としては、例えば液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display）等が適用される。このＬＣＤ２１０は、ＬＣＤドライバ２０９によって駆動制御される。
【００６６】
なお、本実施形態のカメラ１においては、ボディ部２００にＬＣＤ２１０及びＬＣＤドライバ２０９を含めて構成しているが、このような形態に限ることはない。例えば、ＬＣＤ２１０及びＬＣＤドライバ２０９を、ボディ部２００とは別体に構成し、両者間を有線ケーブル若しくは無線通信によって双方向で通信可能に接続し、画像データ等の授受を行ない得るように構成してもよい。
【００６７】
記憶媒体２１２は、取得された画像データ等やカメラ制御に必要な所定の制御パラメータ等を記憶する記憶部である。記憶媒体２１２としては、例えばメモリカード形態の半導体メモリ等のほか、ディスク形態若しくはテープ形態等様々な形態の磁気記憶媒体等を適用し得る。この記憶媒体２１２は、メモリインターフェース（Ｉ／Ｆ）２１１によって駆動制御される。
【００６８】
なお、本実施形態のカメラ１においては、ボディ部２００に記憶媒体２１２及びメモリインターフェース（Ｉ／Ｆ）２１１を含めて構成しているが、このような形態に限ることはない。例えば、記憶媒体２１２及びメモリインターフェース（Ｉ／Ｆ）２１１を、ボディ部２００とは別体に構成し、両者間を有線ケーブル若しくは無線通信によって双方向で通信可能に接続し、画像データ等の授受を行ない得るように構成してもよい。さらに、記憶媒体２１２は、ボディ部２００の内部で固定した形態であってもよいし、ボディ部２００に対して着脱自在に構成してもよい。
【００６９】
ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）２１３は、例えば画像データ等の一時的保管用メモリであり、画像データに基く信号処理等が行われる際のワークエリア等として使用される。
【００７０】
フラッシュメモリ２１５は、当該カメラ１を動作させる際の各種の制御プログラム等を予め記憶させ収納しておく不揮発性メモリである。フラッシュメモリ２１５としては、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等が適用される。
【００７１】
操作部２１６は、当該カメラ１の設定や動作を実行させるための各種の指示信号を発生させる複数の操作部材及び操作スイッチ等からなる。この操作部２１６で発生した指示信号は、マイクロコンピュータ２１４へと伝達されて、各種の制御処理のトリガー信号となる。
【００７２】
電源回路２１８は、電力供給源からの給電を受けて当該カメラ１を構成する各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給する回路部である。本カメラ１の電力供給源としては、例えば乾電池等の一次電池若しくは蓄電池等の二次電池等（以下、電池等という）のほか、一般の商用電源等がある。
【００７３】
異物検出部２０１は、防滴カバー１１１の表面に異物が付着していないか否かを検出する回路部である。異物検出部２０１は、例えば撮像素子２０２によって取得され各種の処理を経て上記Ａ／Ｄ変換部２０４から連続的に出力される複数のデジタル画像信号に基いて異物検出を行う。具体的には、例えばカメラ１による作動開始時の画像と、所定時間経過後の画像とを比較する処理を行うことによって異物検出がなされる。
【００７４】
ここで、異物とは、例えば防滴カバー１１１の表面に付着して、取得されるべき画像を阻害する要因となる物体、例えば液滴や塵埃等をいう。防滴カバー１１１の表面に、これら液滴や塵埃等が付着した場合、取得される画像内には、極端にコントラストが低下する領域若しくは影像が生ずるはずである。また、防滴カバー１１１に曇りが生じた場合、取得される画像はその全体領域若しくは一部領域が極端にコントラストが低下した状態となったり、鮮明な画像が得られない状況が現出する。
【００７５】
そこで、上記異物検出部２０１は、取得画像を定期的に比較することによって、このような状況を検出する。
【００７６】
本実施形態のカメラ１においては、例えばカメラ１を固定した状況として、所定の撮像範囲を長時間連続的に撮像するような状況での使用を想定している。この場合、撮像される画像内の撮像対象物は、時間経過による経時変化が少ない場合が多い。そこで、例えばカメラ１を起動した当初に取得した画像をリファレンス画像として記録しておき、以後順次取得される画像データについて所定の時間間隔毎に、上記リファレンス画像と比較するといった画像処理等を行って異物検出処理とすることが考えられる。ボディ部２００の構成は概ね以上である。
【００７７】
インターフェース３００は、レンズ部１００とボディ部２００とを電気的に接続する接続部である。本実施形態においては、上述したように、レンズ部１００とボディ部２００とを着脱自在に構成していることから、上記インターフェース３００を必要としているが、レンズ部１００とボディ部２００とを一体に構成した形態とする場合には、上記インターフェース３００は特に必要とせず、レンズ部１００とボディ部２００との各構成ユニット間は、内部バス２１７等と同等の接続伝送路を敷けばよい。
【００７８】
なお、カメラ１には、上述した以外のその他の構成ユニットが種々含まれて構成されているものであるが、それら不図示の構成ユニットについては、本発明に直接関連しない部分であるので、従来一般的なレンズ部と略同様構成であるものとして、その詳細説明は省略する。
【００７９】
上述のように構成されたカメラ１の各構成部は、概略的には以下のように稼動する。まず、画像処理部２０６は、マイクロコンピュータ２１４の指令に従って撮像素子２０２を駆動制御する。撮像素子２０２は、所定のタイミングで順次画像信号（アナログ）を取り込んで光電変換を行う。変換された画像信号（アナログ）はアナログ処理部２０３，Ａ／Ｄ変換部２０４を経て、所定の処理がなされた後、画像処理部２０６でビデオ信号に変換され、ＬＣＤ２１０へと出力され表示される。使用者（ユーザ）は、このＬＣＤ２１０の表示画面を確認することで、取得された画像を視認し得る。
【００８０】
また、Ａ／Ｄ変換部２０４から出力された画像データは、ＳＤＲＡＭ２１３に一時的に記憶される。このＳＤＲＡＭ２１３に一時記憶された画像データは、マイクロコンピュータ２１４の制御下で、画像圧縮展開部２０８によってＪＰＥＧデータ等（静止画像データの場合）あるいはＭＰＥＧデータ等（動画像データの場合）に変換された後、メモリＩ／Ｆ２１１を介して記憶媒体２１２に保管される。
【００８１】
撮像光学系の焦点調節制御は、同フォーカスレンズ１０１の光軸Ｏ上における位置を順次変更しながら、その都度、撮像素子２０２によって撮像し、取得された画像データに基づいて当該画像も最もコントラストの高い位置を、マイクロコンピュータ２１４の制御下で画像処理部２０６において演算し、その演算結果をインターフェース３００を介してマイクロコンピュータ１０７へと伝達し、当該マイクロコンピュータ１０７がフォーカスレンズ１０１の光軸Ｏ上の位置制御を行う。測光（ＡＥ処理）も撮像画像に基づいて光量検出を行ない周知の処理によって行う。
【００８２】
次に、本実施形態の液滴排除装置４００の機構的な詳細構成を、主に図３〜図５を用いて以下に説明する。
【００８３】
液滴排除装置４００は、上述したように、主に防滴カバー１１１と振動制御装置４０１と加熱制御装置４０２等によって主に構成されている。その主要構成部材としては、防滴カバー１１１と圧電素子１２０とヒーター１３０等である。そして、これら主要構成部材は支持枠（base frame）１４０によって固定支持されている。ここで、支持枠１４０は、主に防滴カバー１１１（光学素子）を取り付け固定するために設けられる台座部材である。
【００８４】
本実施形態の液滴排除装置４００において、防滴カバー１１１は、上述したように、矩形状の薄板ガラスを適用した例を示している。この防滴カバー１１１の外周縁部には、全周に亘って防滴シール１５０が密着して嵌合配置されている。この状態において、防滴シール１５０と防滴カバー１１１とは水密状態で密着している。したがって、この状態においては、防滴シール１５０は、上記防滴カバー１１１（光学素子）を固定保持する保持部材となっている。上記防滴シール１５０は、振動吸収性を有すると共に、上記防滴カバー１１１よりも熱伝導性の低い素材、例えばシリコンゴム等のゴム素材によって形成されている。
【００８５】
このように、防滴シール１５０が外周縁部に嵌合配置された状態の防滴カバー１１１は、支持枠１４０の一平面上に配置された状態で、後述する所定の手段によって当該支持枠１４０に対して固設されている。
【００８６】
支持枠１４０は、略中央部に矩形状の貫通開口１４５を有する筐体である。この貫通開口１４５は、被写体（撮像対象物）からの入射光束を通過させて、当該光束を上記撮像光学系へと導くための開口である。支持枠１４０は、熱伝導性の低い素材、例えば合成樹脂等を用いた樹脂成形部品によって形成されている。
【００８７】
上記支持枠１４０の貫通開口１４５の内周縁部には、Ｙ方向に突出するように全周に亘って遮光部１４３が設けられている。この遮光部１４３は、貫通開口１４５を通過する光束を規制することによって、防滴カバー１１１における結像光束通過領域１７０を規定している。なお、結像光束通過領域１７０は、光学像を形成するための光束を通過させる防滴カバー１１１内の領域である。
【００８８】
また、上記支持枠１４０において、上記貫通開口１４５以外の部位における一面側には、その外周縁部近傍の所定の部位に、前面（Ｚ方向）に向けて突出する複数の位置決め用突起部１４６が形成されている（図３参照）。上記複数の位置決め用突起部１４６は、その内面側に防滴カバー１１１の防滴シール１５０の外周縁部を当接させることによって、当該防滴カバー１１１の上記支持枠１４０に対するＸＹ方向の位置決めをする機能を有する。なお、本実施形態において上記複数の位置決め用突起部１４６は、支持枠１４０を正面から見たときの外周縁部近傍、即ち四つの側縁を形成する各辺に二箇所ずつの合計８個設けた例を示している。
【００８９】
これにより、防滴カバー１１１は、その四辺の各辺二箇所においてＸＹ方向の位置決めがなされている。この状態において、防滴カバー１１１は、図４に示すように、支持枠１４０の貫通開口１４５以外の部位の一面側に載置される状態で配置される。このとき、上記支持枠１４０の同面において、防滴カバー１１１の防滴シール１５０に対向する部位には、当該支持枠１４０の一面から前面（Ｚ方向）に向けて突出する防滴カバー受部１４１が形成されている。
【００９０】
このような構成により、上記支持枠１４０の一面側に防滴シール１５０を取り付けた防滴カバー１１１が配置されたとき、当該防滴カバー１１１の防滴シール１５０の外周縁部は上記複数の位置決め用突起部１４６がＸＹ方向の位置決めをし、上記防滴カバー受部１４１が防滴シール１５０のＺ方向の位置決め支持をしている。
【００９１】
さらに、この状態において、上記防滴カバー１１１の防滴シール１５０は、前面（Ｚ方向）側から後方側の支持枠１４０の防滴カバー受部１４１に向けて、押圧部材１５１により押圧されている。この押圧部材１５１は、ばね性を有する板状金属部材を折り曲げ加工によって、例えば図４に示すように、断面がＺ字形状に形成されている。
【００９２】
押圧部材１５１は、基端側の一片が支持枠１４０の一面に対してねじ１５２を用いて締結固定されている。この場合において、上記押圧部材１５１は、支持枠１４０の一面に前面（Ｚ方向）に向けて突設された回転止め突起１４２によって回転規制されている。一方、上記押圧部材１５１は、先端側の他の一片が防滴シール１５０の前面側の押圧受用突起部１５３を押圧するように配置されている。
【００９３】
このような構成により、上記押圧部材１５１が防滴シール１５０を前面側から後方側の支持枠１４０に向けて押圧することによって、防滴シール１５０と防滴カバー受部１４１との間を水密状態としている。これにより、防滴カバー１１１と防滴シール１５０と支持枠１４０とによって形成される内部空間（第１内部空間１４９及び第２内部空間１５９；後述する）は、外部の空間に対して水密状態となっている。また、押圧部材１５１の押圧力が加わる防滴シール１５０と防滴カバー１１１の接触部及び、防滴シール１５０と防滴カバー受け部１４１の接触部は、防滴カバー１１１の振動を阻害することが考えられるが、防滴シール１５０をゴム等の振動吸収性のある素材で形成し、かつ上記の２つの接触部を防滴カバー１１１の振動振幅がほとんど無い部位に形成することにより、防滴カバー１１１の振動を阻害することの無い構造としている。
【００９４】
さらに、上記支持枠１４０の一面側において、上記貫通開口１４５の外周縁部近傍には、突出嵌合部１４４が形成されている。この突出嵌合部１４４は、上記支持枠１４０の一面側から前面（Ｚ方向）に向けて突出し、当該貫通開口１４５の外周縁の全周に亘って形成されている。この突出嵌合部１４４には防塵シール１６０が固定配置されている。
【００９５】
上記防塵シール１６０は、振動吸収性を有すると共に、上記防滴カバー１１１よりも熱伝導性の低い素材、例えばゴム素材等によって、略円環形状若しくは略矩形環状に形成されている。そして、上記防塵シール１６０の基部は、上述したように、上記突出嵌合部１４４の外周縁に嵌合することで上記支持枠１４０に対して位置決め固定されている。また、上記防塵シール１６０は、リップ形状の先端部を有しており、当該防塵シール１６０が支持枠１４０の所定の位置に固定配置されたとき、上記リップ状先端部は、防滴カバー１１１の内面に接触し、これを押圧するようにして配置される。
【００９６】
つまり、防塵シール１６０は、上記防滴カバー１１１（光学素子）と上記支持枠１４０との間に設けられ、一部が上記支持枠１４０の突出嵌合部１４４に嵌合固定され、他の一部が上記防滴カバー１１１（光学素子）の表面に水密的に当接して配置されている。
【００９７】
この場合において、上記防塵シール１６０のリップ状先端部による防滴カバー１１１への押圧力は、上記押圧部材１５１による上記防滴シール１５０への押圧力よりも充分に小さい押圧力である。したがって、上記防塵シール１６０が上記防滴カバー１１１に接触している状態であっても、上記防塵シール１６０が当該カバー１１１の振動を阻害することがないように構成されている。
【００９８】
これに加えて、上記防塵シール１６０は、上記防滴カバー１１１が上記圧電素子１２０の作用によって振動する際の振動を吸収する機能をも有する。したがって、上記防塵シール１６０は、上記防滴カバー１１１の振動が上記支持枠１４０へと伝わるのを抑止している。
【００９９】
上述したような形態で、上記防塵シール１６０は、防滴カバー１１１と支持枠１４０との間に挟まれるようにして配置されている。この場合において、上記防塵シール１６０は、上記内部空間（防滴カバー１１１と防滴シール１５０と支持枠１４０とによって形成される空間）を、第１内部空間１４９と第２内部空間１５９とに分割し、上記第１内部空間１４９を封止している。
【０１００】
ここで、第１内部空間１４９は、内部に圧電素子１２０やヒーター１３０等が配置される空間となる。換言すると、圧電素子１２０（加振部材）及びヒーター１３０（加熱部材）は、上記内部空間内において、結像光束通過領域１７０と防滴シール１５０（保持部材）との間に配置される。
【０１０１】
また、第２内部空間１５９は、画像を形成するための光束が通過する結像光束通過領域１７０を含む空間である。この第２内部空間１５９の後方には、図示されていないが、当該カメラ１のレンズ部１００に含まれる撮像光学系が配置されている。
【０１０２】
したがって、上述のような構成、即ち防塵シール１６０が上記内部空間を第１内部空間１４９と第２内部空間１５９とに分割する構成としたことにより、防塵シール１６０は、上記第１内部空間１４９を上記第２内部空間１５９に対して密閉状態としている。このことは、例えば圧電素子１２０等が機械的に振動することによって生じる得る塵埃等が、上記第１内部空間１４９側から上記第２内部空間１５９側へと入り込むのを阻止する機能を、上記防塵シール１６０が有していることを示している。なお、防塵シール１６０は、必ずしも必要とする構成要素ではない。したがって、防塵シール１６０を取り除いた構成であってもよい。
【０１０３】
また、上記支持枠１４０には、上記第１内部空間１４９内の上記圧電素子１２０及び上記ヒーター１３０のそれぞれから延出されるフレキシブルプリント基板１２１，１３１のそれぞれを挿通させて、当該支持枠１４０の後方へとそれぞれ導き出すための基板挿通穴１４７，１４８が設けられている（図３参照）。これら上記基板挿通穴１４７，１４８は、上記第１内部空間１４９と上記第２内部空間１５９とに開口し、両者間を挿通している。これにより、基板挿通穴１４７，１４８は、第１内部空間１４９内の空気抜き用の空気挿通路としても機能する。
【０１０４】
即ち、第１内部空間１４９には、ヒーター１３０が配設されているが、このヒーター１３０が作動し加熱されたとき、このヒーター１３０によって第１内部空間１４９内の空気は暖められ膨張することになる。上述したように第１内部空間１４９は、防滴シール１５０と防塵シール１６０とによって水密的な密閉空間とされている。密閉空間内の空気が暖められて膨張すると、防滴シール１５０と防塵シール１６０とに負荷がかかることになる。しかしながら、本実施形態においては、第１内部空間１４９内の空気が暖められて膨張したときには、上記基板挿通穴１４７，１４８から空気が抜けるように構成されているので、防滴シール１５０や防塵シール１６０に不必要な負荷がかかることはない。また、第１内部空間１４９は小さな空間容積内に空気が満たされており、この空間をヒーター１３０が加熱することで空気が対流し、対流による熱伝導により空気に接する防滴カバー１１１が効率的に加熱される。
【０１０５】
このように構成された本実施形態の液滴排除装置４００の作用を、以下に説明する。図６，図７は、本実施形態の液滴排除装置の作用を示す図である。このうち、図６，図７は、所定サイズ（板厚ｔ＝０．６ｍｍ，縦辺寸法Ｈ＝３１．５ｍｍ，横辺寸法Ｗ＝３０．５ｍｍ）の矩形状のガラス板からなる防滴カバー１１１に、圧電素子１２０とヒーター１３０とを取り付けた液滴排除装置において、圧電素子に対し所定周波数の正弦波電圧信号を印加して発生する共振屈曲振動の節線を示す図である。ここで、図６は、圧電素子１２０に９３．８ｋＨｚの正弦波電圧信号を印加した場合に発生する共振屈曲振動の節線を示している。また、図７は、圧電素子１２０に９８．３ｋＨｚの正弦波電圧信号を印加した場合に発生する共振屈曲振動の節線を示している。なお、図６，図７において節線を太い破線で示している。この共振屈曲振動の振幅は、非共振振動の場合の振動振幅の数十倍以上の大きさになり、節線付近以外では振動の加速度も数万ｍ／ｓ２以上となり、防滴カバー１１１に付着した液滴には大変大きな力が作用する。するとこの大きな力の作用により液滴は霧状の微小液滴となって防滴カバー１１１の表面から除去される。
【０１０６】
圧電素子制御部１０９からの電気信号の周波数を変えることによって、図６、図７に示すような異なる振動モードの共振屈曲振動を発生することが可能であり、発生する共振屈曲振動の節線１７４の位置を変えることができる。これにより、結像光束通過領域１７０の全面に亘って振幅の大きな屈曲振動を発生させることができる。
【０１０７】
圧電素子１２０のＹ方向の幅寸法は、Ｙ方向屈曲の１/２波長レベル以下で、なおかつ圧電素子１２０のＸ方向に延びる節線１７４に沿うようにして、防滴カバー１１１に取り付けられている。なお、ヒーター１３０についても、上記圧電素子１２０と略同様に配設されている。ただし、図６に示す共振屈曲振動では、ヒーター１３０は完全には節線１７４に沿っていないが、ヒーター１３０自体薄く形成されていて屈曲剛性が低いこともあって、形状や大きさに関わらず当該ヒーター１３０が防滴カバー１１１の振動を阻害することはほとんどない。このような構成とすることによって、圧電素子１２０やヒーター１３０が防滴カバー１１１の振動を阻害することがないように構成できる。
【０１０８】
一方、押圧部材１５１による押圧力がかかる防滴シール１５０の押圧受用突起部１５３におけるＸ方向の中心線と、防滴シール１５０が押圧される支持枠１４０の防滴カバー受部１４１における中心線とは、一致するようにされている。さらに、押圧受用突起部１５３と支持枠１４０の防滴カバー受部１４１のＹ方向の幅は防滴カバー１１１のＹ方向の屈曲振動の波長の１／２よりも十分に小さくして防滴カバーの振動振幅がほとんど無い部位（Ｙ方向に延びる節線１７４の付近）に力がかかるようにしている。したがって、防滴カバー１１１（の防滴シール１５０）が支持されている部位においても、防滴カバー１１１の振動が阻害されることはない。
【０１０９】
他方、防滴カバー受部１４１のＹ方向に延びる部分は、必ずしもＹ方向の明確な節線に沿うものではない。しかしながら、防滴カバー１１１の外周縁部近傍においては、その屈曲振動の振動振幅が、図６、図７の下断面図に示すように防滴カバー１１１の中心部近傍に比べて極めて小さい。したがって、この部位における防滴カバー１１１の支持においても、防滴カバー１１１の振動が阻害されることはない。さらに、防滴カバー１１１に発生する共振屈曲振動は圧電素子１２０により発生した屈曲振動が防滴カバー１１１の辺を構成する端部で反射されて重なることによって形成される。従って、防塵カバー１１１の辺の部分は自由に屈曲振動ができるようにしておかないと、防塵カバー１１１の共振屈曲振動を阻害するが、本実施形態では、防塵カバー１１１の辺の光軸寄りで、共振屈曲振動の節線付近、あるいは振動の振幅がほとんど無い部位を押圧支持しており、防塵カバー１１１の共振屈曲振動を阻害することがない。
【０１１０】
図８は、本実施形態の液滴除去装置の作用を概念的に示す図である。また、図８は、図６、図７の側断面図に対応している。
【０１１１】
図８の矢印１７６で示す方向に分極された圧電素子１２０に所定の周波電圧が印加された場合、防滴カバー１１１は、ある時点ｔ０において、屈曲振動の最大振幅の状態となり、図８の実線に示す状態となる。
【０１１２】
防滴カバー１１１の表面の任意の位置ｙにある質点Ｙ１の任意の時刻ｔでのＺ方向の振動ｚは、振動の角速度ω，Ｚ方向の振幅Ａ，Ｙ＝２πｙ／λ（λ：屈曲振動の波長）として、下記の（１）式の通りに表される。
【０１１３】
ｚ＝Ａｓｉｎ（Ｙ）・ｃｏｓ（ωｔ）    …（１）
この（１）式は、図６，図７に示す定在波振動を表す。即ち、ｙ＝ｓ・λ／２の時（ここで、ｓは整数）にＹ＝ｓπとなり、ｓｉｎ（Ｙ）は零になる。従って、時間に関係なくＺ方向の振動振幅が零になる節１７７をλ／２ごとに持つことになり、これは定在波振動である。図８において破線で示す状態は、時間ｔ０の状態に対して振動が逆相となる状態、即ちｔ＝ｋπ／ωでの状態を示す（ここで、ｋは奇数）。
【０１１４】
防塵カバー１１１上の点Ｙ１の振動は、屈曲定在波の振動の腹１７８の位置になるので、振動振幅はＡとなり、Ｚ方向の点Ｙ１の位置ｚ（Ｙ１）は、
ｚ（Ｙ１）＝Ａｃｏｓ（ωｔ）    …（２）
となる。
【０１１５】
Ｙ１の振動速度Ｖｚ（Ｙ１）は、振動の周波数をｆとすると、ω＝２πｆであるので、上記（２）式を時間で微分して、
Ｖｚ（Ｙ１）＝ｄ（ｚ（Ｙ１））／ｄｔ
＝−２πｆ・Ａｓｉｎ（ωｔ）      …（３）
となる。
【０１１６】
Ｙ１の振動加速度αｚ（Ｙ１）は、上記（２）式をさらに時間で微分して、
αｚ（Ｙ１）＝ｄ（Ｖｚ（Ｙ１））／ｄｔ
＝−４π２ｆ２・Ａｃｏｓ（ωｔ）  …（４）
となる。これにより、Ｙ１に付着している液滴等５００は、上記（４）式の加速度を受けることとなる。この時、液滴等５００の受ける慣性力Ｆｋは、液滴等５００の質量をＭとして、
Ｆｋ＝αｚ（Ｙ１）・Ｍ
＝−４π２ｆ２・Ａｃｏｓ（ωｔ）・Ｍ      …（５）
となる。
【０１１７】
上記（５）式から、慣性力Ｆｋは周波数ｆを上げると大きくなるので効果的なことが判るが、その時の振動振幅Ａが小さいと、いくら周波数を上げたからと言って、慣性力を上げることは出来ない。一般的には、加振の振動エネルギーを発生させる圧電素子１２０の大きさを一定とすると、所定の最大振動エネルギーしか発生することができない。従って、同じ形態の振動モードで周波数を上げると振動振幅Ａは周波数ｆの２乗に逆比例し、共振周波数を上げて高次の共振モードにすると、振動振幅は低下し、振動速度が上がらず、振動加速度も上がらない。むしろ、周波数が高くなると、理想的に振動を重ね合わせて共振させることが難しく、振動エネルギー損失が大きくなり、振動加速度は下がる。即ち、単に共振モードで振動を発生させることでは大きな振幅を持つモードにはならず、塵埃除去の効果が著しく悪化してしまう。本実施形態では、防滴カバー１１１の結像光束通過領域１７０と防塵カバー１１１の外形との間で、共振屈曲振動の波長の１／２以下の幅をもつ圧電素子１２０の幅の中心線を共振屈曲振動の節線に沿うように配置して効率的な振動の重ね合わせを実現し、大きな振動振幅を得ている。
【０１１８】
また、図８の防塵カバー１１１の保持では、振動の節を支持すれば良いが、振動の腹を支持してしまうと、発生している振動を阻害し、振動加速度を著しく低下させ、結果として塵埃の除去性能を低下させてしまうことになる。本実施形態では、防塵カバー１１１の外周縁部に沿うようにゴム等の振動吸収性の素材からなる防滴シール１５０を形成し、さらに既に述べたように屈曲振動の振幅のほとんど無い防滴カバー１１１の領域を、屈曲振動の波長の１／２より十分に狭い幅で押圧支持し、振動を阻害することが殆ど無いように構成している。また、この支持機構により防滴シール１５０は防滴カバー１１１と防滴カバー受部１４１とに密着する。従って、空間１４９は封止され、外界の塵埃は勿論のこと雨等の水分が空間１４９内に侵入することが無く、圧電素子１２０やヒーター１３０等にそれらが付着することによるショートや腐食等の故障を発生させることがない。
【０１１９】
防滴カバー１１１がＺ方向の振幅を持つ振動をするエリアに付着した液滴等５００は、液滴を構成する分子同士の結合力よりも強い振動の力によりＺ方向に液滴５００の体積の数百分の１以下の体積の複数の微小液滴５０１になって飛び散ることになる。この複数の微小液滴５０１には重力がかかるので重力方向に落下するが、空気の流れによっては再び防滴カバー１１１に付着することもある。その場合には、再付着した微小液滴５０１は防滴カバー１１１の共振屈曲振動では除去できないが、ヒーター１３０によって加熱された防滴カバー１１１の熱によって、これら微小液滴５０１は短時間で蒸発することになる。例えば、液滴５００が直径１ｍｍの水の球とすると、環境温度２０℃ではこの液滴５００を蒸発させるのに０．７J（ジュール）の大きなエネルギーが必要になる。ところが、直径１ｍｍの球の液滴を直径０．１ｍｍの球の微小液滴にすることができれば、微小液滴の体積が１／１０００になることから、各微小液滴を蒸発させるのに必要なエネルギーも１／１０００の０．０００７Jになり、また、防滴カバー１１１から微小液滴にはその体積が微小であるため短時間で熱が伝導する。すると、防滴カバー１１１の表面温度を上げるためのヒーター１３０の消費電力も小さくて良く。効率的に防滴カバー１１１に付着した液滴５００を除去することができる。一方、微小液滴は体積が１／１０００になっていることから、防滴カバー１１１の共振屈曲振動で発生する最大の加速度を加えたとしても１／１０００の質量の微小液滴には１／１０００の力しか作用しないので、屈曲共振振動で微小液滴を除去することは出来ない。
【０１２０】
ヒーター１３０による防滴カバー１１１の加熱は、当然、ヒーター１３０に近い部分が温度は高く、ヒーター１３０から離れるに従って低くなる。微小液滴５０１は重力によりＹ方向下方に落下し、落下距離が長いほど再付着する確率は高くなるので、防滴カバー１１１の下側になるほど再付着の確率は高くなる。このことから、ヒーター１３０の配置を防滴カバー１１１の下寄りの部位とすることによって微小液滴の付着密度の高い部分を効果的に加熱することができ、再付着した微小液滴の除去に対し非常に有効な措置となる。
【０１２１】
次に、本実施形態における液滴排除装置４００の圧電素子制御部１０９について、以下に説明する。図９は、本実施形態の液滴排除装置における圧電素子制御部の構成を概略的に示す回路図である。図１０は、図９の圧電素子制御部における各構成部材から出力される各信号形態を示すタイムチャートである。
【０１２２】
圧電素子制御部１０９は、図９に示す如くの回路構成を有し、その各部において、図１０のタイムチャートで表わす波形信号（Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ４）が生成され、それらの信号に基づいて次のように制御される。
【０１２３】
圧電素子制御部１０９は、図９に示すように、Ｎ進カウンタ１８２，１／２分周回路１８３，インバータ１８４，複数のＭＯＳトランジスタＱ００，Ｑ０１，Ｑ０２，トランス１８５，抵抗Ｒ００，電圧制御回路１８６から構成されている。
【０１２４】
上記トランス１８５の１次側に接続されたＭＯＳトランジスタＱ０１及びＭＯＳトランジスタＱ０２のＯＮ／ＯＦＦ切替え動作によって、そのトランス１８５の２次側に所定周期の信号（Ｓｉｇ４）が発生するように構成されており、この所定周期の信号に基づき圧電素子１２０を駆動させ、これを固着した防滴カバー１１１に共振定在波を発生させるようになっている。
【０１２５】
なお、以下の説明において、圧電素子制御部１０９は、ボディ部２００側のマイクロコンピュータ（Ｂｕｃｏｍ）２１４によって制御されるように説明しているが、実際には、ボディ部２００側のマイクロコンピュータ（Ｂｕｃｏｍ）２１４とレンズ部１００側のマイクロコンピュータ（Ｌｕｃｏｍ）１０７とが協働することによって一連の制御処理が行われるものである。以下の説明では、煩雑化を避けるために、主にボディ部２００側のマイクロコンピュータ（Ｂｕｃｏｍ）２１４による制御として記述している。
【０１２６】
ボディ部２００側のマイクロコンピュータ（以下、Ｂｕｃｏｍという）２１４は、制御ポートとして設けられた３つのＩＯポートＰ＿ＰｗＣｏｎｔ，ＩＯポートＤ＿ＮＣｎｔ，ＩＯポートＶＣｎｔと、当該Ｂｕｃｏｍ２１４内部に存在するクロックジェネレータ１８１を介して圧電素子制御部１０９を次のように制御する。
【０１２７】
クロックジェネレータ１８１は、圧電素子１２０へ印加する信号周波数より充分に早い周波数でパルス信号（基本クロック信号）をＮ進カウンタ１８２へ出力する。この出力信号が、図１０のタイムチャートが表わす波形の信号Ｓｉｇ１である。そして、この基本クロック信号はＮ進カウンタ１８２へ入力される。
【０１２８】
Ｎ進カウンタ１８２は、当該パルス信号をカウントし所定の値"Ｎ"に達する毎にカウント終了パルス信号を出力する。即ち、基本クロック信号を１／Ｎに分周することになる。この出力信号が、図１０のタイムチャートが表わす波形の信号Ｓｉｇ２である。
【０１２９】
この分周されたパルス信号はＨｉｇｈとＬｏｗのデューティ比が１：１ではない。そこで、１／２分周回路１８３を通してデューティ比を１：１へ変換する。なお、この変換されたパルス信号は、図１０のタイムチャートが表わす波形の信号Ｓｉｇ３に対応する。
【０１３０】
この変換されたパルス信号のＨｉｇｈ状態において、この信号が入力されたＭＯＳトランジスタＱ０１がＯＮする。一方、ＭＯＳトランジスタＱ０２へはインバータ１８４を経由してこのパルス信号が印加される。従って、パルス信号のＬｏｗ状態において、この信号が入力されたＭＯＳトランジスタＱ０２がＯＮする。トランス１８５の１次側に接続されたＭＯＳトランジスタＱ０１とＭＯＳトランジスタＱ０２が交互にＯＮすると、２次側には図１０の信号Ｓｉｇ４の如き周期の信号が発生する。
【０１３１】
トランス１８５の巻き線比は、電源回路２１８のユニットの出力電圧と圧電素子１２０の駆動に必要な電圧とから決定される。なお、抵抗Ｒ００はトランス１８５に過大な電流が流れることを制限するために設けられている。
【０１３２】
圧電素子１２０を駆動するに際しては、ＭＯＳトランジスタＱ００がＯＮ状態にあり、かつ電源回路２１８からトランス１８５のセンタータップに電圧が印加されていなければならない。そして、この場合において、ＭＯＳトランジスタＱ００のＯＮ／ＯＦＦ制御は、Ｂｕｃｏｍ２１７のＩＯポートＰ＿ＰｗＣｏｎｔを介して行われるようになっている。また、電圧制御回路１８６は、Ｂｕｃｏｍ２１４のＩＯポートＶＣｎｔを介して制御され、トランス１８５の１次側に印加される電圧を制御している。トランス１８５の１次側の電圧を変化させると、２次側の電圧が対応して変化し、圧電素子１２０に印加される電圧が変化する。すると、圧電素子１２０の屈曲量が変化し、防滴カバー１１１の共振屈曲振動の振幅が変化する。従って、電圧制御回路１８６により、防塵カバー１１１の共振屈曲振動の振幅を制御することが可能となる。
【０１３３】
Ｎ進カウンタ１８２の設定値"Ｎ"は、Ｂｕｃｏｍ２１４のＩＯポートＤ＿ＮＣｎｔから設定でき、よってＢｕｃｏｍ２１４は、設定値"Ｎ"を適宜に制御することで、圧電素子１２０の駆動周波数を任意に変更可能である。
【０１３４】
このとき、次の（６）式によって周波数は算出可能である。即ち、
ｆｄｒｖ＝ｆｐｌｓ／２Ｎ      …（６）
ただし、ＮはＮ進カウンタ１８２への設定値，ｆｐｌｓはクロックジェネレータ１８１の出力パルスの周波数，ｆｄｒｖは圧電素子１２０に印加される信号の周波数である。なお、この（６）式に基づいた演算は、Ｂｕｃｏｍ２１４において行われる。
【０１３５】
次に、本実施形態の液滴排除装置４００における制御処理について、図１１，図１２を用いて以下に説明する。図１１，図１２は、本実施形態の液滴排除装置における制御処理のフローチャートである。このうち、図１１は、本実施形態の液滴排除装置のメイン制御のフローチャートである。また、図１２は、ボディ部側マイクロコンピュータ（Ｂｕｃｏｍ）による加振動作のフローチャートである。
【０１３６】
図１１に示すフローチャートに係わる制御プログラムは、主にボディ部２００側のＢｕｃｏｍ２１４において稼動する。この制御プログラムは、カメラ１を起動させるための所定の操作、例えば操作部２１６に含まれる電源スイッチがオン（ＯＮ）操作されることによって、その稼動を開始する（スタート）。
【０１３７】
まず最初に、ステップＳ１０１において、当該カメラ１を起動するための処理が実行される。即ち、Ｂｕｃｏｍ２１４は、電源回路２１８を制御して当該カメラ１を構成する各回路ユニットへの電力供給を開始する。また、各回路の初期設定動作を実行する。
【０１３８】
次に、ステップＳ１０２において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、加振動作処理をコールして、圧電素子制御部１０９を介して圧電素子１２０を制御して防滴カバー１１１を振動させるための制御処理を実行する。なお、この加振動作処理の詳細は、図１２のサブルーチンによって後述する。
【０１３９】
続いて、ステップＳ１０３において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、加熱動作処理をコールして、加熱制御部１１０を介してヒーター１３０を制御して防滴カバー１１１を加熱させるための制御処理を実行する。
【０１４０】
続いて、ステップＳ１０４において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、撮像動作処理を実行する。この撮像動作処理は、撮像素子２０２を駆動させて順次取得される画像データを受けて、順次所定の画像処理を施した後、画像データをSDRAM２１３あるいは、メモリI／Fを介して記録媒体２１２に記録させる一連の処理である。この撮像動作処理は、従来の撮像素子を用いて画像を取得する一般的な形態のカメラにおいて行われているものと同様の処理である。
【０１４１】
ステップＳ１０５において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、画像処理部２０６及び異物検出部２０１等を制御して、防滴カバー１１１の表面に異物が存在するか否かを検出する異物検出動作処理を実行する。この異物検出動作処理は、上述のステップＳ１０４にて取得される画像データに基づいて行われる画像処理である（詳細は上述した）。
【０１４２】
ステップＳ１０６において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、上述のステップＳ１０５の処理にて異物が検出されたか否かの確認を行う。ここで、異物が検出されている場合には、ステップＳ１０７の処理に進む。また、異物が検出されていない場合には、ステップＳ１０８の処理に進む。
【０１４３】
上述のステップＳ１０６の処理にて異物検出が確認された場合にステップＳ１０７に進むと、このステップＳ１０７において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、加振動作を変更する加振動作変更処理を実行する。この加振動作変更処理は、例えば電圧制御回路１８６の出力電圧を上げて振動振幅の大きな、より強い振動を加えるといった制御処理である。その後、上述のステップＳ１０２の処理に戻る。また、液滴や塵埃などの異物に加えられる防滴カバー１１１の共振屈曲振動の印加時間を長くすることでも、異物に作用する振動エネルギーは大きくなり、異物を防滴カバー１１１から除去する効果を高めることができる。
【０１４４】
なお、上述の異物検出動作処理は、繰り返し定期的に行われることになるが、いつまでも異物が検出され続けて、異物が排除できないような場合には、例えばステップＳ１０６からステップＳ１０７への検出確認判定の分岐が所定回数を超えた場合には、別の処理シーケンスに分岐し、そこで、ＬＣＤ２１０への警告表示等を発し続けると共に、元の通常処理に戻るようにしてもよい。使用者（ユーザ）がＬＣＤ２１０の警告表示を視認すれば、使用者（ユーザ）が手動にて防滴カバー１１１の表面を拭う等、なんらかの強制的な措置を講ずることで、異物排除を行うことができる。
【０１４５】
図１１に戻って、上述のステップＳ１０６の処理にて異物検出が確認されずにステップＳ１０８に進むと、このステップＳ１０８において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、通常の加振動作処理と加熱動作処理の実行を継続する。
【０１４６】
続いて、ステップＳ１０９において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、撮像動作処理の実行を継続して行う。
【０１４７】
次に、ステップＳ１１０において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、操作部２１６等から生じる指示信号を監視して、撮像動作を停止させるための指示信号（撮像停止信号）が発生していないか否かの確認を行う。ここで、撮像停止信号とは、例えば撮像動作を停止する指示信号であったり電源オフ信号等である。
【０１４８】
上記ステップＳ１１０の処理にて、撮像停止信号が確認された場合には、次のステップＳ１１１の処理に進む。また、撮像停止信号が確認されない場合には、上述のステップＳ１０８の処理に戻る。
【０１４９】
上述のステップＳ１１０の処理において撮像停止信号が確認されてステップＳ１１１の処理に進むと、このステップＳ１１１において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、圧電素子制御部１０９を制御して加振動作停止処理を実行する。
【０１５０】
続いて、ステップＳ１１２において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、加熱制御部１１０を制御して加熱動作停止処理を実行する。その後、一連の処理シーケンスを終了する（エンド）。
【０１５１】
次に、図１１のステップＳ１０２の加振動作処理シーケンスの詳細を、図１２を用いて以下に説明する。
【０１５２】
まず、図１２のステップＳ２０１において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、防滴カバー１１１を振動させるための駆動時間（Ｔｏｓｃｆ０）と駆動周波数（共振周波数：Ｎｏｓｃｆ０）に関するデータをフラッシュメモリ２１５から読み出す。
【０１５３】
次に、ステップＳ２０２において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、ＩＯポートＤ＿ＮＣｎｔから駆動周波数Ｎｏｓｃｆ０を圧電素子制御部１０９のＮ進カウンタ１８２へ出力し設定する（図９参照）。
【０１５４】
続いて、ステップＳ２０３において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、制御フラグＰ＿ＰｗＣｏｎｔを「Ｈｉ」に設定する。これにより、圧電素子１２０は、所定の駆動周波数（Ｎｏｓｃｆ０）で防滴カバー１１１を加振して、当該防滴カバー１１１の表面に付着した液滴等を振り払う振動動作を実行する。
【０１５５】
次いで、ステップＳ２０４において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、所定の駆動時間（Ｔｏｓｃｆ０）の間、防滴カバー１１１を振動させた状態で待機する。
【０１５６】
上述のステップＳ２０４による所定の時間（Ｔｏｓｃｆ０）が経過すると、続いて、ステップＳ２０５において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、制御フラグＰ＿ＰｗＣｏｎｔを「Ｌｏ」に設定する。これにより液滴排除動作は停止する。その後、元の処理シーケンスに復帰する（リターン）。この場合においては、図１１のフローチャートに戻り、次のステップＳ１０３の処理に進む。
【０１５７】
なお、本実施形態の液滴排除装置における加振動作処理は、上述の図１１で説明した例に限ることはなく、他の形態の加振動作処理も考えられる。例えば、図１３に示すフローチャートは、本実施形態における加振動作処理の変形例を示す。本変形例の加振動作処理においては、上述の図１１で説明した上記第１の実施形態における加振動作処理とは、防滴カバー１１１の動作が若干異なる。
【０１５８】
即ち、上記第１の実施形態では、防滴カバー１１１の駆動周波数をｆ０（固定値）として防滴カバー１１１に定在波が発生するような形態としている。これに対し本変形例では、駆動周波数を順次変更して加えることで、環境温度などで変化する共振周波数を追尾するような厳密な駆動周波数制御を行わなくても、共振周波数の変化域を含む広い周波数帯域をスイープことによって振動振幅の大きな振動が発生されるようにしている。
【０１５９】
また、防滴カバー１１１の形状寸法や材質が製造時における部品バラツキ等に起因して変化が生じた場合には共振周波数が大きく変化する可能性がある。そのために、製品毎の圧電素子１２０の駆動を均一化するためには、各製品ごとに正確な共振周波数を設定する必要がある。この場合において、共振周波数ではない周波数で駆動すると振動速度が下がってしまうこともある。
【０１６０】
そこで、以下に説明する本変形例に示されるような周波数制御を適用すれば、極めて簡単な制御回路によっても共振周波数による圧電素子１２０の駆動が可能となり、よって製造時の部品バラツキに起因する共振周波数のバラツキが生じたとしても、常に適正な制御を行うことができるという効果を得られる。
【０１６１】
以下に、本変形例の加振動作処理における周波数制御について、図１３の処理シーケンスによって説明する。
【０１６２】
まず、図１３のステップＳ２１１において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、防滴カバー１１１を振動させるための駆動時間（Ｔｏｓｃｆ０）と、駆動開始周波数（Ｎｏｓｃｆｓ）と、周波数変移量（Δｆ）と、駆動終了周波数（Ｎｏｓｃｆｅ）とに関するデータをフラッシュメモリ２１５から読み出す。
【０１６３】
次に、ステップＳ２１２において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、駆動周波数（Ｎｏｓｃｆ）に駆動開始周波数（Ｎｏｓｃｆｓ）を設定する。
【０１６４】
続いて、ステップＳ２１３において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、ＩＯポートＤ＿ＮＣｎｔから駆動周波数（Ｎｏｓｃｆ）を圧電素子制御部１０９のＮ進カウンタ１８２へ出力し設定する。
【０１６５】
ステップＳ２１４において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、制御フラグＰ＿ＰｗＣｏｎｔを「Ｈｉ」に設定する。これにより、圧電素子１２０は、所定の駆動周波数（Ｎｏｓｃｆ）で防滴カバー１１１を加振して、当該防滴カバー１１１に振動振幅の小さな定在波振動を生じさせる。ここで、防滴カバー１１１の表面に付着した液滴等は振動振幅が小さいと除去することができないことがある。
【０１６６】
ステップＳ２１５において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、所定の駆動時間（Ｔｏｓｃｆ０）の間、防滴カバー１１１を振動させた状態で待機する。
【０１６７】
上述のステップＳ２１５による所定の時間（Ｔｏｓｃｆ０）が経過すると、続いて、ステップＳ２１６において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、駆動周波数（Ｎｏｓｃｆ）＝駆動終了周波数（Ｎｏｓｃｆｅ）であるか否かの比較判定を行う。ここで、両者が一致していないと判定された場合（Ｎ判定）には、ステップＳ２１７の処理に進む。また、両者が一致していると判定された場合（Ｙ判定）には、次のステップＳ２１８の処理に進む。
【０１６８】
上述のステップＳ２１６の処理にてＮ判定されてステップＳ２１７の処理に進むと、このステップＳ２１７において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、駆動周波数（Ｎｏｓｃｆ）に周波数変移量（Δｆ）を加算して、再び駆動周波数（Ｎｏｓｃｆ）を設定する。その後、上述のステップＳ２１３の処理に戻る。
【０１６９】
上述のステップＳ２１６の処理にてＹ判定されてステップＳ２１８の処理に進むと、このステップＳ２１８において、Ｂｕｃｏｍ２１４は、Ｐ＿ＰｗＣｏｎｔを「Ｌｏ」に設定しする。これにより、圧電素子１２０の加振動作が終了する。その後、一連の処理シーケンスを終了し、元の処理シーケンスに復帰する（リターン）。
【０１７０】
上述のように、周波数を変更していった場合には、定在波振動の振幅が増大していく。そこで、定在波の共振周波数を通過するように駆動開始周波数（Ｎｏｓｃｆｓ）と周波数変移量（Δｆ）と駆動終了周波数（Ｎｏｓｃｆｅ）を設定すれば、防滴カバー１１１に振動振幅の小さな定在波振動が、まず発生し、次第に定在波振動の振幅が増大していき、共振振動になった後、定在波振動振幅が小さくなるといった制御をすることができる。そして、所定以上の振動振幅（振動速度）があれば、防滴カバー１１１の表面に付着した液滴等を確実に排除することができるので、ある所定の周波数範囲にわたって、液滴等の排除が可能である。一方、図６、図７に示したように１つの共振屈曲モードでは結像光束通過領域１７０に振動の節（節線）が発生する場合がある。その場合は駆動周波数を変えて図６、図７に示された異なる共振屈曲モードで順次駆動すれば良く、複数の共振屈曲モードの共振周波数が近い場合には、前述の所定の周波数範囲に複数の共振周波数が含まれるように駆動しても良い。
【０１７１】
また、駆動開始周波数（Ｎｏｓｃｆｓ）と駆動終了周波数（Ｎｏｓｃｆｅ）の間をある程度広くとれば、圧電素子１２０及び防滴カバー１１１からなる構成ユニットの温度や、これら各部材の製造時に生じるバラツキに起因する共振周波数の変化を吸収することが可能である。したがって、極めて簡単な回路構成によって、確実に防滴カバー１１１に付着した液滴等を振り払うことが可能である。
【０１７２】
さらに、共振周波数が接近した複数の振動モードがある場合は、それらの複数の振動モードを含んだ駆動周波数範囲を設定することで、制御時間の短縮や、制御の簡単化が可能である。
【０１７３】
以上説明したように上記第１の実施形態によれば、防滴カバー１１１の表面に付着した液滴等を、防滴カバー１１１の振動動作によって微小化して確実に排除することができると共に、防滴カバー１１１の振動によって微小化した液滴等が、再度防滴カバー１１１の表面に付着した場合にも、それら微小化液滴等は、ヒーター１３０による防滴カバー１１１の加熱動作によって短時間で蒸発させて、確実に排除することができる。さらに、防滴カバー１１１の振動動作は、防滴カバー１１１の表面に付着した塵埃等をも振り払うことができる。
したがって、本実施形態の液滴排除装置４００を適用した画像装置は、例えば野外設置や使用者（ユーザ）の手が容易に届かない場所に設置されることが多いカメラシステム、具体的には例えば定点観察カメラや監視若しくは防犯カメラシステム等や車載カメラシステム等に適用した場合、例えば降雨等に起因して撮像光学系の前面側の結像光束通過領域に付着する雨水等の液滴や曇り等や塵埃等を容易にかつ確実に排除し除去することができるので、常に鮮明な画像を取得し得る画像装置とすることができる。
【０１７４】
［第２の実施形態］
図１４，図１５は、本発明の第２の実施形態の液滴排除装置を示す図である。このうち、図１４は正面図であり、図１５は図１４の［１５］−［１５］線に沿う断面図である。
【０１７５】
本実施形態の基本的な構成は、上述の第１の実施形態と略同様である。本実施形態の液滴排除装置４００Ａにおいては、上記第１の実施形態における矩形状の防滴カバー１１１に対し、円板形状の防滴カバー４１１として構成した場合の例を示している。したがって、本実施形態においては、防滴カバー４１１の円板形状への変更に伴って、これに関連する各構成部材の形状も合わせて変更されている。なお、本実施形態において、図１４，図１５に示す構成部材のうち、上述の第１の実施形態で説明した各構成部材に対し同じ機能を有する構成部材について、数字３００を加えた符号を付して示すものとする。
【０１７６】
圧電素子４２０は、防滴カバー４１１の円板形状に合わせて円環形状となるように形成されている。そして、この圧電素子４２０は、防滴カバー４１１の内面側（当該液滴排除装置４００Ａをレンズ部１００（不図示）の前面側に取り付けた時、レンズ部１００の撮像光学系の前面に対向する面）において、その外周縁に沿うように接着固定されている。
【０１７７】
同様に、防滴シール４５０は、防滴カバー４１１の円板形状に合わせて円環形状となるように形成され、防滴カバー４１１及び圧電素子４２０の外周縁に沿うように嵌合配置されている。これにより、本実施形態においても、防滴シール４５０は、防滴カバー４１１に対して密着固定されている。この場合において、押圧部材４５１による押圧力がかかる防滴シール４５０の押圧受用突起部４５３と、支持枠（base frame）４４０の防滴カバー受部４４１とは、最外周側の防滴カバー４１１の共振屈曲振動の節線（不図示）上に配置されている。これにより、防滴シール４５０が防滴カバー４１１の振動を阻害することがないように構成されている。
【０１７８】
さらに、本実施形態における防滴シール４５０は、外周縁部の所定の部位に複数の突設片４５０ａ，４５０ｂが径方向に突設されている。この複数の突設片４５０ａ，４５０ｂは、上記支持枠４４０の一面側に防滴シール４５０を取り付けた防滴カバー４１１を配置したとき、支持枠４４０に設けられる複数の位置決め用突起部４４６に当接することで、当該防滴カバー４１１の防滴シール４５０の外周縁部のＸＹ方向の位置決めをする部位である。なお、上記複数の突設片４５０ａ，４５０ｂは、防滴カバー４１１の周方向に略等間隔で少なくとも三箇所設けられている。
【０１７９】
また、本実施形態においては、圧電素子４２０の幅方向の中立円と、上記最外周の共振屈曲振動の節線（不図示）とを一致させて配置することによって、より効率的な加振動作を可能としている。ここで、中立円を説明する。防滴カバー４１１に圧電素子４２０を固着した状態で圧電素子４２０の板厚方向に電圧を加えると、図８（図１５に対応）の圧電体１２０の屈曲変位と同様に圧電素子４２０は防塵カバー４１１と共に屈曲する。この場合、圧電素子４２０には屈曲に対して伸縮しない部位が生じ、この部位をつないだものが中立円となる。
【０１８０】
一方、ヒーター４３０は、上記圧電素子４２０の配設部位と結像光束通過領域４７０の領域との間の位置に配置されている。本実施形態において、ヒーター４３０は、円形状の一部を切り取って略円弧形状とした形態のものを例示している。もちろん、ヒーター４３０の形状としては、この形態に限られることはない。
【０１８１】
なお、圧電素子４２０及びヒーター４３０からそれぞれ延出されるフレキシブルプリント基板４２１，４３１は、支持枠４４０に設けられた基板挿通穴４４７，４４８から当該支持枠４４０の後方へとそれぞれ導き出されている構成は、上述の第１の実施形態と同様である。
【０１８２】
このように、上記防滴カバー４１１の内面側の所定の部位に圧電素子４２０，ヒーター４３０とが接着固定され、その外周縁部に防滴シール４５０を取り付けた状態の構成ユニットは、押圧部材４５１によって、上記防滴シール４５０の押圧受用突起部４５３を、前面（Ｚ方向）側から後方側の支持枠４４０の防滴カバー受部４４１に向けて押圧されることによって、支持枠４４０に対して固定されている。この場合において、押圧部材４５１と、これを固定するねじ４５２と、支持枠４４０の回転止め突起４４２等の構成は、上述の第１の実施形態と同様である。本実施形態において、防滴カバー４１１及び防滴シール４５０は、その外周縁部において周方向に略等間隔で少なくとも三箇所で押圧固定されている。
【０１８３】
なお、本実施形態においては、防滴カバー４１１と防滴シール４５０と支持枠４４０とによって形成される内部空間４５９を分割する防塵シール（１６０）を省略して構成している。しかしながら、本実施形態においても、上述の第１の実施形態と同様に、防塵シール（１６０）を配設する構成としてもよい。防塵シール（１６０）を配設する構成とする場合には、支持枠４４０の所定の部位には、防塵シール（１６０）を支持枠４４０に対して位置決め固定するための突出嵌合部（１４４）を設ける。
【０１８４】
この構成とした場合には、上記基板挿通穴４４７，４４８が、内部空間４５９（図１５参照）における第１内部空間内の空気抜き用の空気挿通路として機能することになるのは、上述の第１の実施形態と同様である。
【０１８５】
また、本実施形態においては、結像光束の有害な反射を防ぐための遮光部を内周側に備えた円筒状のカバー部材４８０が防滴カバー４１１の前面側に配置されている。このカバー部材４８０は、全体として円筒形状に形成され、結像光束通過させるための開口が略中央部分に形成されている。この開口によって充分な結像光束通過領域４７０が確保されると共に有害光束に入射が規制される。そして、このカバー部材４８０は、支持枠４４０の外周縁部の一部を覆うような形態で、当該支持枠４４０に対して固定されている。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様である。
【０１８６】
このように構成された上記第２の実施形態によっても、上述の第１の実施形態と略同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態の構成によれば、カバー部材４８０を設けて構成したので、液滴排除装置４００Ａの前面側を保護すると共に、結像光束通過領域４７０への入射光束に影響を及ぼす有害光束をカットし、かつ当該カバー部材４８０の内側での迷光を抑止することができる。したがって、取得される画像の高画質化に寄与することができる。
【０１８７】
本発明の各実施形態においては、撮像のための機器として、撮像素子を用いデジタル画像データを扱うカメラを一例として挙げて説明したが、本発明の液滴排除装置を適用し得るカメラとしては、例えばレンズ型カメラであっても、一眼レフ形式若しくはコンパクト型のデジタルカメラであってもよい。さらに、ビデオカメラやムービーカメラ等のような動画用のカメラでもよい。加えて、携帯電話やスマートフォン等を含む携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assist）等に内蔵されるカメラであっても勿論構わない。また、内視鏡、顕微鏡のような産業用若しくは医療用の光学機器であってもよく、また、監視カメラや車載用カメラ、据え置き型のカメラ等のほか、例えばテレビジョン受信機やパーソナルコンピュータ等に取り付けられているカメラであっても同様の問題が発生し得るので、本発明の技術を適用が可能である。
【０１８８】
なお、上述の各実施形態で説明した各処理シーケンスは、その性質に反しない限り、手順の変更を許容し得る。したがって、上述の処理シーケンスに対して、例えば各処理ステップの実行順序を変更したり、複数の処理ステップを同時に実行させたり、一連の処理シーケンスを実行する毎に、各処理ステップの順序が異なるようにしてもよい。即ち、特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。また、これらの動作フローを構成する各ステップは、発明の本質に影響しない部分については、適宜省略も可能であることは言うまでもない。
【０１８９】
また、ここで説明した技術のうち、主にフローチャートで説明した制御や機能は、多くがソフトウエアプログラムにより設定可能であることが多くあり、そのソフトウエアプログラムをコンピュータが読み取り実行することで上述した制御や機能を実現することができる。そのソフトウエアプログラムは、コンピュータプログラム製品として、予め製品製造過程において上記記憶媒体や記憶部等、具体的には例えばフレキシブルディスク，ＣＤ−ＲＯＭ等，不揮発性メモリ等の可搬媒体や、ハードディスク，揮発性メモリ等の記憶媒体に、その全体あるいは一部を記憶又は記録されている電子データである。また、これとは別に、製品出荷時又は可搬媒体或いは通信回線を介して流通又は提供が可能なものである。利用者は、製品出荷後であっても、自ら通信ネットワーク，インターネット等を介して、それらのソフトウエアプログラムをダウンロードしてコンピュータにインストールしたり、あるいは記憶媒体からコンピュータにインストールすることで、動作可能にすることができ、これによって容易に本実施形態の撮像装置を実現することができる。
【０１９０】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を実施し得ることが可能であることは勿論である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。この発明は、添付のクレームによって限定される以外にはそれの特定の実施態様によって制約されない。
【符号の説明】
【０１９１】
１……カメラ，
１００……レンズ部，
１０１……フォーカスレンズ，
１０２……変倍レンズ，
１０３……絞り，
１０４，１０５，１０６……ドライバ，
１０７……マイクロコンピュータ，
１０８……フラッシュメモリ，
１０９……圧電素子制御部，
１１０……加熱制御部，
１１１……防滴カバー，
１２０……圧電素子，
１２１……フレキシブルプリント基板，
１３０……ヒーター，
１３１……フレキシブルプリント基板，
１４０……支持枠，
１４１……防滴カバー受部，
１４２……回転止め突起，
１４３……遮光部，
１４４……突出嵌合部，
１４５……貫通開口，
１４６……位置決め用突起部，
１４７，１４８……基板挿通穴，
１４９……第１内部空間，
１５０……防滴シール，
１５１……押圧部材，
１５２……ねじ，
１５３……押圧受用突起部，
１５９……第２内部空間，
１６０……防塵シール，
１７０……結像光束通過領域，
１７１，１７２……電極，
１７４……節線，
１７６……矢印，
１７７……節，
１７８……腹，
１８１……クロックジェネレータ，
１８２……Ｎ進カウンタ，
１８３……１／２分周回路，
１８４……インバータ，
１８５……トランス，
１８６……電圧制御回路，
２００……ボディ部，
２０１……異物検出部，
２０２……撮像素子，
２０３……アナログ処理部，
２０４……Ａ／Ｄ変換部，
２０５……ＡＥ処理部，
２０６……画像処理部，
２０７……ＡＦ処理部，
２０８……画像圧縮展開部，
２０９……ＬＣＤドライバ，
２１０……ＬＣＤ，
２１１……メモリＩ／Ｆ，
２１２……記憶媒体，
２１３……ＳＤＲＡＭ，
２１４……マイクロコンピュータ，
２１５……フラッシュメモリ，
２１６……操作部，
２１７……バス，
２１８……電源回路，
３００……インターフェース（Ｉ／Ｆ），
４００，４００Ａ……液滴排除装置，
４０１……振動制御装置，
４０２……加熱制御装置，
４１１……防滴カバー，
４２０……圧電素子，
４２１……フレキシブルプリント基板，
４３０  ヒーター，
４３１……フレキシブルプリント基板，
４４０……支持枠，
４４１……防滴カバー受部，
４４２……回転止め突起，
４４６……位置決め用突起部，
４４７，４４８……基板挿通穴，
４５０……防滴シール，
４５０ａ，４５０ｂ……突設片，
４５１……押圧部材，
４５３……押圧受用突起部，
４５９……内部空間，
４７０……結像光束通過領域，
５００……液滴等，
５０１……微小液滴，
４８０……カバー部材，
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2017085276.tif 000014
【図１３】
2017085276.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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