(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被振動部材と、
前記被振動部材を振動させる圧電部材と、
前記圧電部材の第一面に形成される第一駆動電極と、
前記圧電部材の前記第一面の裏面となる第二面に形成される第二駆動電極と、
前記圧電部材の前記第一面に、前記第一駆動電極とは独立して形成される振動検出電極と、
前記圧電部材の前記第二面に、前記第二駆動電極とは独立して形成されるグランド電極と、
前記第一駆動電極および前記第二駆動電極に接続され、前記第一駆動電極に電圧が印加されるときには前記第二駆動電極をグランドに接続し、前記第二駆動電極に電圧が印加されるときには前記第一駆動電極をグランドに接続する制御回路と、
前記振動検出電極に接続され、前記被振動部材の共振周波数を検出する共振周波数検出手段とを有し、
前記制御回路が前記第一駆動電極または前記第二駆動電極に電圧を印加すると、前記被振動部材に定在波が発生するものであって、
前記圧電部材の短辺方向の長さを前記定在波の波長の１／２以下とするとともに、前記定在波の節部間の中心線上に重なるように、前記圧電部材を前記被振動部材に固定することを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
被振動部材と、
前記被振動部材を振動させる圧電部材と、
前記圧電部材の第一面に形成される第一駆動電極と、
前記圧電部材の前記第一面の裏面となる第二面に形成される第二駆動電極と、
前記圧電部材の前記第一面に、前記第一駆動電極とは独立して形成され、前記第二駆動電極電気的に接続される第三駆動電極と、
前記圧電部材の前記第一面に、前記第一駆動電極と前記第三駆動電極とは独立して形成される振動検出電極と、
前記圧電部材の前記第二面に、前記第二駆動電極とは独立して形成される第一グランド電極と、
前記圧電部材の前記第一面に、前記第一駆動電極と前記第三駆動電極と前記振動検出電極とは独立して形成され、前記第一グランド電極と電気的に接続される第二グランド電極と、
前記第一駆動電極と前記第二駆動電極と前記第三駆動電極に接続され、前記第一駆動電極に電圧が印加されるときには前記第二駆動電極および前記第三駆動電極をグランドに接続し、前記第二駆動電極または前記第三駆動電極に電圧が印加されるときには前記第一駆動電極をグランドに接続する制御回路と、
前記振動検出電極に接続され、前記被振動部材の共振周波数を検出する共振周波数検出手段とを有することを特徴とする駆動装置。
【請求項３】
前記制御回路は第一振動モードで前記被振動部材を振動させた後、前記第一振動モードとは節部の位置が重ならない第二振動モードで前記被振動部材を振動させることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記駆動装置を具備する撮像装置であって、
前記被振動部材は、被写体像を光電変換する撮像素子の前方に配設された光学素子であり、
前記圧電部材は、前記被写体像の有効光束の外部において前記光学素子に固定されるものであって、
前記前記光学素子の前記圧電部材が固定される部分にはコーティングを施さないことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の駆動装置を具備する撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塵埃等の異物をふるい落とす技術、デジタルカメラ等の撮像装置における撮像素子の前方に配置された光学部材の表面に付着した塵埃等の異物をふるい落とす技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被写体像を電気信号に変換して撮像するデジタルカメラ等の撮像装置では、撮影光束を撮像素子で受光し、その撮像素子から出力される光電変換信号を画像データに変換して、メモリカード等の記録媒体に記録する。撮像素子としては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳセンサ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等が用いられる。
【０００３】
このような撮像装置では、撮像素子の被写体側に、光学ローパスフィルタや赤外吸収フィルタが配置されるが、これらフィルタの表面に塵埃等の異物が付着すると、その付着部分が黒い点となって撮影画像に写り込み、画像の見栄えが低下してしまう。
【０００４】
特にレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラでは、シャッタやクイックリターンミラーといった機械的な作動部が撮像素子の近傍に配置されており、それらの作動部から発生した塵埃等の異物が撮像素子やフィルタの表面に付着することがある。また、レンズ交換時に、レンズマウントの開口から塵埃等の異物がカメラ本体内に入り込み、これが付着することもある。
【０００５】
このような現象を回避するために、特許文献１や特許文献２には、撮像素子の被写体側に撮影光束を透過させる防塵フィルタを設け、これを圧電素子で振動させることにより、防塵フィルタの表面に付着した塵埃等の異物を除去する技術が提案されている。
【０００６】
この際、塵埃等の異物を効率よく除去するためには、圧電素子により防塵フィルタを共振周波数で振動させて、振動の振幅を大きくさせることがのぞましい。しかし、共振周波数は防塵フィルタの外形、板厚、物性値などにより決定されるので、加工精度や製造工程などのバラツキ発生要因により、各々の防塵フィルタごとに共振周波数は異なる。
【０００７】
そこで、特許文献１に開示されたカメラにおいては、円形の防塵フィルタ（防塵用光学部材）の周縁部に振動を与えるための圧電素子を配置し、光学部材の振動状態を検出するために、圧電素子上に駆動用とは別に検出用の電極を１つ設ける。そして、その電極電圧をモニタしながら共振周波数を探し出し、その共振周波数を用いて光学部材を振動させ、光学部材の表面に付着した塵埃等を除去するようにしている。
【０００８】
また、特許文献２に開示されたカメラにおいては、特許文献１と同様に、円形の防塵フィルタ（防塵用光学部材）の周縁部に振動を与えるための圧電素子を配置する。そして、光学部材の振動状態を検出するために、圧電素子上に駆動用とは別に検出用の電極を１つ設け、その電極電圧をモニタする。その上で、あらかじめ記憶させておいた正常電圧値と比較し、振動状態が異常と判断されたら塵埃除去動作を行わないようにしている。
【特許文献１】特開２００３−３３３３９５号公報
【特許文献２】特開２００４−２９１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、圧電素子を駆動させるための回路として、一般的にハーフブリッジ回路が使用されている。入力電圧（電源電圧もしくは昇圧電圧）がそのまま圧電素子の駆動電圧となるシンプルな回路構成である。一方、別の構成としてＨブリッジ（フルブリッジ）回路がある。これはハーフブリッジ回路に対して構成が複雑ではあるが、入力電圧に対して２倍の駆動電圧を圧電素子に印加することができる。よって、同電圧を圧電素子に印加する際は、Ｈブリッジはハーフブリッジに対して１／２の入力電圧ですみ、回路素子の耐圧規格を下げることができ、回路の小型化を図ることが出来る。
【００１０】
しかしながら、上述した振動検出の構成は、圧電素子の駆動回路がハーフブリッジ回路においては問題ないものの、Ｈブリッジ回路に適用した場合には適切に検出ができない。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、回路の小型化に寄与するＨブリッジ回路を制御回路とした圧電素子であっても、適切に被振動部材の振動状態を検出できる駆動装置および撮像装置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】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる駆動装置は、被振動部材と、前記被振動部材を振動させる圧電部材と、前記圧電部材の第一面に形成される第一駆動電極と、前記圧電部材の前記第一面の裏面となる第二面に形成される第二駆動電極と、前記圧電部材の前記第一面に、前記第一駆動電極とは独立して形成される振動検出電極と、前記圧電部材の前記第二面に、前記第二駆動電極とは独立して形成されるグランド電極と、前記第一駆動電極および前記第二駆動電極に接続され、前記第一駆動電極に電圧が印加されるときには前記第二駆動電極をグランドに接続し、前記第二駆動電極に電圧が印加されるときには前記第一駆動電極をグランドに接続する制御回路と、前記振動検出電極に接続され、前記被振動部材の共振周波数を検出する共振周波数検出手段とを有し、前記制御回路が前記第一駆動電極または前記第二駆動電極に電圧を印加すると、前記被振動部材に定在波が発生するものであって、前記圧電部材の短辺方向の長さを前記定在波の波長の１／２以下とするとともに、前記定在波の節部間の中心線上に重なるように、前記圧電部材を前記被振動部材に固定することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係わる駆動装置は、被振動部材と、前記被振動部材を振動させる圧電部材と、前記圧電部材の第一面に形成される第一駆動電極と、前記圧電部材の前記第一面の裏面となる第二面に形成される第二駆動電極と、前記圧電部材の前記第一面に、前記第一駆動電極とは独立して形成され、前記第二駆動電極と電気的に接続される第三駆動電極と、前記圧電部材の前記第一面に、前記第一駆動電極と前記第三駆動電極とは独立して形成される振動検出電極と、前記圧電部材の前記第二面に、前記第二駆動電極とは独立して形成される第一グランド電極と、前記圧電部材の前記第一面に、前記第一駆動電極と前記第三駆動電極と前記振動検出電極とは独立して形成され、前記第一グランド電極と電気的に接続される第二グランド電極と、前記第一駆動電極と前記第二駆動電極と前記第三駆動電極に接続され、前記第一駆動電極に電圧が印加されるときには前記第二駆動電極および前記第三駆動電極をグランドに接続し、前記第二駆動電極または前記第三駆動電極に電圧が印加されるときには前記第一駆動電極をグランドに接続する制御回路と、前記振動検出電極に接続され、前記被振動部材の共振周波数を検出する共振周波数検出手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回路の小型化に寄与するＨブリッジ回路を制御回路とした圧電素子であっても、適切に被振動部材の振動状態を検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１６】
＜カメラの構成＞
図１〜３を参照して、本発明の実施の形態に係るデジタル一眼レフカメラについて説明する。図１および図２は、本実施の形態に係るデジタル一眼レフカメラの外観図である。図１は、カメラを前面側（被写体側）から見た斜視図であって、撮影レンズユニットを外した状態を示す。図２は、カメラを撮影者側（背面側）から見た斜視図である。
【００１７】
図１に示すように、カメラ本体１には、撮影時に撮影者が安定して握り易いように被写体側に突出したグリップ部１ａが設けられている。
【００１８】
カメラ本体１のマウント部２には、撮影レンズユニット（図１、２では不図示）が着脱可能に固定される。マウント接点２１は、カメラ本体１と撮影レンズユニットとの間で制御信号、状態信号、データ信号等の通信を可能にすると共に、撮影レンズユニット側に電力を供給する。マウント接点２１は、電気通信のみならず、光通信、音声通信等が可能なように構成してもよい。マウント部２の横には、撮影レンズユニットを取り外す際に押し込むレンズロック解除ボタン４が配置されている。
【００１９】
カメラ本体１内には、撮影レンズを通過した撮影光束が導かれるミラーボックス５が設けられており、ミラーボックス５内にメインミラー（クイックリターンミラー）６が配設されている。メインミラー６は、撮影光束をペンタダハミラー２２（図３を参照）の方向へ導くために撮影光軸に対して４５°の角度に保持される状態と、撮像素子３３（図３を参照）の方向へ導くために撮影光束から退避した位置に保持される状態とを取り得る。
【００２０】
カメラ上部のグリップ１ａ側には、撮影開始の起動スイッチとしてのレリーズボタン７と、撮影時の動作モードに応じてシャッタスピードやレンズ絞り値を設定するためのメイン操作ダイヤル８と、撮影系の上面動作モード設定ボタン１０とが配置されている。これら操作部材の操作結果の一部は、ＬＣＤ表示パネル９に表示される。レリーズボタン７は、第１ストロークでＳＷ１（図３の７ａ）がＯＮし、第２ストロークでＳＷ２（図３の７ｂ）がＯＮする構成となっている。また、上面動作モード設定ボタン１０は、レリーズボタン７の１回の押込みで連写になるか１コマのみの撮影となるかの設定や、セルフ撮影モードの設定等を行うためのものであり、ＬＣＤ表示パネル９にその設定状況が表示される。
【００２１】
カメラ上部の中央には、カメラ本体１に対してポップアップするストロボユニット１１と、フラッシュ取り付け用のシュー溝１２およびフラッシュ接点１３とが設けられている。
【００２２】
カメラ上部の右寄りには、撮影モード設定ダイヤル１４が配置されている。
【００２３】
カメラのグリップ１ａに対して反対側の側面には、開閉可能な外部端子蓋１５が設けられている。外部端子蓋１５を開けた内部には、外部インタフェースとしてビデオ信号出力用ジャック１６およびＵＳＢ出力用コネクタ１７が納められている。
【００２４】
図２に示すように、カメラ背面の上方には、ファインダ接眼窓１８が設けられている。また、カメラ背面の中央付近には、画像表示可能なカラー液晶モニタ１９が設けられている。
【００２５】
カラー液晶モニタ１９の横には、サブ操作ダイヤル２０が配置されている。サブ操作ダイヤル２０は、メイン操作ダイヤル８の機能の補助的役割を担うものである。例えばカメラのＡＥモードでは、自動露出装置により算出された適正露出値に対する露出補正量を設定するために使用される。シャッタスピードおよびレンズ絞り値の各々を使用者の意志により設定するマニュアルモードでは、メイン操作ダイヤル８でシャッタスピードを設定し、サブ操作ダイヤル２０でレンズ絞り値を設定するように使用される。また、このサブ操作ダイヤル２０は、カラー液晶モニタ１９に表示される撮影済み画像の表示を選択するためにも使用される。
【００２６】
さらに、カメラ背面には、カメラの動作を起動もしくは停止するためのメインスイッチ４３と、クリーニングモードを動作させるためのクリーニング指示操作部材４４とが配置されている。クリーニング指示操作部材４４は、詳しくは後述するが、光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した塵埃等の異物をふるい落とす動作を指示するためのものである。なお、クリーニングモードは、クリーニング指示操作部材４４を用いて任意に動作させることもできるし、メインスイッチ４３をＯＮした際、或いはＯＦＦした際、或いはその両方のタイミングで自動で動作させることもできる。
【００２７】
図３は、本実施の形態に係るデジタル一眼レフカメラの主要な電気的構成を示すブロック図である。なお、図１、２と共通する部分には同一の符号を付す。カメラ本体１に内蔵されたマイクロコンピュータからなる中央処理装置（以下、「ＭＰＵ」と称する）１００は、カメラの動作制御を司るものであり、各要素に対して様々な処理や指示を実行する。ＭＰＵ１００に内蔵されたＥＥＰＲＯＭ１００ａは、時刻計測回路１０９の計時情報やその他の情報を記憶することができる。
【００２８】
ＭＰＵ１００には、ミラー駆動回路１０１、焦点検出回路１０２、シャッタ駆動回路１０３、映像信号処理回路１０４、スイッチセンス回路１０５、測光回路１０６が接続されている。また、ＬＣＤ駆動回路１０７、バッテリチェック回路１０８、時刻計測回路１０９、電力供給回路１１０、圧電素子駆動回路１１１、振動検出回路１１２が接続されている。これらの回路は、ＭＰＵ１００の制御により動作するものである。
【００２９】
ＭＰＵ１００は、撮影レンズユニット２００ａ内のレンズ制御回路２０１とマウント接点２１を介して通信を行う。マウント接点２１は、撮影レンズユニット２００ａが接続されるとＭＰＵ１００へ信号を送信する機能も有する。これにより、レンズ制御回路２０１は、ＭＰＵ１００との間で通信を行い、ＡＦ駆動回路２０２および絞り駆動回路２０３を介して撮影レンズユニット２００ａ内の撮影レンズ２００および絞り２０４の駆動を行う。なお、図３では便宜上１枚の撮影レンズ２００のみを図示しているが、実際は多数のレンズ群によって構成される。
【００３０】
ＡＦ駆動回路２０２は、例えばステッピングモータによって構成され、レンズ制御回路２０１の制御により撮影レンズ２００内のフォーカスレンズ位置を変化させ、撮像素子３３に撮影光束の焦点を合わせるように調整する。絞り駆動回路２０３は、例えばオートアイリス等によって構成され、レンズ制御回路２０１の制御により絞り２０４を変化させ、光学的な絞り値を得る。
【００３１】
メインミラー６は、図３に示す撮影光軸に対して４５°の角度に保持された状態で、撮影レンズ２００を通過する撮影光束をペンタダハミラー２２へ導くと共に、その一部を透過させてサブミラー３０へ導く。サブミラー３０は、メインミラー６を透過した撮影光束を焦点検出センサユニット３１へ導く。
【００３２】
ミラー駆動回路１０１は、例えばＤＣモータとギヤトレイン等によって構成され、メインミラー６を、ファインダにより被写体像を観察可能とする位置と、撮影光束から待避する位置とに駆動する。メインミラー６が駆動すると、同時にサブミラー３０も、焦点検出センサユニット３１へ撮影光束を導く位置と、撮影光束から待避する位置とに移動する。
【００３３】
焦点検出センサユニット３１は、不図示の結像面近傍に配置されたフィールドレンズ、反射ミラー、２次結像レンズ、絞り、複数のＣＣＤからなるラインセンサ等によって構成され、位相差方式の焦点検出を行う。焦点検出センサユニット３１から出力される信号は、焦点検出回路１０２へ供給され、被写体像信号に換算された後、ＭＰＵ１００に送信される。ＭＰＵ１００は、被写体像信号に基づいて位相差検出法による焦点検出演算を行う。そして、デフォーカス量およびデフォーカス方向を求め、これに基づいて、レンズ制御回路２０１およびＡＦ駆動回路２０２を介して撮影レンズ２００内のフォーカスレンズを合焦位置まで駆動する。
【００３４】
ペンタダハミラー２２は、メインミラー６により反射された撮影光束を正立正像に変換反射する。撮影者はファインダ光学系を介してファインダ接眼窓１８から被写体像を観察することができる。ペンタダハミラー２２は、撮影光束の一部を測光センサ２３へも導く。測光回路１０６は、測光センサ２３の出力を得て、観察面上の各エリアの輝度信号に変換し、ＭＰＵ１００に出力する。ＭＰＵ１００は、輝度信号に基づいて露出値を算出する。
【００３５】
シャッタユニット（フォーカルプレーンシャッタ）３２は、撮影者がファインダにより被写体像を観察している時には、シャッタ先幕が遮光位置にあると共に、シャッタ後幕が露光位置にある。次いで、撮影時には、シャッタ先幕が遮光位置から露光位置へ移動する露光走行を行って被写体からの光を通過させ、撮像素子３３で撮像を行う。所望のシャッタ秒時の経過後、シャッタ後幕が露光位置から遮光位置へ移動する遮光走行を行って撮影を完了する。フォーカルプレーンシャッタ３２は、ＭＰＵ１００の指令を受けたシャッタ駆動回路１０３により制御される。
【００３６】
撮像ユニット４００は、光学ローパスフィルタ４１０、圧電部材と複数の電極からなる圧電素子４３０、撮像素子３３が後述する他の部品と共にユニット化されたものである。撮像素子３３は、被写体像を光電変換するものであり、本実施の形態ではＣＭＯＳセンサが用いられるが、その他にもＣＣＤ等様々な撮像素子があり、いずれのものを採用してもよい。撮像素子３３の前方に配置された光学ローパスフィルタ４１０は、水晶からなる１枚の複屈折板であり、その形状は矩形状である。
【００３７】
クランプ／ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路３４は、Ａ／Ｄ変換する前の基本的なアナログ処理を行うものであり、クランプレベルを変更することも可能である。ＡＧＣ（自動利得調整装置）３５は、Ａ／Ｄ変換する前の基本的なアナログ処理を行うものであり、ＡＧＣ基本レベルを変更することも可能である。Ａ／Ｄ変換器３６は、撮像素子３３のアナログ出力信号をデジタル信号に変換する。
【００３８】
映像信号処理回路１０４は、デジタル化された画像データに対してガンマ／ニー処理、フィルタ処理、モニタ表示用の情報合成処理等、ハードウエアによる画像処理全般を実行する。この映像信号処理回路１０４からのモニタ表示用の画像データは、カラー液晶駆動回路１１３を介してカラー液晶モニタ１９に表示される。また、映像信号処理回路１０４は、ＭＰＵ１００の指示に従って、メモリコントローラ３８を通じてバッファメモリ３７に画像データを保存することもできる。さらに、映像信号処理回路１０４は、ＪＰＥＧ等の画像データ圧縮処理を行うこともできる。連写撮影等、連続して撮影が行われる場合は、一旦バッファメモリ３７に画像データを格納し、メモリコントローラ３８を通して未処理の画像データを順次読み出すこともできる。これにより、映像信号処理回路１０４は、Ａ／Ｄ変換器３６から入力されてくる画像データの速度に関わらず、画像処理や圧縮処理を順次行うことができる。
【００３９】
メモリコントローラ３８は、外部インタフェース４０から入力される画像データをメモリ３９に記憶し、メモリ３９に記憶されている画像データを外部インタフェース４０から出力する機能を有する。なお、外部インタフェース４０は、図１におけるビデオ信号出力用ジャック１６およびＵＳＢ出力用コネクタ１７が相当する。メモリ３９としては、カメラ本体に着脱可能なフラッシュメモリ等が用いられる。
【００４０】
スイッチセンス回路１０５は、各スイッチの操作状態に応じて入力信号をＭＰＵ１００に送信する。スイッチＳＷ１（７ａ）は、レリーズボタン７の第１ストローク（半押し）によりＯＮする。スイッチＳＷ２（７ｂ）は、レリーズボタン７の第２ストローク（全押し）によりＯＮする。スイッチＳＷ１（７ａ）がＯＮされると、撮影準備開始の指示がＭＰＵ１００に送信され、スイッチＳＷ２（７ｂ）がＯＮされると、撮影開始の指示がＭＰＵ１００に送信される。また、メイン操作ダイヤル８、サブ操作ダイヤル２０、撮影モード設定ダイヤル１４、メインスイッチ４３、クリーニング指示操作部材４４が接続されている。
【００４１】
ＬＣＤ駆動回路１０７は、ＭＰＵ１００の指示に従って、ＬＣＤ表示パネル９やファインダ内液晶表示装置４１を駆動する。
【００４２】
バッテリチェック回路１０８は、ＭＰＵ１００の指示に従って、バッテリチェックを行い、その検出結果をＭＰＵ１００に送信する。電源４２は、カメラの各要素に対して電源を供給する。
【００４３】
時刻計測回路１０９は、メインスイッチ４３がＯＦＦされて次にＯＮされるまでの時間や日付を計測し、ＭＰＵ１００からの指示に従って、計測結果をＭＰＵ１００に送信する。
【００４４】
＜異物除去構造＞
次に、図４〜６を参照して、本実施の形態における光学ローパスフィルタ４１０を加振する異物除去構造について説明する。図４は、撮像ユニット４００まわり保持構造を示すためのカメラ内部の概略構成を示す分解斜視図である。図５は、撮像ユニット４００の構成を示す分解斜視図である。
【００４５】
図４に示すように、カメラ本体の骨格となる本体シャーシ３００の被写体側には、被写体側から順に、ミラーボックス５、シャッタユニット３２が配設される。また、本体シャーシ３００の撮影者側には、撮像ユニット４００が配設される。撮像ユニット４００は、撮影レンズユニットが取り付けられる基準となるマウント部２の取付面に撮像素子３３の撮像面が所定の距離を空けてかつ平行になるように調整されて固定される。
【００４６】
図５に示すように、光学ローパスフィルタ４１０は、水晶からなる１枚の複屈折板であり、その形状は矩形状である。この光学ローパスフィルタ４１０が本発明でいう被振動部材であり、撮像素子３３の前方に配設された光学素子に相当するものである。光学ローパスフィルタ４１０は、撮影有効領域４１０ａの一側方に圧電素子４３０を配置する周縁部４１０ｂを有しており、撮影光軸中心に対して直交する方向（カメラ左右方向）に非対称である。このように、撮影有効領域４１０ａと周縁部４１０ｂとが重ならないように設定することで、被写体像の有効光束に圧電素子４３０が侵入しないように担保されている。
【００４７】
また、このようにした光学ローパスフィルタ４１０の表面には、導電性を持たせるための導電コーティングと、反射防止膜などの光学的なコーティングが施されている。
【００４８】
圧電素子４３０は、後述するように１枚の圧電部材上に複数の電極が一体的に形成されており、短冊状の外形を有する。そして、光学ローパスフィルタ４１０の周縁部４１０ｂに、圧電素子４３０の長辺が光学ローパスフィルタ４１０の短辺（側辺）に平行になるように接着される。すなわち、圧電素子４３０は、光学ローパスフィルタ４１０の四辺のうち一辺近傍で平行に接着される。光学ローパスフィルタは、その一辺に平行な複数の腹部および節部が生じるように振動される。具体的な振動の様子については後述する。
【００４９】
４２０は樹脂製又は金属製の光学ローパスフィルタ保持部材であり、光学ローパスフィルタ４１０を保持し、撮像素子保持部材５１０にビス固定される。
【００５０】
４７０は圧電素子４３０に電圧を印加するための圧電素子用フレキシブルプリント基板であり、圧電素子４３０の各電極に接続される。
【００５１】
４４０は付勢部材であり、光学ローパスフィルタ４１０の撮影有効領域４１０ａ外の４ヶ所において当接して撮像素子３３方向に付勢し（図１２および図１３を参照）、光学ローパスフィルタ保持部材４２０に係止される。付勢部材４４０は接地されており、付勢部材４４０と接する光学ローパスフィルタ４１０の表面（導電コーティングおよび光学的なコーティングが施された面）も接地される。これにより、光学ローパスフィルタ４１０の表面への塵埃等の静電気的な付着を抑制することができる。
【００５２】
４５０は断面が略円形の枠状の弾性部材であり、光学ローパスフィルタ４１０と光学ローパスフィルタ保持部材４２０とで挟まれて密着保持される。この密着力は、付勢部材４４０の撮像素子３３方向への付勢力により決定される。なお、弾性部材４５０はゴムでもよいし、弾性体であれば、ポロンやプラスチック等の高分子重合体を用いてもよい。
【００５３】
４６０は位相板（偏光解消板）と、赤外カットフィルタと、光学ローパスフィルタ４１０に対して屈折方向が９０°異なる複屈折板とを貼り合わせた光学部材であり、光学ローパスフィルタ保持部材４２０に接着固定される。
【００５４】
５１０は板状の撮像素子保持部材であり、矩形の開口部を有し、その開口部に撮像素子３３を露出させるように撮像素子３３が固着する。撮像素子保持部材５１０の周囲には、ミラーボックス５に３ヵ所でビス固定するための固定箇所が設けられている。
【００５５】
５２０は撮像素子３３に撮影光路外からの余分な光が入射することを防ぐためのマスクであり、光学ローパスフィルタ保持部材４２０と撮像素子３３とで挟まれて密着保持される。
【００５６】
５３０は左右一対の板バネ状の撮像素子付勢部材であり、撮像素子保持部材５１０にビス固定され、撮像素子３３を撮像素子保持部材５１０に押し付ける。
【００５７】
以上の構成をとることにより、光学ローパスフィルタ４１０は、付勢部材４４０と弾性部材４５０とで挟み込まれて振動自在に支持される。詳しくは後述するが、光学ローパスフィルタ４１０の支持位置（支持部位）は、光学ローパスフィルタ４１０の振動の節部近傍であることが望ましい。なお、節部とは振幅がほぼ零となる位置のことをいう。
【００５８】
図６は、図４におけるＡ−Ａ線断面図である。ただし、撮像素子保持部材５１０は省略してある。マスク５２０の撮影者側の面は撮像素子３３と当接し、被写体側の面は光学ローパスフィルタ保持部材４２０と当接する。マスク５２０の撮影者側および被写体側にはそれぞれ両面テープが用いられている。光学ローパスフィルタ保持部材４２０は、マスク５２０の両面テープにより、撮像素子３３に密閉固定保持される。また、光学部材４６０は、光学ローパスフィルタ保持部材４２０の所定の保持部に、外周部において接着されて保持される。これにより、光学ローパスフィルタ保持部材４２０と撮像素子３３とマスク５２０と光学部材４６０とにより囲まれる空間は封止され、塵埃等の異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成される。
【００５９】
一方、弾性部材４５０の撮影者側の面は光学ローパスフィルタ保持部材４２０と当接し、被写体側の面は光学ローパスフィルタ４１０と当接する。光学ローパスフィルタ４１０は付勢部材４４０の弾性により撮像素子３３方向へと付勢されているので、弾性部材４５０は変形し、光学ローパスフィルタ４１０および光学ローパスフィルタ保持部材４２０に対して隙間無く密着する。これにより、光学ローパスフィルタ４１０と光学ローパスフィルタ保持部材４２０と弾性部材４５０と光学部材４６０とにより囲まれる空間は封止され、塵埃等の異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成される。
【００６０】
＜圧電素子の電極配置＞
図７（ａ）、図７（ｂ）、図８（ａ）および図８（ｂ）は、圧電素子４３０の詳細を説明するための図である。このうち、図７（ａ）および図７（ｂ）は、電極の配置を最も簡略化した場合を説明するための図であり、図８（ａ）および図８（ｂ）は、本実施の形態においてより好ましい電極の配置を説明するための図である。
【００６１】
まずは、電極の配置を最も簡略化した場合について説明する。図７（ａ）は、圧電素子４３０の表面（第一面側、ここではＦ面とする）と、裏面（第二面側、ここではＢ面とする）と、側面を示す図であり、図７（ｂ）は、Ｆ面側から見た場合の斜視図である。図示するように、圧電素子４３０は、１枚のピエゾ素子である圧電部材４３０ａと、この上に設けられた４つの電極である、電極ＡＦ、電極ＡＢ、電極ＳＦ、電極ＳＢから成る。
【００６２】
このうち電極ＡＦと電極ＡＢは、圧電部材４３０ａを挟んで対向して配置された、光学ローパスフィルタ４１０に定在波を励起させるための駆動電極（第一駆動電極、第二駆動電極）である。制御回路である圧電素子駆動回路１１１が、これらの電極に交互に電圧を印加することにより、矢印Ｙ方向と平行な節と腹を複数有する定在波振動を発生させる。
【００６３】
また、電極ＳＦは、圧電部材４３０ａ、ひいては光学ローパスフィルタ４１０に発生した振動を検出するための振動検出電極である。具体的には、この電極ＳＦに圧電部材４３０ａを挟んで対向して設けられた、常時接地されたグランド電極である電極ＳＢに対して、電極ＳＦの発生する電荷電圧がどのように変化するかを監視して振動を検出する。
【００６４】
駆動電極である電極ＡＦと電極ＡＢは、光学ローパスフィルタに定在波振動を発生させるための電極なので、大きな駆動力を得るために、電極ＳＦと電極ＳＢに対して相対的にできる限り大きいことが好ましい。また、振動検出電極である電極ＳＦは、駆動電極によって発生された定在波振動を適切に捉えるため、定在波の節と腹が発生する方向である矢印Ｙ方向（節方向、もしくは腹方向）に直交する矢印Ｘ方向が、長辺方向となるような形状が望ましい。
【００６５】
それぞれの電極は、独立して圧電素子用フレキシブルプリント基板４７０に接続される。そして、圧電素子用フレキシブルプリント基板４７０の配線を介して、駆動電極である電極ＡＦと電極ＡＢは圧電素子駆動回路１１１に、振動検出電極である電極ＳＦは振動検出回路１１２に、電極ＳＢはグランドに接続される。
【００６６】
このように構成された圧電素子４３０は、上述のように、光学ローパスフィルタ４１０の周縁部４１０ｂにＢ面もしくはＦ面が接着されて固定される。
【００６７】
圧電素子４３０が接着される光学ローパスフィルタ４１０の周辺部４１０ｂについては、圧電素子４３０の駆動力をロスしないように、つまり、直接ローパスフィルタに接触するように、導電コーティングや光学的なコーティングを施さないことが望ましい。ただし、グランド電極である電極ＳＢが接触する領域については、撮影有効領域４１０ａから導電コーティングを伸延して電極ＳＢと導通するように構成すれば、撮影有効領域４１０ａの接地が安定するので、より好ましいと言える。
【００６８】
次に、本実施の形態においてより好ましい電極の配置について説明する。図８（ａ）は、圧電素子４３０の表面（図７と同様にＦ面とする）と、裏面（同じく図７と同様にＢ面とする）と、側面を示す図であり、図８（ｂ）は、Ｆ面側か見た場合の斜視図である。図示するように、圧電素子４３０は、１枚のピエゾ素子である圧電部材４３０ａと、この上に設けられた６つの電極である、電極ＡＦ、電極ＡＢ、電極ＳＦ、電極ＳＢ、電極ＡＢ’、電極ＳＢ’から成る。
【００６９】
電極ＡＦと電極ＡＢが駆動電極であり、電極ＳＦが振動検出電極であり、電極ＳＢが常時接地されたグランド電極であることは、図７で示した圧電素子４３０と同様である。
【００７０】
ただし、図７で示した圧電素子４３０と異なり、Ｂ面の電極ＡＢと電極ＳＢは、それぞれスルーホールＡＢＴとスルーホールＳＢＴにより、Ｆ面側に設けられた電極ＡＢ’と電極ＳＢ’にそれぞれ導通されている。
【００７１】
このように構成することで、駆動電極と振動検出電極とグランド電極は、全てＦ面側から引き出して圧電素子用フレキシブルプリント基板４７０に接続することができる。したがって、ユニットの組み立て作業性に大いに貢献する。同時に、光学ローパスフィルタ４１０の周縁部４１０ｂにＢ面を接着して固定する観点からも、接着面の凹凸を避けることができるので、接着性のみならず、ひいては光学ローパスフィルタ４１０の振動効率の向上にも寄与する。なぜなら、接着面にはフレキシブルプリント基板４７０が接続されることがないので、その厚みによる段差が生じないからである。
【００７２】
＜振動の説明＞
次に、図９を参照して、光学ローパスフィルタ４１０の異物を除去する動作としての振動の様子について説明する。図９は、撮像ユニット４００のうち光学ローパスフィルタ４１０、およびこれにＢ面側が接着されて一体的に設けられた圧電素子４３０のみを取り出して示した側面図である。図９は、圧電素子４３０に駆動電圧を印加した際の光学ローパスフィルタ４１０および圧電素子４３０の状態変化（振動形状）を表している。
【００７３】
圧電素子用フレキシブルプリント基板４７０を通じて圧電素子４３０の電極ＡＦに正の電圧を印加し、電極ＡＢをグランド（０［Ｖ］）としたとする。このとき、圧電素子４３０は面方向に伸びて、厚み方向に縮む。すると、圧電素子４３０と接着された光学ローパスフィルタ４１０は、接着面が拡大する方向に力を受ける。このような力を受けると、光学ローパスフィルタ４１０を断面方向から見た場合、圧電素子４３０側の面が伸びる方向に変形し、対向面が縮む方向に変形するので、圧電素子４３０を頂点に乗せた凸形状となる。この変形が連鎖して、光学ローパスフィルタ４１０を断面方向から見ると、凹凸形状が連続した屈曲変形が生じる。すなわち、電極ＡＦに正の電圧が印加されると、光学ローパスフィルタ４１０には図９の実線で示すような屈曲変形が生じる。
【００７４】
同様に、電極ＡＢに正の電圧を印加し、電極ＡＦをグランド（０［Ｖ］）としたとき、圧電素子４３０は面方向に縮み、厚み方向に伸びる。すると、圧電素子４３０と接着された光学ローパスフィルタ４１０は、接着面が収縮する方向に力を受ける。このような力を受けると、光学ローパスフィルタ４１０を断面方向から見た場合、圧電素子４３０側の面が縮む方向に変形し、対向面が伸びる方向に変形するので、圧電素子４３０を内側に抱え込んだ凹形状となる。すなわち、電極ＡＦに正の電圧を印加したときとは逆向きの変形を生じ、光学ローパスフィルタ４１０には、図９の破線に示すような屈曲変形が生じる。
【００７５】
したがって、電極ＡＦに正の電圧を印加し電極ＡＢをグランドとする状態と、電極ＡＢに正の電圧を印加し電極ＡＦをグランドとする状態とを、交互に周期的に切り替えると定在波振動が生じることになる。つまり、圧電部材４３０ａの作用により、図９の実線の状態と破線の状態を交互に繰り返す、周期的な振動を生じることになる。この周期的な電圧の周波数は、光学ローパスフィルタ４１０の固有モードの共振周波数近傍とすることで、小さな印加電圧でも大きな振幅を得ることができ効率がよい。また、光学ローパスフィルタ４１０の共振周波数は複数存在し、各々の共振周波数で電圧を印加すると各々異なる次数の振動モードで振動させることができる。図９では、腹が７つ生じる７次振動モードと、８つ生じる８次振動モードを示している。
【００７６】
ここで、図１０および図１１を用いて、圧電素子４３０とその駆動回路および駆動方法について説明する。図１０は、制御回路である圧電素子駆動回路１１１と圧電素子４３０の概略説明図である。図１１は、図１０の圧電素子駆動回路１１１の動作と、振動検出回路１１２の検出結果を説明するための動作波形図である。
【００７７】
圧電素子駆動回路１１１は、図１０に示すように、＋Ｖの電圧を与える直流電源６００とスイッチング素子６１０ａ〜６１０ｄ、そしてこのスイッチング素子６１０ａ〜６１０ｄの周期的なスイッチングをおこなう不図示の制御部から構成される。制御部は、包含するパルス発生回路の駆動パルスに応じて一定の周期を生成し、スイッチングを行う。
【００７８】
そして、圧電部材４３０ａには、上述のように駆動電極である電極ＡＦ、電極ＢＦと、振動検出電極である電極ＳＦと、グランド電極である電極ＳＢが設けられている。このうち、電極ＡＦはスイッチング素子６１０ａと６１０ｂに接続されており、電極ＡＢはスイッチング素子６１０ｃと６１０ｄに接続されている。電極ＳＦは振動検出回路１１２と接続されている。また、直流電源６００には、スイッチング素子６１０ａと６１０ｃが接続されており、グランドには電極ＳＢとスイッチング素子６１０ｂと６１０ｄが接続されている。このように接続することで、Ｈブリッジ（フルブリッジ）のスイッチング回路を構成している。なお、スイッチング素子としてはＭＯＳＦＥＴが一般的だが、バイポーラトランジスタなどの他の半導体素子や制御可能な機械接点を用いてもよい。
【００７９】
振動検出回路１１２は、圧電部材の伸縮によって生じる電位差を検出する回路である。
【００８０】
図１１に示す５つのタイミングチャートは、いずれも横軸が経過時間であり、縦軸が電圧である。電極ＡＦおよび電極ＡＢには、図示するように、パルス発生回路の駆動パルスにより、交互に＋Ｖと０を繰り返す方形波が印加される。制御部によりスイッチング素子６１０ａおよび６１０ｄがＯＮされ、スイッチング素子６１０ｂおよび６１０ｃがＯＦＦされると、一点鎖線Ｉａのように電流が流れ、電極ＡＦは電圧＋Ｖ、電極ＡＢは電圧０となる。逆に、スイッチング素子６１０ｂおよび６１０ｃがＯＮされ、スイッチング素子６１０ａおよび６１０ｄがＯＦＦされると、点線Ｉｂのように電流が流れ、電極ＡＦは電圧０、電極ＡＢは電圧＋Ｖとなる。この動作を光学ローパスフィルタ４１０の共振周波数で繰り返すことで、圧電素子４３０を振動させている。
【００８１】
このとき、圧電素子４３０の駆動電圧は、実質的に電極ＡＢに対する電極ＡＦの電圧（電極ＡＦの電圧から電極ＡＢの電圧を差し引いた電圧）となるので、図１１のＡＢ基準ＡＦに示すように＋Ｖと−Ｖを交互に繰り返す。したがって、電源電圧の２倍の電位差で駆動することができる。換言すると、駆動電圧を同じにすることを考えると、Ｈブリッジ回路はハーフブリッジ回路に比べ、電源電圧が１／２で済む。Ｈブリッジ回路を適用すれば、電源電圧を小さくできることから回路素子の耐圧レベルを下げることができ、回路の小型化、コストダウンに有効である。
【００８２】
電極ＳＦを用いた振動状態の検出については後述する。
【００８３】
図９に戻り、振動の様子について説明を続ける。
【００８４】
上述のように、圧電素子４３０の伸縮により光学ローパスフィルタ４１０に定在波振動が発生する。図９に示すように、定在波振動では振動の節部（ｄ１、ｄ２、・・・、Ｄ１、Ｄ２、・・・）と腹部とが交互に生じる。振動の節部とは振幅がほぼ零となる位置であり、振動の腹部とは隣り合う節部間において振幅が最大となる位置である。光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した塵埃等をふるい落とすには、付着力以上の力が発生するように加速度を塵埃等に加えなければならない。ところが、振動の節部では振幅がほぼ零であることから発生する加速度もほぼ零であり、付着力に抗して塵埃等をふるい落とすことができない。そのため、１つの振動モードだけで光学ローパスフィルタ４１０を振動させると、振動の節部上に塵埃等が残ってしまう。
【００８５】
この点を改善するため、ある振動モードで光学ローパスフィルタ４１０を振動させた後、もう１つ別の振動モードで光学ローパスフィルタ４１０を振動させるように圧電素子４３０を制御する。これにより、最初の振動モードで残った塵埃等を、その後の別の振動モードで除去することができる。この場合に、ある振動モードでの節部ともう１つ別の振動モードでの節部とが重なってしまうと、その重なった節部の塵埃等が除去できないため、節部は重ならないようにしなければならない。したがって、使用する振動モードの組合せは偶数節（奇数次）および奇数節（偶数次）であることが望ましい。本実施の形態では、７次振動モード（８節）および８次振動モード（９節）を組み合わせて使用している。
【００８６】
なお、光学ローパスフィルタ４１０の共振周波数は、光学ローパスフィルタ４１０の形状、板厚、材質等により異なるが、不快な音の発生を抑えるべく、可聴域外となるような共振周波数を選ぶことが好ましい。本実施の形態では７次振動モードおよび８次振動モードで振動を発生させる例を説明したが、これに限らず、他の次数の振動モードで振動を発生させるようにしても良いし、３種類以上の振動モードを用いても良い。
【００８７】
＜光学ローパスフィルタ４１０の支持構成＞
図１２は、光学ローパスフィルタ４１０および圧電素子４３０の振動形状と光学ローパスフィルタ４１０の支持位置を説明するための図である。なお、本実施の形態では７次振動モードおよび８次振動モードで振動を発生させるが、図１２では８次振動モードでの振動形状を表している。この定在波振動は、圧電素子４３０の長辺に略平行に節部と腹部が発生する。
【００８８】
図１２（ｂ）に示すように、光学ローパスフィルタ４１０は、付勢部材４４０と弾性部材４５０とで挟み込まれる（サンドイッチされる）ように支持されている。
【００８９】
ここで、図１３を用いて付勢部材４４０の形状について説明する。図１３は、付勢部材４４０の斜視図である。付勢部材４４０は、薄板のステンレス材を打ち抜き、折り曲げて成形されるものであり、全体で板バネとしての性質を有する。そして、光学ローパスフィルタ４１０の表面に対し、４箇所で当接するように接触点４４０ａがそれぞれ窪ませて形成され、爪部４４０ｃで光学ローパスフィルタ保持部材４２０に係止されることで、光学ローパスフィルタ４１０を撮像素子３３側へ付勢する。つまり、付勢部材４４０は、４箇所の接触点４４０ａのみで光学ローパスフィルタ４１０を被写体側から支えていることになる。なお、４４０ｂは、光学ローパスフィルタ４１０の表面をグランド（０［Ｖ］）に接続するための接地部である。
【００９０】
図１２に戻り、図１２（ａ）に示すように、光学ローパスフィルタ４１０は、付勢部材４４０とは撮影有効領域４１０ａ外の４ヶ所の接触点４４０ａにおいて当接し、弾性部材４５０とは撮影有効領域４１０ａ外において矩形状に密着当接する。
【００９１】
一般的に、振動している物体に物が当接すると振動が減衰してしまうが、振幅がほぼ零である振動の節部に物が当接する場合は、振動の減衰は緩和される。そこで、付勢部材４４０が光学ローパスフィルタ４１０に当接する４ヶ所（接触点４４０ａ）、および、弾性部材４５０が光学ローパスフィルタ４１０に当接する矩形状部分のうち節部と平行な二辺は、振動の節部（図示例では節部Ｄ２、Ｄ９）近傍に配設される。節部だけでなく、節部近傍も振幅が小さいことから、光学ローパスフィルタ４１０の振動の減衰は緩和される。これにより、光学ローパスフィルタ４１０の異物除去能力を落とさずに、光学ローパスフィルタ４１０を支持することができる。
【００９２】
また、本実施の形態のように、略矩形部材である光学ローパスフィルタ４１０の一辺（短辺）に平行な方向にのみ節部を発生させる振動モードにおいて、この節部の発生箇所は非常に明解である。図１４は、光学ローパスフィルタ４１０単体時における振動形状を表しており、特に８次振動モードでの振動形状を表している。図１４（ａ）の点線部は、振動の節部を表している。
【００９３】
図１４に示すように、光学ローパスフィルタ４１０の振動の節部は、光学ローパスフィルタ４１０の両短辺（節部に対して平行な二辺）から１／４波長だけ内側にそれぞれ発生し、さらにその内側には１／２波長ごとに発生する。なお、波長とは、隣り合う同位相の腹部の間隔（波の山から次の山（又は谷から次の谷）までの水平距離）のことであり、図１４に示す距離λである。よって、光学ローパスフィルタ４１０を支持する位置は、圧電素子４３０を配置している側（加振側）においては圧電素子接着位置から撮影光軸側で圧電素子４３０に最も近い節部（図１２の節部Ｄ２）近傍であることが望ましい。また、圧電素子４３０を配置していない側（自由端側）においては端から１／４波長だけ内側の節部（図１２の節部Ｄ９）近傍であることが望ましい。この場合、上述の節部近傍とは、１／８波長から３／８波長の範囲であることが実験的に確認されており、この範囲で支持すれば、光学ローパスフィルタ４１０の振動の減衰は緩和され、異物除去能力は阻害されない。
【００９４】
特に圧電素子４３０を配置していない側（自由端側）の振動においては、節部以外を支持すると振幅が大きく減衰してしまい、塵埃等の除去に必要な力（加速度）を発生させることができなくなるため、節部を外すことなく支持することが非常に重要である。一方、圧電素子４３０を配置している側（加振側）の振動においては、加振源（圧電素子４３０）が近傍にあるので、節部以外を支持することによる振幅の減衰は、自由端における振幅の減衰と比較して小さい。
【００９５】
また、図１２に示すように、圧電素子４３０の接着固定位置は、光学ローパスフィルタ４１０に発生させる振動モードでの振動の腹部を含む、すなわち、節部間の中心線上に重なるように固着されるのが望ましい。さらに、圧電素子４３０の短辺方向（振動の節部に対して直交する方向）の長さ（幅）は、発生させる振動モードでの波長λの１／２以下であることが望ましい。圧電素子４３０の電圧印加により伸縮する部分と、光学ローパスフィルタ４１０の振動の腹部とを合致させて接着することで、光学ローパスフィルタ４１０の定在波振動を阻害することなく、小さな印加電圧で大きな振幅を効率良く発生させることができるからである。
【００９６】
なお、本発明でいう光学部材は光学ローパスフィルタ４１０に限定されるものではない。例えば、本実施の形態では水晶複屈折板に定在波振動を励起する構成としたが、複屈折板の材質は水晶ではなくニオブ酸リチウムを用いてもよい。また、複屈折板と位相板と赤外吸収フィルタの貼り合わせによって構成される光学ローパスフィルタや赤外吸収フィルタ単体に定在波振動を励起する構成にしても良い。また、複屈折板の前に配置したガラス板単体に定在波振動を励起する構成にしても良い。
【００９７】
＜振動状態の検出＞
図１１に戻り、圧電素子４３０の振動状態の検出について説明する。圧電素子４３０の振動に伴って、圧電効果により電極ＳＦには正弦波の電圧が発生する。このとき、電極ＳＢは常にグランド（０［Ｖ］）に保たれているので、振動検出回路１１２により、図１１の「ＳＢ基準ＳＦ」に示される正弦波形が得られる。ここで検出される＋ｖｄ［Ｖ］と−ｖｄ［Ｖ］の電位差は、圧電素子４３０の、ひいては光学ローパスフィルタ４１０の振動振幅に比例するものである。したがって、「ＳＢ基準ＳＦ」の電圧波形（振動検出波形）を監視することで、圧電素子４３０の、ひいては光学ローパスフィルタ４１０の振動状態を検出することが可能となる。
【００９８】
この振動状態を検出することで以下の２つのことが行える。
【００９９】
まず１つは共振周波数の検出である。これまでに述べたように、光学ローパスフィルタ４１０は共振周波数で振動させることが望ましい。本実施例では、７次振動モードと８次振動モードの共振周波数を探し出し、その共振周波数でもって圧電素子４３０を振動させる必要がある。そのために、あらかじめ理論値および設計／組み立てのバラツキを考慮し、共振周波数の存在する周波数帯域を決定し、その範囲内で圧電素子４３０の駆動周波数を徐々に変化させて、振動検出波形の振幅が最大となる周波数を探し出す。そして、その共振周波数を含む所定の周波数帯域を圧電素子の駆動周波数として用い、光学ローパスフィルタ４１０を振動させる。この共振周波数の検出動作は、工場での量産工程内で行うことはもとより、ユーザ使用時においても行うことが可能である。これにより、カメラの使用環境や経時変化にも対応した、共振周波数をもって光学ローパスフィルタ４１０を振動させ、異物除去動作を行うことができる。したがって、振動検出回路１１２は、共振周波数検出回路として機能する。
【０１００】
もう１つは故障検知もしくは異常検知である。上記の共振周波数の検出動作時において、検出される振幅が想定される振幅を大幅に下回る場合や、振動検出波形が異常な形を示す場合、この異物除去ユニットが異常であると認識でき、異物除去ユニットの動作停止および交換などの対処を施すことが出来る。
【０１０１】
＜異物除去動作＞
次に、図１５を参照して、光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した塵埃等の異物を除去する動作について説明する。ステップＳ１で、メインスイッチ４３により電源がＯＮされたか否かを判定する。電源がＯＮされると、ステップＳ２で、カメラシステムを起動させるための処理を行い、電力供給回路１１０を制御して各回路へ電力を供給し、システムを初期設定し、カメラとして撮影動作可能にするためのカメラシステムＯＮ動作を行う。
【０１０２】
次に、ステップＳ３で、撮影者によりクリーニング指示操作部材４４が操作されたか否かを判定し、操作されている場合はステップＳ４に進み、操作されていない場合はステップＳ５へ進む。なお、本実施の形態ではクリーニング指示操作部材４４を設けたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、クリーニングモードへの移行を指示するための操作部材は、機械的なボタンに限らず、カラー液晶モニタ１９に表示されたメニューから、カーソルキーや指示ボタン等を用いて指示するものであっても良い。
【０１０３】
ステップＳ４では、クリーニングモード開始の指令を受けて、カメラ本体１をクリーニングモードの状態に移行させる。まず電力供給回路１１０は、クリーニングモードに必要な電力をカメラ本体１の各部へ供給する。また、これに並行して電源４２の電池残量を検出して、その結果をＭＰＵ１００へ送信する。ＭＰＵ１００は、クリーニングモード開始の信号を受け取ると、圧電素子駆動回路１１１に駆動指示を送る。圧電素子駆動回路１１１は、ＭＰＵ１００より駆動指示を受け取ると、光学ローパスフィルタ４１０の定在波振動を励起する周期電圧を生成し、圧電素子４３０に印加する。圧電素子４３０は、上述のように、印加される電圧に応じて伸縮し、光学ローパスフィルタ４１０に定在波振動を発生させる。クリーニングモードが終了するとステップＳ５に進む。
【０１０４】
ステップＳ５で、スイッチＳＷ１（７ａ）、スイッチＳＷ２（７ｂ）、メイン操作ダイヤル８、サブ操作ダイヤル２０、撮影モード設定ダイヤル１４、他のスイッチ等の信号を受け、カメラ動作を行う。カメラ動作は、一般的に知られるカメラの撮影／設定等を行うモードで、ここでは詳細な説明は省略する。
【０１０５】
次に、ステップＳ６で、カメラが待機状態においてメインスイッチ４３にて電源がＯＦＦされたか否かを判定し、ＯＦＦされるとステップＳ７に進み、ＯＦＦされていなければステップＳ３に戻る。
【０１０６】
ステップＳ７では、ステップＳ４と同様のクリーニングモードを実行後、ステップＳ８に進む。ここで、ステップＳ７におけるクリーニングモードでは、カメラの消費電力、動作時間等を考慮して、圧電素子４３０の駆動周波数、駆動時間、制御法等のパラメータをステップＳ４と異ならしめても良いことは言うまでも無い。
【０１０７】
ステップＳ８では、ＭＰＵ１００の制御により各回路を終了させるための制御を行い、必要な情報等をＥＥＰＲＯＭ１００ａに格納し、電力供給回路１１０を制御して各回路への電源供給を遮断する電源ＯＦＦ動作を行う。
【０１０８】
以上述べたように、撮影者が意図した任意のタイミングだけではなく、電源をＯＦＦするとクリーニングモードが実行される。すなわち、光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した異物を除去する動作を行ってから、カメラシステムＯＦＦ動作を行うようにしている。
【０１０９】
ここで、光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した異物には様々なものが存在するが、一般的に異物が付着した状態で長期間放置すると、クリーニングモードで振動をかけても除去しにくいことが実験的に解明した。これは、環境（温度や湿度）の変化で結露することにより液架橋力等の付着力が増大したり、環境の変化で塵埃が膨潤、乾燥を繰り返すことにより粘着したりすることによるものと考えられる。また、ゴム等の弾性材では、自身に含まれる油脂等が時間と共にブリードして粘着する。そのため、電源ＯＦＦ操作のタイミングでクリーニングモードを実行することが、異物を除去しにくい状態になっている可能性の高い長期間未使用状態後の電源ＯＮ操作のタイミングで行うよりも、より効率的・効果的である。
【０１１０】
また、本実施の形態では、メインスイッチ４３による電源ＯＦＦ操作時について述べたが、電源ＯＮ状態での所定時間経過後に電源ＯＦＦ時と同様のカメラシステムＯＦＦ動作を実行するようにしても良い。この場合も、事前にクリーニングモードを行うようにすれば同様の効果が得られることは言うまでも無い。
【０１１１】
以上、本発明を実施する場合の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の趣旨を実現する範囲内で適宜変更可能である。例えば、本実施の形態ではデジタルカメラに本発明を適用した例を説明したが、液晶プロジェクタ等の光学装置にも本発明を適用することが可能である。液晶プロジェクタのような光学装置においても、投影光学系の光学部材の表面に塵埃等の異物が付着した場合、異物の影が投影されてしまうため、本実施の形態と同様の構成を取り得る。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の実施の形態に係るデジタル一眼レフカメラの正面側斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るデジタル一眼レフカメラの背面側斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るデジタル一眼レフカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】撮像ユニット４００まわり保持構造を示すためのカメラ内部の概略構成を示す分解斜視図である。
【図５】撮像ユニット４００の構成を示す分解斜視図である。
【図６】図４におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図７】圧電素子４３０の最も簡略化した電極の配置を説明するための図である。
【図８】圧電素子４３０のより好ましい電極の配置を説明するための図である。
【図９】光学ローパスフィルタ４１０および圧電素子４３０の振動形状を示す側面図である。
【図１０】圧電素子駆動回路１１１および圧電素子４３０の概略図である。
【図１１】圧電素子駆動回路１１１の動作、および振動検出回路１１２によって検出される検出波形を示す動作波形図である。
【図１２】光学ローパスフィルタ４１０および圧電素子４３０の振動形状および光学ローパスフィルタ４１０の支持位置を説明するための図である。
【図１３】付勢部材４４０の斜視図である。
【図１４】光学ローパスフィルタ４１０単体時における振動形状を示す図である。
【図１５】光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した異物を除去する動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１３】
４００  撮像ユニット
４１０  光学ローパスフィルタ
４３０  圧電素子
４４０  付勢部材
６００  直流電源
６１０ａ〜ｄ  スイッチング素子
【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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【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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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