(57)【要約】【課題】ドーム型防滴カバー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を提供する。【解決手段】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を有し曲面形状のドーム部１２３を備えた光学素子１１１と、光学素子のドーム部を形成する曲面に接続する少なくとも１方向の曲率が０の面で形成された設置部に設けられ光学素子のドーム部に屈曲振動を発生させる加振部材１２０と、加振部材を制御する振動制御装置４０１とを具備する。【選択図】図２
2017170303.tif 000002
【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光束通過領域を有し、曲面形状のドーム部を備えた光学素子と、
上記光学素子の上記ドーム部を形成する曲面の端部と接続し、少なくとも１方向の曲率が０の面で形成された設置部に設けられ、上記光学素子の上記ドーム部に屈曲振動を発生させる加振部材と、
上記加振部材を制御する振動制御装置と、
を具備することを特徴とする液滴排除装置。
【請求項２】
上記光学素子は、上記設置部に２方向の曲率が０の面からなる平面部が形成されており、
上記加振部材は、上記平面部に固着され、板状に形成された圧電体であることを特徴とする項記載１に記載の液滴排除装置。
【請求項３】
上記光学素子を取り付け固定する支持枠と、
上記光学素子の上記平面部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すると共に振動吸収性を有してなる保持部材と、
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２に記載の液滴排除装置。
【請求項４】
上記光学素子の上記設置部を覆うと共に、上記光学像を形成する光束を通過させる開口を有するカバー部材を、さらに具備し、
上記カバー部材は、上記光学素子の外表面から離脱した液滴を受ける受け部と、この受け部で受けた液滴を外部へ排出する排水口と、を有して形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の液滴排除装置。
【請求項５】
上記光学素子の上記ドーム部を形成する曲面の端部と接続し、少なくとも１方向の曲率が０の面で形成された設置部に設けられ、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装置と、
を、さらに具備することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一つに記載の液滴排除装置。
【請求項６】
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を有し、曲面形状のドーム部を備えた光学素子と、
上記光学素子の上記ドーム部を形成する曲面と接続し、少なくとも１方向の曲率が０の面で形成された設置部に設けられ、上記光学素子の上記ドーム部に屈曲振動を発生させる加振部材と、
上記光学素子の上記ドーム部を形成する曲面と接続し、少なくとも１方向の曲率が０の面で形成された設置部に設けられ、上記光学部材を加熱する加熱部材と、
上記加振部材を制御する振動制御装置と、
上記加熱部材を制御する加熱制御装置と、
を具備することを特徴とする液滴排除装置。
【請求項７】
光学像を結像させる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、
請求項１〜請求項６のいずれかに一つに記載の液滴排除装置と、
を具備してなることを特徴とする画像装置。
【請求項８】
上記液滴排除装置は、上記レンズ部の前面側に配設され、かつ上記レンズ部の先端側の一部が上記液滴排除装置の上記光学素子の上記ドーム部の内側空間に配設されることを特徴とする請求項７に記載の画像装置。
【請求項９】
光学素子のドーム部に屈曲振動を発生させる加振動作を行うことを特徴とする液滴排除装置の制御方法。
【請求項１０】
上記光学素子を加熱する加熱動作をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の液滴排除装置の制御方法。
【請求項１１】
光学素子のドーム部に屈曲振動を発生させる加振ステップ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ことを特徴とする液滴排除装置の制御プログラム。
【請求項１２】
上記光学素子を加熱する加熱ステップをさらに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ことを特徴とする請求項１１に記載の液滴排除装置の制御プログラム。
【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等の車輌運行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。このように、光学系等に液滴等が付着したような状況となったときには、そのときに取得される画像に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、このような光学系等への液滴等の付着は、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、この種の従来の画像装置は、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。
【０００９】
また、車載用の画像装置に適用される液滴排除装置としては、例えば特開平２００６−２７９５６０号公報、特開平２０１５−２０７０２０号公報等によって、種々の形態のものが開示されている。
【００１０】
上記特開平２００６−２７９５６０号公報等によって開示されている液滴排除装置を有する車載用の画像装置は、撮像光学系の前面を覆うように設けられかつ筐体に対して揺動軸周りに揺動自在に支持される球形状のカバー部材と、このカバー部材に対して当接するワイパー部材と、上記カバー部材の揺動軸に直交する方向の端部に設けられる錘とを有して構成している。そして、筐体の加速度変化による錘の慣性力によって球形状カバー部材を筐体に対して揺動させて、ワイパー部材に対してカバー部を揺動させる。これにより、カバー部材に付着した液滴等をワイパー部材で除去するという構成である。
【００１１】
上記特開平２０１５−２０７０２０号公報等によって開示されている液滴排除装置を有する車載用の画像装置は、筐体上面に付着した水滴を撮像光学系の上側から流れ落とすための誘導路を、筐体の上面部分に形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平３−１１４９６２号公報
【特許文献２】特開平２００６−２７９５６０号公報
【特許文献３】特開平２０１５−２０７０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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た例示が開示されているのみである。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。また、ミラーは平面で形成されており、ミラー面が重力と直交する方向に近い向きに置かれた場合は液滴を除去するのに適した形状ではない。しかしながら、上述したような形態の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、設置方向も重力と直交する方向の場合がある。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。
【００１４】
また、上記特開平２００６−２７９５６０号公報等によって開示されている液滴排除装置を有する車載用の画像装置は、液滴等を排除する部材としてワイパー部材が用いられる。このワイパー部材は、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を間欠的に横切ることになるので、一時的かつ定期的に視界を遮る瞬間が生じてしまい、よって常時連続的な撮像を行う支障となるという問題点がある。さらに、ワイパー部材をカバー部材に摺動させることで液滴等を排除する構成のため、両者間には磨耗が発生する。したがって、長期間使用している間に経時的な劣化が生じてしまい液滴排除機能が低下するという問題点もある。そして、ワイパー部材とカバー部材との間に、例えば固形物等の異物が挟み込まれるようなことも考えられる。この場合、異物を挟み込んだままワイパー部材がカバー部材の表面上を摺動すると、カバー部材の表面を傷付けてしまう可能性がある。カバー部材において光束通過領域に傷等が生じると撮影画像を劣化させる原因になる。
【００１５】
一方、上記特開平２０１５−２０７０２０号公報等によって開示されている液滴排除装置を有する車載用の画像装置は、筐体正面に付着した液滴等を流し落とすことを目的とするものであり、撮像光学系の前面側のカバー部材等における光束通過領域に付着した液滴等を積極的に排除するための構成ではない。
【００１６】
他方、従来の車載カメラシステムや監視若しくは防犯カメラシステム等においては、広い観察視野を確保するために広い画角を得られる広視野光学系が適用されることが多い傾向がある。この種の広視野光学系は、撮像光学系の最前面の光学レンズが前方に突出した形態となっていたり、広視野を確保するために撮像光学系を保持する保持枠の前面側の口径を大きく確保するような形態となる傾向がある。そこで、このような広視野光学系を適用した画像装置において、装置の小型化を考慮した場合、例えば撮像光学系の前面を覆い得る形状、例えば曲面形状（ドーム型）等のカバー部材を適用することが考えられている。
【００１７】
しかしながら、曲面形状（ドーム型）のカバー部材を用いた場合、これに付着する液滴等を排除するのに、例えばワイパー部材を用いても均一な除去を行なうことは困難であるという問題点がある。
【００１８】
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、撮像光学系の前面側に曲面形状（ドーム型）の防滴用カバー部材を備えた液滴排除装置において、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を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
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光束通過領域を有し、曲面形状のドーム部を備えた光学素子と、上記光学素子の上記ドーム部を形成する曲面と接続し、少なくとも１方向の曲率が０の面で形成された設置部に設けられ、上記光学素子の上記ドーム部に屈曲振動を発生させる加振部材と、上記加振部材を制御する振動制御装置と、を具備する。
【００２０】
本発明の一態様の画像装置は、光学像を結像させる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、上記液滴排除装置と、を具備してなる。
【００２１】
本発明の一態様の液滴排除装置の制御方法は、光学素子のドーム部に屈曲振動を発生させる加振動作を行う。
【００２２】
本発明の一態様の液滴排除装置の制御プログラムは、光学素子のドーム部に屈曲振動を発生させる加振ステップ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】
【００２３】
本発明によれば、撮像光学系の前面側に曲面形状（ドーム型）の防滴用カバー部材を備えた液滴排除装置において、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】
【００２４】
【図１】本発明の一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からカバー部材を取り外して示す正面図
【図４】本実施形態の液滴排除装置の図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うち圧電素子とこれに接続するフレキシブルプリント基板を取り出して示し、圧電素子の信号電極面を示す平面図
【図７】本実施形態の液滴除去装置の作用を概念的に示す図
【図８】図７に示すドーム部の表面に発生する振動を模式的に示す図であって、図７のドーム部の外表面のみを示す図
【図９】図７に示すドーム部の表面に発生する振動を模式的に示す図であって、図７の振動振幅を振動していない状態を振幅０として表した図
【図１０】図７に示すドーム部の振動を発生させるのに圧電素子に印加する電圧の周波数よりも、高い所定の周波数を圧電素子に印加した場合に発生する屈曲の共振振動を模式的に示す図
【図１１】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１２】図１１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１３】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１４】図１３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１５】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１６】本実施形態の液滴排除装置における防塵カバー及び圧電素子（からなる振動体）についての一変形例を示す要部分解斜視図
【図１７】本実施形態の液滴排除装置における防塵カバー及び圧電素子（からなる振動体）についての他の変形例を示し、圧電素子の信号電極面を示す平面図
【図１８】図１７の変形例において、圧電素子の分極構成を概念的に示す図
【図１９】図１７の変形例において、ドーム部を光軸方向から見た際に、一定の緯度で生じる振動振幅を概念的に示す図
【図２０】図１９で示す所定緯度における振動について横軸を円周角φとして示す図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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や構成要素の形状や構成要素の大きさの比率や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。
【００２６】
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。
【００２７】
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ィ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。
【００２８】
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。
【００２９】
［一実施形態］
図１，図２は、本発明の一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。
【００３０】
また、図３〜図６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は液滴排除装置からカバー４１０を除いた時の正面図であり、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。図６は、本実施形態の液滴排除装置のうち圧電素子とこれに接続するフレキシブルプリント基板を取り出して示し、圧電素子の信号電極面を示す平面図である。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
レンズ部１００は、撮像光学系（前レンズ１１８、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。
【００３４】
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。
【００３５】
前レンズ１１８、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。
【００３６】
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。また、前レンズ１１８は、当該撮像光学系の最前面側に配設される光学レンズである。この前レンズ１１８は、例えば光軸Ｏに沿う方向の前方に向けて突出するように形成される光学レンズである。このような形態の前レンズ１１８を有する撮像光学系は、例えば広い画角を得られるように構成された広視野光学系に多く見られる形態である。つまり、本実施形態の画像装置であるカメラ１に適用される撮像光学系としては、広視野光学系が適用されているものとする。
【００３７】
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。
【００３８】
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。  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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
液滴排除装置４００は、曲面形状（ドーム型）のドーム部とドーム部を構成する曲面に接続される平板状のフランジと円筒の２つの形状（設置部）を持つ防滴カバー１１１（光学素子）と、加振部材（圧電素子１２０；後述）を含みこの加振部材を制御する振動制御装置４０１と、加熱部材（ヒーター１３０；後述）を含みこの加熱部材を制御する加熱制御装置４０２と、カバー部材４１０（図２では不図示）等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の外表面に対して図１に示すように付着した液滴等（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。
【００４２】
なお、ここで、防滴カバー１１１の外表面に液滴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、あるいは内面側に液滴や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。
【００４３】
液滴排除装置４００において、防滴カバー１１１は、上記撮像光学系の前レンズ１１８の外形状に合わせて形成され、前方に突出するように形成されて、上記前レンズ１１８の前面側を覆うように形成される曲面形状（ドーム型）の透明ガラス若しくは樹脂製の透明部材を用いて形成される光学素子である。
【００４４】
上記防滴カバー１１１は、図４等に示すように、ドーム部１２３と、筒部１２２と、フランジ部１２４とを有して形成されている。
【００４５】
上記ドーム部１２３は、当該防滴カバー１１１における主要部を構成する部位であり、光束通過領域１７０を有し、全体として曲面形状に形成されている。ドーム部１２３は、当該カメラ１のレンズ部１００における撮像光学系に透過させる被写体からの光束を通過させる光束通過領域１７０（図３参照）よりもやや広い領域を確保し得るサイズに形成される。ドーム部１２３は、前面に向けた視野角が略１８０度の広視野を得られるように形成されている。そして、このドーム部１２３の内側領域に、上記撮像光学系の前レンズ１１８の少なくとも一部が配設されように構成されている。
【００４６】
上記筒部１２２（設置部）は、上記ドーム部１２３の基端を円筒状に延伸した形態に形成され、後方に向けた開口を有する構成部である。詳細は後述するが、当該筒部１２２の内面側の所定の部位にはヒーター１３０が配設されている。
【００４７】
上記フランジ部１２４（設置部）は、上記ドーム部１２３の基端と上記筒部１２２との連結部位の近傍において、当該部位から外周側に向けて、上記筒部１２２の周方向に一周に亘って形成され、光軸Ｏに直交する円環状の面を有してなる。このフランジ部１２４の背面側には、後述するように、板状の圧電素子１２０が配設されている。
【００４８】
上記防滴カバー１１１は、詳細は後述するが、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上において配置され当該防滴カバー１１１の曲面形状（ドーム）の頂点部分を上記光軸Ｏが通過するように配設されている。
【００４９】
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（図１等参照）。
【００５０】
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の所定の位置（後述するフランジ部１２４；図３等参照）の内面側に略一周に亘って円環形状にかつ板厚を有して形成され、上記フランジ部１２４の内面に沿うように接着固設されている。
【００５１】
この圧電素子１２０は、例えば円環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；後述する図５、図６参照）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、側面１７２ａを介して他方の面（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。
【００５２】
なお、圧電素子１２０は、上述したように防滴カバー１１１の一面（フランジ部１２４の背面）に接着固定されている。
【００５３】
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、即ち円環形状の径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、後述するように防滴カバー１１１のドーム部１２３に対して図７〜図１０に示すような形態、即ち光軸Ｏの同心円状の振動の節（振動振幅が無い所）をもつ屈曲振動を発生させるように構成されている。
【００５４】
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。
【００５５】
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（図１等参照）。
【００５６】
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、略円弧形状に形成した板状の電気抵抗素材で形成され、防滴カバー１１１の例えば上記筒部１２２の内面側において、例えば図４に示すようにＹ方向下端部内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。ヒーター１３０が固着される上記筒部の内周面は、一方向（Ｙ方向）の曲率が０なので、可撓性のヒーター１３０を無理なく内周面に固着できる。上記筒部の内周面は円錐面であっても良く、この場合は、曲率０の方向（円錐の母線方向）は無限に存在するが、円錐面に可撓性の板状のヒーター１３０を無理なく固着することができる。さらに上記筒部の内周面は、曲率０の方向を持つ多角形柱面、多角錐面、楕円柱面、楕円錐面等の面を展開すると平面になる面形状であれば、可撓性の板状ヒーター１３０を無理なく固着できる。ヒーター１３０は筒部の固着面（内周面）に密着していないと熱を効率的に防滴カバー１１１に伝えることができないし、無理なく筒部の固着面（内周面）に固着していないと、防滴カバー１１１の振動やヒータ１３０の過熱により固着が劣化し、剥がれる等の問題が発生する。
【００５７】
なお、ヒーター１３０は、上述したように防滴カバー１１１の筒部１２２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。ヒーター１３０の形状は、上記例示のものに限られることはないのは勿論である。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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、後述するように、上記防滴カバー１１１の共振振動の節線部に沿って固着することで、防滴カバー１１１のドーム部１２３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７〜図１０参照）。
【００６１】
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２内部空間１５９（図４参照；防滴カバー１１１の筒部１２２の内側空間；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。
【００６２】
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。なお、液滴排除装置４００の構成についての、さらなる詳細構成は後述する。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。また、監視カメラや車載カメラでは、操作部２１６とカメラ１とは一体ではなく、カメラの操作装置として別体となり、カメラと操作装置との間は有線あるいは無線で接続され、図１のカメラ１が構成される。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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、液滴や塵埃の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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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６を用いて以下に説明する。
【００９２】
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。
【００９３】
また、本実施形態の液滴排除装置４００においては、上述したように、また図４に示すように、カバー部材４１０が上記防滴カバー１１１の前面側を覆うように配置されている。なお、図３においては、図面の煩雑化を避けるためにカバー部材４１０の図示を省略している。
【００９４】
このカバー部材４１０は、防滴カバー１１１の基端側におけるフランジ部１２４の外周縁部を覆うことによって、上記振動制御装置４０１及び上記加熱制御装置４０２の配設されている部位近傍を外部から保護している。
【００９５】
また、カバー部材４１０は、全体として略円筒形状に形成され、結像光束を通過させるための開口が略中央部分に形成されている。この開口は、上記防滴カバー１１１の中央部分を光束が通過し得るように、光束通過領域１７０に対応させて当該光束通過領域１７０を充分に確保し得るサイズに形成されていると共に、結像に不必要な有害光束が入射するのを規制する役目をしている。そして、当該カバー部材４１０の内側面には、結像光束に有害光が混入するのを抑えるために、当該カバー部材４１０内における内部反射を抑止する表面処理、塗装、植毛等の処理がなされている。このカバー部材４１０は、支持枠１４０の外周縁部の一部を覆うような形態で、当該支持枠１４０に対して固定されている。
【００９６】
なお、上記カバー部材４１０を設けることによって、当該カバー部材４１０の内壁と、上記防滴カバー１１１及び上記支持枠１４０との間に、所定の空間（図４の符号１６９で示す空間）が、上述したようにまた図４に示すように形成されている。
【００９７】
この空間１６９は、上記防滴カバー１１１に対し外部空間である。この空間１６９は、例えば上記防滴カバー１１１の表面上から離脱して重力方向（Ｙ方向）の下方側に滴り落ちてくる液滴等を受け得るように形成されている。
【００９８】
通常の場合、当該カメラ１は、例えば撮像光学系の光軸Ｏを水平状態とするような姿勢、若しくは撮像光学系の前面側が下向き方向を向くように光軸Ｏを傾けた状態とされて、所望の施設内などに固設される。
【００９９】
そのために、このような正規の姿勢にて設置されたカメラ１に取り付けられた液滴排除装置４００の防滴カバー１１１の外表面に付着した液滴等が離脱する時、それらは、防滴カバー１１１の外表面を伝って重力方向（Ｙ方向）下方側へと落下し、上記空間１６９内に入り込むように構成されている。
【０１００】
そして、上記カバー部材４１０は、その周面上の所定の位置には、図４に示すように、重力方向（Ｙ方向）の地面寄りの領域に貫通孔４１１が穿設されている。したがって、上述のようにして、上記空間１６９内に入り込み内部に溜まった液滴等は、上記貫通孔４１１を介して外部に排出されるように構成されている。つまり、上記カバー部材４１０の貫通孔４１１は、上記空間１６９内に入り込み内部に溜まった液滴等を排出する排液口（排出口）として機能する構成部である。
【０１０１】
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、曲面形状（ドーム型）の透明ガラスを適用した例を示している。この防滴カバー１１１のフランジ部１２４の外周縁部には、全周に亘って円環形状に形成された防滴シール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のフランジ部１２４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と共に、内部への液滴等の侵入を抑止する防滴部材として機能している。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、例えばシリコーンゴム等のゴム素材によって形成されている。
【０１０２】
また、防滴シール１５０には、図３に示すように、外周縁部の所定の部位に複数の突設片１５４が径方向に向けて突設されている。この複数の突設片１５４は、上記支持枠１４０の一面側に当該防滴シール１５０を取り付けた防滴カバー１１１を配置したとき、支持枠１４０に設けられる複数の位置決め用突起部１４６に当接することによって、当該防滴カバー１１１の防滴シール１５０の外周縁部のＸＹ方向の位置決めをしている。上記複数の突設片１５４は、防滴カバー１１１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。この位置決め機構により、防滴カバー１１１の光軸Ｏ回りの回転方向の位置決めもなされている。
【０１０３】
このように、防滴シール１５０が防滴カバー１１１のフランジ部１２４の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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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防滴シール１５０を取り付けた状態のフランジ部１２４の平面が載置される状態で配置される。このとき、上記支持枠１４０側の対向面において、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。
【０１０６】
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に取り付けられた防滴シール１５０の外周縁部の突設部１５４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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
つまり、具体的には、例えば、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と、支持枠（base frame）１４０の防滴カバー受部１４１とは、最外周側の防滴カバー１１１の共振屈曲振動の節線部（不図示）に沿って配置されている。これにより、防滴シール１５０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されている。
【０１１１】
ここで、第１内部空間１４９は、内部に圧電素子１２０が配置される空間である。換言すると、圧電素子１２０（加振部材）は、防滴カバー１１１によって外部と遮断される内部空間内において、光束通過領域１７０外の部位において、防滴カバー１１１のフランジ部１２４と筒部１２２と支持枠１４０の一面と防滴シール１５０（保持部材）とによって囲われる空間に配置される。
【０１１２】
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、当該カメラ１のレンズ部１００に含まれる前レンズ１１８が配置されている。また、当該第２内部空間１５９を構成する防滴カバー１１１のドーム部１２３内面に続く筒部１２４内面には、図４に示すように、ヒーター１３０が配置されている。
【０１１３】
なお、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のそれぞれは、当該支持枠１４０の後方外部へとそれぞれ導き出されている（詳細不図示）。
【０１１４】
また、図５、図６に示すように、上記圧電素子１２０は板厚方向に電圧を印加するための２つの電極１７１，１７２を有している（図５、図６において斜線を付した部分参照）。当該圧電素子１２０の裏面側電極構造は、図６に示す通りである。即ち、上記２つの電極のうち、防滴カバー１１１への接着面側の電極（符号１７２）は、圧電素子１２０の側面に引き回されて（符号１７２ａ）、該側面電極１７２ａを介して他面（非接着面側；図６）の一部に電極（符号１７２）を形成している。また、上記圧電素子１２０の当該他面（図６で示される面；非接着面）において、上記電極（符号１７２）以外の領域には、別の電極（符号１７１）が形成される。ここで、符号１７２で示す電極をグランド電極とし、符号１７１で示す電極を信号電極とする。また、圧電素子１２０は、板状で接着面は平坦に形成され、防滴カバー１１１のフランジ部１２４は、ドーム部１２３の端部に連続して全周にわたって設けられ、２方向の曲率が０の面である平面に形成されているので、圧電素子１２０のフランジ部１２４への接合は極めて簡単にできるし、ドーム部１２３に効率的に振動を発生することができる。
【０１１５】
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。
【０１１６】
図７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。
【０１１７】
詳しくは、図７は、防滴カバー１１１のドーム部１２３の表面に発生する振動と、その振動によりドーム部１２３の外表面から液滴等が除去される際の基本的な原理を説明する図である。つまり、図７は、圧電体１２０が防滴カバー１１１に取り付けられ、接着固定された状態の振動体（１２０＋１１１）をＸＺ面（Ｘ軸とＹ軸を含む平面）で切断した断面を示しており、さらに、圧電素子制御部１０９からの電圧信号が信号電極１７１を及びグランド電極１７２を通して圧電素子１２０に印加されることによって発生する振動の概要を示している。なお、図７において、実線で示す形状は圧電素子１２０に印加していない自然状態を示し、長破線及び短破線でそれぞれ示す形状は圧電素子１２０に印加して伸縮し振動が発生している状態をそれぞれ示している。
【０１１８】
図７において、圧電素子１２０に示された矢印Ｖは、当該圧電素子１２０の分極方向を示している。ここで、信号電極１７１に対して正の電圧を印加すると、圧電素子１２０は板厚が薄くなる方向に縮むと共に、電極面の方向（水平方向；矢印Ｖに直交する方向）には伸びる。すると、防滴カバー１１１のフランジ部１２４は、図７に示すように屈曲すると共に、円環の内外径ともが広がる。この場合、フランジ部１２４に続くドーム部１２３の端部は径方向（光軸Ｏと直交する方向）に広がる。
【０１１９】
一方、信号電極１７１に負の電圧を印加すると、圧電素子１２０は板厚が厚くなる方向に伸びると共に、電極面の方向には縮む。すると、防滴カバー１１１のフランジ部１２４は、図７に示すように屈曲すると共に、円環の内外径とも縮む。この場合、ドーム部１２３の端部は径方向に縮む。
【０１２０】
このようなフランジ部１２４の変位に応じて、防滴カバー１１１は、当該フランジ部１２４に接続されているドーム部１２３が変位する。そして、所定の周波数の電圧信号を圧電素子１２０に加えると、当該振動体（１１１＋１２０）は共振して、防塵カバー１１１に対して図７に示すような屈曲振動を発生させる。この屈曲振動は、屈曲方向には殆ど振動しない節（符号４２０）を複数有している。これら複数の節４２０は、本実施形態で例示するように、ドーム部１２３が曲面面によって形成されている場合には、光軸Ｏを中心とした同心円となる。ドーム部１２３の表面に垂直な方向に振幅を持つ上記のような屈曲振動を効率的に発生させるには、ドーム部１２３の端部表面に垂直な方向に加振するのが良く、ドーム部端部に設けたフランジ部１２４に固着された板状の圧電素子１２０がそれを実現している。
【０１２１】
このような構成の振動体（１１１＋１２０）を備えた本実施形態の液滴排除装置４００の作用は、次の通りである。
【０１２２】
図７において、防滴カバー１１１のドーム部１２３の振幅を持つ屈曲振動をする領域に付着した液滴等５００は、その振動によって複数の微小液滴５０１となり、それぞれは振動の振幅方向に飛び散る（図７の符号Ｆ）。この場合において、重力方向が光軸Ｏに直交する方向（図７に示す矢印Ｇ方向）だとすると、各微小液滴５０１には重力が加わることになるので、そのほとんどは重力方向Ｇに落下して除去されることになる。
【０１２３】
しかし、このとき、例えば空気の流れ等に起因して、防滴カバー１１１の表面から飛び散り離脱した微小液滴５０１が再度、ドーム部１２３の表面上に付着することがある。また、最初からドーム部１２３の屈曲振動の領域に微小液滴５０１が付着していることもある。圧電素子１２０による屈曲振動の作用力は、液滴等の質量に比例することから、その発生力は小さいものであり、上述のような微小液滴５０１を屈曲振動で除去することができない。
【０１２４】
しかしながら、質量の小さな微小液滴５０１は、蒸発させるための熱量が小さくて済むことがわかっている。このことから、ヒーター１３０によって防滴カバー１１１を加熱することによって、防滴カバー１１１の表面に付着した質量の小さな微小液滴５０１については、極めて短時間で蒸発させることができる（図７の符号Ｈ）。これにより、ドーム部１２３に付着した微小液滴５０１も除去される。なお、ヒーター１３０が設置されていなくとも、外部環境が常温程度であれば微小液滴５０１は自然に蒸発し、液滴はドーム部から除去される。
【０１２５】
図８、図９は、図７のドーム部１２３の表面に発生する振動を模式的に示す図である。図８は、図７のドーム部１２３の外表面のみを示したものである。また、図９は、図７の振動振幅を振動していない状態を振幅０として表したもので、縦軸に振幅を、横軸は光軸Ｏからの角度θをとっている。
【０１２６】
図１０は、図７の振動を発生させるのに圧電素子１２０に印加する電圧の周波数よりも、高い所定の周波数を圧電素子１２０に印加した場合に発生する屈曲の共振振動を模式的に示す図である。図９と図１０の振動の節位置は異なるものとなり、それぞれの周波数の電圧を圧電素子１２０に順次印加すると、ドーム部１２３の表面全てが振動振幅を持つことになり、ドーム部１２３に付着した液滴を除去することができる。
【０１２７】
なお、本実施形態の液滴排除装置４００においては、防滴カバー１１１の外周縁部を覆うカバー部材４１０を設けて構成している。したがって、防滴カバー１１１の外表面を伝って重力方向Ｇの下方に流れ落ちる液滴等は、カバー部材４１０の受け部となる空間１６９に導かれ（導水導液されて）集められる。例えば、上述の振動作用によりドーム部１２３の表面から除去した微小液滴５０１のいくつかは、カバー部材４１０の空間１６９において受け止められるように構成されている。そして、この空間１６９内に入り込んで、内部に溜まった液滴等は、カバー部材４１０の貫通孔４１１を介して防滴カバー１１１に対して影響を与えることなく、外部に容易に排出することができる。
【０１２８】
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１１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１２は、図１１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。
【０１２９】
圧電素子制御部１０９は、図１１に示す如くの回路構成を有し、その各部において、図１２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。
【０１３０】
圧電素子制御部１０９は、図１１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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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高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１２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。
【０１３５】
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１２のタイムチャートが表わす波形の信号Ｓｉｇ２である。
【０１３６】
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１２のタイムチャートが表わす波形の信号Ｓｉｇ３に対応する。
【０１３７】
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１２の信号Ｓｉｇ４の如き周期の信号が発生する。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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の変位量が変化し、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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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１３，図１４を用いて以下に説明する。図１３，図１４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１３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１４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。
【０１４３】
図１３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）。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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１４のサブルーチンによって後述する。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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）。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
図１３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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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）。
【０１５８】
次に、図１３のステップＳ１０２の加振動作処理シーケンスの詳細を、図１４を用いて以下に説明する。
【０１５９】
まず、図１４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。
【０１６０】
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１１参照）。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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１３のフローチャートに戻り、次のステップＳ１０３の処理に進む。
【０１６４】
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１３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１５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１３で説明した上記一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。
【０１６５】
即ち、上記一実施形態では、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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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１５の処理シーケンスによって説明する。
【０１６９】
まず、図１５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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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）。
【０１７７】
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、１つの共振屈曲モードでは光束通過領域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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
以上説明したように上記一実施形態によれば、曲面状（ドーム型）の防滴カバー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、自然蒸発やヒーター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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
［変形例］
図１６は、本実施形態の液滴排除装置における防塵カバー及び圧電素子（からなる振動体）についての一変形例を示す要部分解斜視図である（上記一実施形態の図５に相当する図）。
【０１８３】
本変形例においては、上記一実施形態に対し圧電素子１２０Ａの形態と圧電素子１２０Ａが固着される防滴カバー１１１の部位（筒部１２２）とフレキ１２１とが異なるのみである。本変形例における圧電素子１２０Ａは円筒状に形成されている。この圧電素子１２０Ａにおいて、内周面にグランド電極１７２が形成され、その一部が一端面から延伸して外周面へと引き出されている。また、信号電極１７１は、当該圧電素子１２０Ａの外周面に形成されている。また、各電極１７１，１７２は、圧電素子１２０Ａの外周面において、フレキ１２１との各対応する電極に対し電気接続されている。圧電素子１２０Ａの内周面は円筒面であり、固着される防滴カバー１１１の筒部１２２の外周面は円筒面であり、安定した固着が可能となっている。また、圧電素子１２０Ａの外周面も円筒面であり、可撓性の板状のフレキ１２１を電気的に安定して固着接続することが可能である。また、円筒形状の圧電素子１２０Ａをセラミックで製造することも容易である。
【０１８４】
このように形成した筒状の圧電素子１２０Ａは、防滴カバー１１１の筒部１２２の外周面側に、これを覆う様に、つまり、圧電素子１２０Ａの内周側に、防滴カバー１１１の筒部１２２を嵌合させるように配置し、接着等で防滴カバー１１１に固着する。
【０１８５】
このような形態の本変形例においては、筒状の圧電素子１２０Ａを適用したことにより、防滴カバー１１１におけるフランジ部１２４の外径寸法をより小径化することができる。なお、本変形例に示す構成とする場合、防滴シール１５０は防滴カバー１１１（のフランジ部１２４の外縁部）のみを封止しつつ支持すればよい。したがって、液滴排除装置４００Ａにおける水密構造を形成するのに際しては、より簡単な構造とすることができ、よって全体として小型化に寄与することができる。
【０１８６】
なお、防滴カバー１１１における水密構造の形態例としては、例えば、防滴カバー１１１のフランジ部１２４の外周面上に周溝を形成し、この周溝に対して、例えばゴム材料等によって作成されるＯリング形状の防滴シールを嵌合配置するといった構成が考えられる。
【０１８７】
図１７〜図２０は、本実施形態の液滴排除装置における防塵カバー及び圧電素子（からなる振動体）についての他の変形例を示す図である。このうち、図１７は、圧電素子の信号電極面を示す平面図である（上記一実施形態の図６に相当する）。図１８は、当該圧電素子の分極構成を概念的に示す図である。図１９はドーム部１２３を光軸Ｏ方向から見た際に、一定の緯度で生じる振動振幅を概念的に示している。図２０は、図１９の振動を横軸を円周角φとして示す図である。
【０１８８】
本変形例においては、圧電素子１２０Ｂは、その形状については上述の一実施形態と同様に、板状円環となるように形成されている。当該変形例においては、圧電素子１２０Ｂの分極が上記一実施形態とは異なる形態で形成されている。即ち、本変形例においては、図１７に示すように、円周方向に同じ形状の分極領域が周方向に角度が略等しくなるようしてに配置され、分極方向が円周方向に沿って交互に逆向きとされている。
【０１８９】
そして、全分極域には信号電極１７１によって周波電圧が印加される。すると、圧電素子１２０Ｂは周方向に伸びる領域と同様に縮む領域が交互に生じ、所定の周波数の電圧を圧電素子１２０Ｂに印加すると、ドーム部１２３の表面には、図１８、図１９に示すような振動が生じる。本変形例の構成の場合には、ドーム部１２３に生じる共振屈曲振動は、ドーム部１２３の経線に沿って振動の節４２０が発生する（図１９参照）。
【０１９０】
本変形例の屈曲振動も振動の節４２０を持つので、異なる振動と組み合わせることによりドーム部１２３に付着した液滴等を排除するように構成される。例えば、上記一実施形態で示した共振周波数の電圧により、本変形例の圧電素子１２０Ｂを駆動すると、容易に上記一実施形態で示した振動を発生させることが可能である。
【０１９１】
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、液滴の付着する環境下で使用される光学機器である内視鏡、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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１９５】
本発明は、車載カメラシステムや監視若しくは防犯カメラシステム等における画像装置に適用される液滴排除装置のみに限られることはなく、他の形態の画像装置、例えば湿潤環境試験室内で用いられる観察用カメラ、スポーツ競技等において競技者等に取り付けて使用されるいわゆるアクションカメラ、小型模型飛行体（いわゆるドローン等）に搭載され野外環境で使用される観察用カメラ等の各種用途に用いられる動画若しくは静止画撮像用カメラに対して広く適用することができる。
【０１９６】
また、自動車、電車、航空機等の乗り物に用いられる前照灯または尾灯等、照明光源を覆うカバー部材を有する照明装置等に対しても適用することが可能である。
【０１９７】
さらに、光学系の前面側に阪急形状（ドーム型）の防滴カバー部材を設けた観察装置、例えば望遠鏡、双眼鏡、単眼鏡等に対しても同様に適用できる。
【０１９８】
またさらに、ロボット等における画像認識等のための撮像光学系においても同様に適用することができる。
【０１９９】
これらに加えてさらに、例えば透過型液晶表示装置等を用いて画像を拡大投影する投影型画像表示装置等に対しても同様に適用することが可能である。
【符号の説明】
【０２００】
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，
１１８……前レンズ，
１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ……圧電素子，
１２１……フレキシブルプリント基板，
１２２……筒部，
１２３……ドーム部，
１２４……フランジ部，
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，
１４５……貫通開口，
１４６……位置決め用突起部，
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，
１５４……突設片，
１５９……第２内部空間，
１６０……防塵シール，
１６９……空間，
１７０……光束通過領域，
１７１，１７２……電極，
１７２ａ……側面電極，
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……内部バス，
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，
４１０……カバー部材，
４１１……貫通孔，
４２０……節，
５００……液滴等，
５０１……微小液滴，
【図１】
2017170303.tif 000003
【図２】
2017170303.tif 000004
【図３】
2017170303.tif 000005
【図４】
2017170303.tif 000006
【図５】
2017170303.tif 000007
【図６】
2017170303.tif 000008
【図７】
2017170303.tif 000009
【図８】
2017170303.tif 000010
【図９】
2017170303.tif 000011
【図１０】
2017170303.tif 000012
【図１１】
2017170303.tif 000013
【図１２】
2017170303.tif 000014
【図１３】
2017170303.tif 000015
【図１４】
2017170303.tif 000016
【図１５】
2017170303.tif 000017
【図１６】
2017170303.tif 000018
【図１７】
2017170303.tif 000019
【図１８】
2017170303.tif 000020
【図１９】
2017170303.tif 000021
【図２０】
2017170303.tif 000022