专利名称：照相机的制作方法
技术领域：
本发明涉及备有摄像元件单元的照相机，上述摄像元件单元具有摄像元件，该摄像元件能得到与照射到自身光电变换面上的光对应的图像信号。例如，本发明涉及可更换镜头的单反式数码相机等照相机的改进。
背景技术：
近年来，数码静物照相机、数码摄像机等的照相机(下面称为数码相机或照相机)被广泛地应用。这些数码相机具有下述的构造。
在数码相机中，由透过摄影光学系统的、来自被摄体的光束(下面称为被摄体光束)形成的被摄体像，在配置在预定位置的固定摄像元件等的光电变换面上成像。该固定摄像元件，例如是采用电荷结合元件(Charge Coupled Device；CCD，下面称为摄像元件)。利用该摄像元件等的光电变换作用，生成表示所需被摄体像的电气图像信号。
基于该图像信号等的信号，例如输出到液晶显示装置(LCD；LiquidCrystal Display)等预定的显示装置。由上述显示装置，显示与上述信号对应的图像等。另外，由上述摄像元件等生成的图像信号，作为预定形态的图像数据，记录在预定记录媒体的预定记录区域。记录在该记录媒体上的图像数据被读出，对该图像数据进行变换处理，使其成为适合于显示装置显示的图像信号。该变换处理后，根据处理后的图像信号，对应的图像在显示装置等上显示。
一般的数码相机中，备有光学的取景装置，该取景装置在摄影动作之前，观察作为摄影对象的被摄体，设定包含该被摄体的摄影范围。
该光学的取景装置具有下述构造。即，观察时，采用配设在摄影光学系统光轴上的反射部件等，使透过了摄影光学系统的被摄体光束的行进方向弯折，使观察用被摄体像在预定位置成像。另一方面，在摄影动作时，反射部件从摄影光学系统的光轴上退避，这样，被摄体光束被导入摄像元件的受光面、即光电变换面，摄影用的被摄体像形成在该光电变换面上。该构造通常在单反式取景装置中被采用。
近年来，备有单反式取景装置、并且摄影光学系统能相对于照相机本体装卸的数码照相机，已经被广泛采用。这种可更换镜头的数码相机，使用者可以根据需要任意更换摄影光学系统，在一个照相机本体上，可选择地使用若干种摄影光学系统。
该可更换镜头的数码相机中，当把摄影光学系统从照相机本体上取下时，空气中的浮游尘埃等可能会侵入照相机本体内部。另外，在照相机本体内部，由于配设着快门机构等的作机械动作的各种机构，在其动作时，尘埃有时也从这些机构等产生。
另一方面，把摄影光学系统从照相机本体上取下时，由于配置在该摄影光学系统后方的摄像元件的受光面(光电变换面)，暴露在照相机内部的外气中，所以，由于带电作用等原因，尘埃有时会附着在摄像元件的光电变换面上。
为此，已往的单反式数码相机中，抑制尘埃因带电作用而附着在摄像元件受光面上的技术，在日本特开2000-29132号公报中已有揭示。
特开2000-29132号公报中，揭示了可更换镜头的单反式数码相机，该照相机中，设在照相机内部的摄像元件的受光面，被覆盖罩部件覆盖着，在该覆盖罩部件的表面，设置透明电极，对该电极施加直流电压或数kHz～20kHz频率的交流电压，利用带电作用，抑制尘埃附着到摄像元件的受光面上，根据该公报，通过中和摄像元件上生成的电荷，可抑制尘埃因静电作用而附着到摄像元件的受光面上。
另一方面，已往的数码相机中的摄像元件，是采用封入包装中的摄像元件(例如称为包装CCD)。近年来，在市场上出现了与该形态的摄像元件不同的、称为裸芯片CCD的、裸状态的CCD芯片。
该裸芯片CCD中，尘埃附着在其光电变换面上的可能性较多。为此，在裸芯片与载置它的基板之间，设置压电元件，对该压电元件施加预定的电压，使该裸芯片CCD本身振动，这样，将附着在光电变换面上的尘埃振落掉。该技术在日本特开平9-130654号公报中揭示。
本案申请人先前在日本特愿2000-401291号公报中，提出了这样的技术备有密封以及保护摄像元件光电变换面侧的防尘部件，抑制尘埃等附着到该摄像元件的光电变换面上，同时，用预定的振动机构，对防尘部件施加预定振幅的振动，将附着在防尘部件表面的尘埃除去。
根据该技术，可以得到可更换镜头的数码相机，该照相机中，用小型而且简单的机构，抑制尘埃等附着到摄像元件的光电变换面上，同时，可容易地除去附着在防尘部件表面的尘埃。
这时，由于附着在防尘部件表面的尘埃的大小、重量各不相同，不仅施加均匀的振动，而且，对振动时的振动频率和振幅等作了各种研究，这样，更加提高除尘埃效果。
发明内容
本发明的第1特征是，备有使被摄体的光学像成像的摄影光学系统；把上述光学像变换为电气信号的光电变换元件；配置在上述摄影光学系统与上述光电变换元件之间的光学元件；使上述光学元件至少在2个以上的共振频率附近依次振动的振动机构。
本发明的第2特征是，备有使被摄体的光学像成像的摄影光学系统；把上述光学像变换为电气信号的摄像元件；配置在上述摄影光学系统与上述摄像元件之间的防尘过滤片；使上述防尘过滤片振动的压电元件；驱动上述压电元件的驱动回路；把驱动上述驱动回路的控制信号输出的控制回路；上述控制回路，先向上述驱动回路输出使上述防尘过滤片低次共振振动的控制信号，然后输出使上述防尘过滤片高次共振振动的控制信号。
本发明的第3特征是，备有使被摄体的光学像成像的摄影光学系统；把上述光学像变换为电气信号的摄像元件；配置在上述摄影光学系统与上述摄像元件之间的防尘过滤片；使上述防尘过滤片振动的压电元件；驱动上述压电元件的驱动回路；把驱动上述驱动回路的控制信号输出的控制回路；上述控制回路，先向上述驱动回路输出使上述防尘过滤片高次共振振动的控制信号，然后输出使上述防尘过滤片低次共振振动的控制信号。
本发明的第4特征是，备有使被摄体的光学像成像的摄影光学系统；把上述光学像变换为电气信号的摄像机构；配置在上述摄影光学系统与上述摄像机构之间的过滤机构；使上述过滤机构在该过滤机构的共振频率附近振动的振动机构；至少控制上述振动机构的控制机构；上述控制机构这样地控制上述振动机构使上述过滤机构的振动次数从低次变更为高次，或者从高次变更为低次。
本发明的第5特征是，备有使被摄体的光学像成像的摄影光学系统；把上述光学像变换为电气信号的摄像机构；配置在上述摄影光学系统与上述摄像机构之间的光学元件；使上述光学元件驻波振动的振动机构；上述振动机构，以使振动的波节数依次变化的方式使光学元件振动。
本发明第6特征的照相机是，通过摄像光学系统使被摄体的光学像在摄像元件的受光面上成像，由上述摄像元件把上述光学像变换为电气信号，其特征在于，在上述摄像元件的前面，配置防尘过滤片，使该防尘过滤片在该防尘过滤片具有的若干共振频率附近依次振动，除去附着在防尘过滤片表面上的尘埃。
图1是将本发明一实施形态之照相机的局部剖切，概略地表示其内部构造的立体图。
图2是概略地表示图1所示照相机的主要电气构造的框图。
图3是把图1所示照相机中的摄像单元的一部分取出表示的图，是将该摄像单元分解表示的要部分解立体图。
图4是把图1所示照相机中的摄像单元组装起来，将其局部剖切表示的立体图。
图5是沿着图4剖切面的断面图。
图6是从图1所示照相机的摄像单元中，只取出防尘过滤片及一体地设在其上的压电元件表示的正面图。
图7是沿图6中C-C线的断面图，表示对图6所示的压电元件施加电压时，防尘过滤片及压电元件的变化状态。
图8是沿图6中D-D线的断面图，表示对图6所示的压电元件施加电压时，防尘过滤片及压电元件的变化状态。
图9表示从图1所示照相机的摄像单元中，只取出防尘过滤片及一体地设在其上的压电元件表示，是表示产生二次振动时的状况的正面图。
图10是沿图9中E-E线的断面图。表示对图9所示压电元件施加电压时，防尘过滤片及压电元件状态变化的另一例。
图11是沿图9中F-F线的断面图。表示对图9所示压电元件施加电压时，防尘过滤片及压电元件状态变化的另一例。
图12是说明图1所示照相机中尘埃除去动作的流程图。
图13是说明图1所示照相机中第2例尘埃除去动作的流程图。
图14是说明图1所示照相机中第3例尘埃除去动作的流程图。
图15是说明图1所示照相机中第4例尘埃除去动作的流程图。
具体实施例方式
下面，参照
本发明的实施形态先说明本发明一实施形态之照相机的概略构造。
图1和图2是表示本发明一实施形态之照相机的概略构造的图。图1是将本照相机的局部剖切，概略地表示其内部构造的立体图。图2是概略地表示本照相机中主要电气构造的框图。
本实施形态中，照相机10具有分体构成的照相机本体部12和镜头筒14。照相机本体部12和镜头筒14可相互装卸。
镜头筒14的内部，保持着由若干个镜头及其驱动机构等构成的摄影光学系统14a。该摄影光学系统14a，例如由若干个光学镜头构成，这些光学镜头使来自被摄体的光束透过，把该被摄体光束形成的被摄体的像，在预定位置(后述摄像元件28的光电变化面(受光面)上)成像。该镜头筒14，朝着照相机本体部12前面突出地配设着。
另外，该镜头筒14，与已往照相机中采用的镜头筒相同，因此，其详细构造的说明从略。
上述照相机本体部12，构成单反式的照相机，在内部备有各种构成部件，并且，在其前面备有摄影光学系统安装部12a。上述摄影光学系统安装部12a，是连接部件，用于可装卸地配设保持摄影光学系统14a的镜头筒14。
在照相机本体部12前面侧的大体中央部，形成具有预定口径的曝光用开口，该曝光用开口能将被摄体光束导入照相机本体部12的内部。在该曝光用开口的周缘部，形成上述的摄影光学系统安装部12a。
在照相机本体部12的外面侧，在其前面，配设着上述的摄影光学系统安装部12a。在照相机本体部12的外面侧，在上面部和背面部等预定的位置，配设着使照相机本体部12动作的各种操作部件，例如配设着释放按钮16等，该释放按钮16用于产生使摄影动作开始的指示信号。这些操作部件与本发明不直接相关，所以，为了简化图面，对于释放按钮16以外的操作部件，省略了图示和说明。
如图1所示，在照相机本体部12的内部，在预定的位置，配设了各种构成部件，这些部件是取景装置18、快门部20、摄像单元22、包含主回路基板24的若干个回路基板(在图1中只表示了主回路基板24)等。
取景装置18，把由摄影光学系统14a形成的所需被摄体像，形成在与摄像元件28(见图2)的光电变换面上不同的预定位置。该取景装置18构成观察光学系统。
快门部20，用于控制被摄体光束对摄像元件28的光电变换面的照射时间，备有快门机构等。
摄像单元22是由摄像元件28和作为防尘部件的防尘过滤片26(后述)等构成的组件。防尘过滤片26是光学元件，配设在摄像元件28的光电变换面前面侧的预定位置，预防尘埃等附着到光电变换面上。
主回路基板24，是安装各种电气部件的基板，这些电气部件构成图像信号处理回路24a(见图2)等的电气回路，该图像信号处理回路24a对摄像元件28取得的图像信号，实施各种信号处理。
取景装置18由五棱镜18a、反射镜18b和接目镜18c等构成。五棱镜18a接受从反射镜18射出的光束，形成正立正像。反射镜18b把透过了摄影光学系统14a的被摄体光速的光轴弯折后，导向观察光学系统。接目镜18c把由五棱镜18a形成的像放大，形成为最适合于观察的形态的像。
反射镜18b，可以在从摄影光学系统14a的光轴退避的位置与该光轴上预定位置之间移动。该反射镜18a在通常的状态，是在摄影光学系统14a的光轴上，以相对于光轴预定的角度、例如以45度角配置着。这样，透过了摄影光学系统14a的被摄体光束，在照相机10的通常状态下，其光轴被反射镜18b弯折。然后，反射到配置在反射镜18b上方的五棱镜18a。
另一方面，本照相机10在执行摄影动作时，在曝光动作中，该反射镜18b移动到从摄影光学系统14a的光轴退避的位置。这样，被摄体光束被导向摄像元件28侧，照射其光电变换面。
快门部20备有焦面方式的快门机构和控制该快门机构动作的驱动回路等，与已往照相机中采用的快门部相同，因此，其详细构造的说明从略。
在本照相机10的内部，如前所述，配设着若干个回路基板，构成各种电气回路。
本照相机10的电气构造，如图2所示，具有作为控制机构的控制回路、即CPU30。该CPU30总体地控制整个照相机10。
该CPU30通过总线等连接着摄像单元22、图像信号处理回路24a、工作存储器24b、显示回路32、记录媒体接口34、防尘过滤片(filter)驱动部36等。
摄像单元22具有作为摄像机构的摄像元件28和防尘过滤片26。摄像元件28是光电变换元件，可以得到图像信号，该图像信号与透过摄影光学系统14a的被摄体光束形成的被摄体像对应。上述摄影光学系统14a包含着快门部20。
图像信号处理回路24a，是实施各种信号处理的回路，即，根据摄像元件28取得的图像信号，将其变换为适合于记录的形态的信号。另外，工作存储器24b，暂时地记录由图像信号处理回路24a处理后的图像信号、图像数据以及其附属的各种信息等。
显示回路32电气地连接在显示部42与本照相机10之间，显示部42由显示图像的液晶显示装置(LCD)等构成。该显示回路32，接受由图像信号处理回路24a处理后的图像信号，生成适合于用显示部42显示的显示用图像信号。
记录媒体接口34，将记录媒体44与本照相机10的电气回路连接。记录媒体44，把图像信号处理回路24a生成的预定形态的记录用图像数据，记录在预定的区域。
防尘过滤片驱动部36是电气回路(驱动回路)，由发振器等构成。该防尘过滤片驱动部36使包含在摄像单元22内的防尘过滤片26振动，按照CPU30输出的控制信号，驱动控制压电元件54(后述)。
本照相机10具有电池46和电源回路48。电池46由干电池等的二次电池构成。电源回路48接受电池46的电力、或由预定电缆(图未示)供给的外部电源(AC)的电力，向各电气回路配电，使本照相机10动作。
下面，详细说明本实施形态照相机10中的摄像单元22的构造。
图3至图5，是将本实施形态之照相机10中的摄像单元的一部分取出表示的图。图3是将该摄像单元分解表示的分解立体图。图4是将组装状态的摄像单元的局部剖切表示的立体图。图5是沿图4中剖切面的断面图。
本实施形态之照相机10的摄像单元22，如前所述，是由包含快门部20的若干部件构成的单元，在图3至图5中，只表示其主要部，为了避免图面复杂化，图中省略了快门部20。
为了表示各构成部件的位置关系，在图3至图5中，一并表示了主回路基板24。该主回路基板24设在摄像单元22的附近，安装着摄像元件28和摄像系统的电气回路。上述摄像系统的电气回路，由图像信号处理回路24a和工作存储器24b等构成。主回路基板24本身的构造，与已往照相机中采用的相同，其说明从略。
摄像单元22，具有防尘过滤片(防尘部件)26、摄像元件28、按压部件52、压电元件54、防尘过滤片支承部件(后述的第1部件)56、摄像元件收容盒部件(后述的第2部件，下面称为CCD盒体)58、光学的低通滤波器(下面称为光学LPF)60、光学LPF支承部件62、摄像元件固定板64等。
如前所述，摄像元件28用于得到图像信号，该图像信号与透过CCD等构成的摄像光学系统14a照射到自身光电变换面上的光(被摄体)对应。该摄像元件28由薄板部件构成的摄像元件固定板64固定地支承着。
光学LPF60配设在摄像元件28的光电变换面侧，从透过摄像光学系统14a照射的被摄体光束中去除高频成分。低通滤波器支承部件62，配置在光学LPF60与摄像元件28之间的周缘部，由大体框形的弹性部件等形成。
防尘过滤片支承部件(第1部件)56，配置在CCD盒体58的前面侧，支承着防尘过滤片26，并密接其周缘部及附近部位。CCD盒体(第2部件)58收容并固定地保持着摄像元件28，同时支承光学LPF，并且密接其周缘部及附近部位，并且使预定部位与防尘过滤片支承部件56密接。
作为防尘部件的防尘过滤片26，由防尘过滤片支承部件56支承着。另外，防尘过滤片26，是在摄像元件28的光电变换面侧，在光学LPF60的前面侧，与该光学LPF60之间有预定的间隔地相向配置着。
压电元件54配设在防尘过滤片26的周缘部。该压电元件54例如由电气机械变换元件构成，是作为振动机构的振动用部件，用于对防尘过滤片26付与预定的振动。该压电元件54由驱动回路即防尘过滤片驱动部36(见图2)驱动。
按压部件52使防尘过滤片26气密地与防尘过滤片支承部件56接合，将其固定保持着，由板簧等的弹性体构成。
摄像元件28通过摄像元件固定板64安装在主回路基板24上的预定位置。该主回路基板24上，如前所述，安装着图像信号处理回路24a和工作存储器24b等。摄像元件28的输出信号、即通过光电变换处理得到的图像信号，被送到图像信号处理回路24a等。
在该图像信号处理回路24a中进行的信号处理，有各种信号处理。例如，把从摄像元件28得到的图像信号变换为适合于记录的形态的信号等的处理。该图像信号，与镜头筒14a内部的摄像光学系统14a在摄像元件28的光电变换面上形成的像对应。该信号处理，与处理电子图像信号的一般数码相机中的处理相同。因此，对于该照相机10中执行的各种信号处理，其详细说明从略。
在摄像元件28的前面侧，挟着低通滤波器支承部62地配设着光学LPF60。为了覆盖它们，配设了CCD盒体58。
即，在CCD盒体58上的大体中央部分，设有矩形开口58c。在该开口58c处，从后方侧配设着光学LPF60和摄像元件28。在该开口58c后方侧的内周缘部，如图4及图5所示，形成断面为大体L字形的台阶部58a。
如前所述，在光学LPF60与摄像元件28之间，配设着由弹性部件等构成的低通滤波器支承部件62。该低通滤波器支承部件62，在摄像元件28前面侧的周缘部，配设在避开光电变换面有效范围的位置，并且，与光学LPF60背面侧的周缘部附近相接。在光学LPF60与摄像元件28之间，保持着大体气密性。这样，在光学LPF60上，由低通滤波器支承部件62作用着朝光轴方向的弹性力。
把光学LPF60前面侧的周缘部，大体气密地与CCD盒体58的台阶部58a接触。这样，抵抗低通滤波器支承部件62产生的、要使光学LPF60在其光轴方向变位的弹性力，限制该光学LPF60在光轴方向的位置。
换言之，从背面侧插入CCD盒体58的开口58c内部的光学LPF60，其光轴方向的位置被台阶部58a限制。这样，该光学LPF60不会从CCD盒体58的内部朝前面脱出到外部。
这样，光学LPF60从背面侧插入CCD盒体58的开口58c内部后，在光学LPF60的背面侧，配置摄像元件28。这时，在光学LPF60与摄像元件28之间，在周缘部挟持着低通滤波器支承部件62。
摄像元件28，如前所述，挟着摄像元件固定板64地安装在主回路基板24上。摄像元件固定板64，通过垫圈64a，从CCD盒体58的背面侧，用螺丝58b固定到螺丝孔58e上。另外，主回路基板24通过垫圈24c由螺丝24d固定在摄像元件固定板64上。
在CCD盒体58的前面侧，防尘过滤片支承部件56用螺丝56b固定在CCD盒体58的螺丝孔58b上。这时，在CCD盒体58周缘侧的前面侧预定位置，如图4和图5所示，形成大体环形的周槽58d。另一方面，在防尘过滤片支承部件56的周缘侧的前面侧预定位置，沿全周形成大体环形的、与CCD盒体58的周槽58d对应的环状凸部56d(图3中未示出)。因此，使环状凸部56d与周槽58d嵌合，这样，CCD盒体58和防尘过滤片支承部件56，在环状区域即周槽58d和环状凸部56d的形成区域，相互大体气密地嵌合。
防尘过滤片26呈圆形或多边形的板状，至少在从中心朝着放射状方向预定宽度的区域，具有透明部。该透明部配置在光学LPF60的前面侧，以预定的间隔与光学LPF60相向。
在防尘过滤片26的一个面(本实施形态中是背面侧)的周缘部，配设着用粘接剂等粘接的机构。该粘接机构使压电元件54与防尘过滤片26成为一体。该压电元件54，通过被防尘过滤片驱动部36施加具有预定周期的驱动电压，能够使防尘过滤片26产生预定的振动、即驻波振动。
防尘过滤片26由按压部件52固定地保持着，与防尘过滤片支承部件56气密地接合。
在防尘过滤片支承部件56的大体中央部附近，设有圆形或多边形的开口56f。该开口56f被设定为，使透过了摄像光学系统14a的被摄体光束通过，让该光束照射到配置在后方的摄像元件28光电变换面足够大。
在该开口56f的周缘部，形成大体环形的、朝前面侧突出的壁部56e(见图4和图5)。在该壁部56e的前端侧，形成更向前面侧突出的支承部56c。
另一方面，在防尘过滤片支承部件56前面侧的外周缘部附近，在预定的位置，形成朝前面侧突出的若干个(本实施形态中是3个)突状部56a。该突状部56a是用于固定设置按压部件52的部位，按压部件52用于固定保持防尘过滤片26。该按压部件52用螺丝52a等的连接部件，固定设置在突状部56a的前端部。
按压部件52是由板簧等弹性体形成的部件，其基端部固定在突状部56a上，其自由端部与防尘过滤片26的外周缘部相接。这样，把该防尘过滤片26朝着防尘过滤片支承部件56侧、即朝着光轴方向推压。
这时，配设在防尘过滤片26背面侧外周缘部的压电元件54的预定部位，与支承部56c相接，这样，防尘过滤片26和压电元件54的光轴方向的位置被限制。因此，防尘过滤片26通过压电元件54与防尘过滤片支承部件56气密地接合。
换言之，防尘过滤片支承部件56，借助按压部件52的推压力，通过压电元件54与防尘过滤片26气密地接合。
如前所述，防尘过滤片支承部件56和CCD盒体58，通过周槽58d与环状凸部56d(见图4和图5)，相互气密地嵌合着。与此同时，防尘过滤片支承部件56和防尘过滤片26，借助按压部件52的推压力，通过压电元件54气密地接合。
配设在CCD盒体58上的光学LPF60，这样配设着光学LPF60前面侧的周缘部与CCD盒体58的台阶部58a之间保持大体气密性。另外，在光学LPF60的背面侧，通过低通滤波器支承部件62配设着摄像元件28，在光学LPF60与摄像元件28之间，也保持着大体气密性。
因此，在光学LPF60与防尘过滤片26的相向间的空间内，形成预定的空隙部68a。另外，由光学LPF60的周缘侧、即CCD盒体58和防尘过滤片支承部件56和防尘过滤片26，形成空间部68b。该空间部68b是朝着光学LPF60外侧延伸的密封空间(见图4和图5)。另外，上述空间部68b是比空隙部68a大的空间。由空隙部68a和空间部68b构成的空间，如前所述，由CCD盒体58、防尘过滤片支承部件56、防尘过滤片26和光学LPF60构成大体气密的密封空间68。
这样，本实施形态照相机的摄像单元22中，构成了形成密封空间68的密封构造部，该密封空间68形成在光学LPF60及防尘过滤片26的周缘，包含着空隙部68a。该密封构造部设置在光学LPF60的周缘及其附近外侧的位置。
本实施形态中，由作为第1部件的防尘过滤片支承部件56、和作为第2部件的CCD盒体58，构成密封构造部。作为第1部件的防尘过滤片支承部件56，支承着防尘过滤片26，并与其周缘部及附近部位密接。作为第2部件的CCD盒体58，支承着光学LPF60，并与其周缘部附近部位密接，同时，在自身的预定部位与防尘过滤片支承部件56(第1部件)密接。
上述构造的本实施形态的照相机中，在摄像元件28前面侧的预定位置，相向地配置着防尘过滤片26，把形成在摄像元件28的光电变换面和防尘过滤片26周缘的密封空间68密封。这样，可以预防尘埃等附着到摄像元件28的光电变换面上。
这时，对于附着在防尘过滤片26前面侧暴露面上的尘埃，通过对一体地配设在防尘过滤片26周缘部的压电元件54施加周期电压，付与防尘过滤片26预定的振动，就可以除去尘埃等。
图6是从本照相机的摄像单元22中，只把防尘过滤片26及一体地设在其上的压电元件54取出表示的正面图。图7和图8表示对图6的压电元件54施加周期驱动电压时，防尘过滤片26和压电元件54的变化状态。图7是沿图6中C-C线的断面图。图8是沿图6中D-D线的断面图。
当对压电元件54施加负电压时，防尘过滤片26如图7、图8中实线所示地变形。当对压电元件54施加正电压时，防尘过滤片26如图中双点划线所示地变形。光学LPF60与防尘过滤片26相向间的空隙部68a的容积，因该变形而在图7、图8所示斜线部J的范围内增加(或减少)。
这时，在图6至图8中标记26a所示的振动波节的位置，其振幅基本为零。鉴于此，在与该波节26a对应的部位，使防尘过滤片支承部件56的支承部56c与该部位相接。这样，不妨碍振动，可有效地支承防尘过滤片26。
在该状态，在预定的时间，控制防尘过滤片驱动部36，对压电元件54施加周期电压，这样，防尘过滤片26振动，附着在该防尘过滤片26表面的尘埃被除去。
这时的共振频率，根据防尘过滤片26的形状、板厚、材质等而决定。在图6至图8所示例中，表示产生一次振动时的状态。
图9至图11表示另一例。该例中，防尘过滤片与图6至图8例中完全相同，表示使该防尘过滤片产生二次振动的状况。
这时，图9与图6同样地，是从本照相机10的摄像单元22中，只把防尘过滤片26和一体地设在其上的压电元件54取出表示的正面图。图10和图11，表示为了产生二次振动而对图9的压电元件54施加周期电压时的、防尘过滤片26及压电元件54的状态变化。图10是沿图9中E-E线的断面图。图11是沿图9中F-F线的断面图。
当对压电元件54施加负电压时，防尘过滤片26如图10、图11中实线所示地变形。当对压电元件54施加正电压时，防尘过滤片26如图中双点划线所示地变形。光学LPF60与防尘过滤片26相向间的空隙部68a的容积，因该变形而如图10、图11所示斜线部K1、K2那样地增加(或减少)。
这时，如图9至图11中标记26a、26b所示，该振动中存在着二对波节。鉴于此，在与该波节26a对应的部位，使防尘过滤片支承部件56的支承部56c与该部位相接。这样，与图6至图8的示例同样地，不妨碍振动，可有效地支承防尘过滤片26。
因此，该防尘机构中，在预定的时间，控制防尘过滤片驱动部36，对压电元件54施加周期电压，这样，防尘过滤片26振动，附着在该防尘过滤片26表面的尘埃被除去。
然后，将上述的一次振动和二次振动组合，可以对一系列的尘埃除去动作付与变化。即，在一系列的尘埃除去动作中，通过对防尘过滤片26的振动状态付与变化，可更加提高尘埃除去效果。
即，例如可以用二种振动频率使防尘过滤片26振动。
首先，使防尘过滤片26一次振动时，无论是驻波还是行进波，用低频率使其振动时，振幅大且加速度小。因此这时，可以使附着在防尘过滤片26表面上的尘埃中的、重量比较大的尘埃等，能移动长的距离。
另一方面，用高频率使防尘过滤片26振动时，其振幅小但加速度大。因此这时，附着在防尘过滤片26表面上的尘埃中的、重量比较小的尘埃等，容易移动。
因此，与在预定时间内对防尘过滤片26付与单一频率振动的情形相比，通过将不同次数的振动、即将一次振动和二次振动组合，使防尘过滤片26振动，能更加有效地除去尘埃。
另外，在驻波的情形下，其振动波节数在低频率时少，在高频率时多。因此，用低频率振动时，可以一次地将更大面积上的尘埃振落。
下面，参照图12的流程图，说明本发明一实施形态之照相机中的尘埃除去动作之一例。
图12表示本发明一实施形态之照相机中的尘埃除去动作的一例，是说明该尘埃除去动作的流程的流程图。
图12所示流程的第1例中，在一系列的尘埃除去动作中，使防尘过滤片26振动时，是将二种振动组合，进行除尘动作。
下面说明的尘埃除去动作。是由CPU30控制进行的动作。在预定的动作时间、例如在照相机10的使用中，是在更换摄像光学系统14a(镜头筒14)的时间中执行的动作。
下面，参照图12的流程图，说明本例的尘埃除去动作。
先在步骤S1，在CPU30中，把由驱动压电元件54的驱动回路、即防尘过滤片驱动部36对压电元件54施加的预定电压的频率，设定为第1振动频率。该第1振动频率，与使防尘过滤片26产生一次振动(见图6至图8)的共振频率一致。
接着，在步骤S2，由CPU30向防尘过滤片驱动部36输出预定的控制信号，该控制信号是用在步骤S1设定的第1振动频率，使防尘过滤片26振动。接受了该信号，从防尘过滤片驱动部36对压电元件54施加预定的电压。这样，在防尘过滤片26上，开始第1振动频率的一次振动。
然后，在步骤S3，CPU30使得设在自身内部的计时机构(定时器，图未示)开始计时动作，在经过了预定时间、例如200ms(毫秒)前待机。即，防尘过滤片26进行一次振动，直到经过了预定时间(200毫秒)为止。这里设定的时间，是根据防尘过滤片26的特性而决定的时间。预定时间经过后，定时器时间已到时，进入步骤S4。
在步骤S4，在CPU30中，把由防尘过滤片驱动部36对压电元件54施加的预定电压的频率，设定为第2振动频率。该第2振动频率，与使防尘过滤片26产生一次振动(见图9至图11)的共振频率一致。然后，进入步骤S5的处理。
在步骤S5，由CPU30向防尘过滤片驱动部36输出预定的控制信号，该控制信号是用在步骤S4设定的第2振动频率，使防尘过滤片26振动。接受了该信号，在防尘过滤片驱动部36中，对压电元件54施加的电压的频率，从第1振动频率切换为第2振动频率，对压电元件54施加预定的电压。这样，在防尘过滤片26上，开始第2振动频率的二次振动。然后，进入步骤S6的处理。
在步骤S6，设在CPU30内部的定时器(图未示)开始计时动作，在经过了预定时间、例如100ms(毫秒)前待机。即，防尘过滤片26进行二次振动，直到经过了预定时间(100毫秒)为止。这里设定的时间，也是根据防尘过滤片26的特性而决定的时间。预定时间经过后，定时器时间已到时，进入步骤S7的处理。
在步骤S7，由CPU30输出控制信号，该控制信号是停止防尘过滤片驱动部36对压电元件54施加电压的信号。接受了该信号后，在防尘过滤片驱动部36，停止对压电元件54施加电压。这样，一系列的尘埃除去动作结束。
这样，在图12的流程图所示第1例的尘埃除去动作中，开始时，用一次振动进行预定时间(200毫秒)的除尘动作，把附着在防尘过滤片26表面上的尘埃中比较大的尘埃除去后，接着用二次振动进行预定时间(100毫秒)的除尘动作，将残留在防尘过滤片26表面上的比较小的尘埃等除去。
因此，根据该第1例，在一系列的尘埃除去动作中，与长时间地只进行一次振动或二次振动相比，可以切实且迅速地除去各种大小的尘埃。
下面，说明比第1例所示方案更加改进的例子。
图13是说明本发明一实施形态之照相机中第2例尘埃除去动作的流程图。
该图13所示的第2例中，使防尘过滤片26振动时，是将若干种振动组合起来，进行除尘动作。具体地说，是在上述第1例中，增加更高次的振动，例如增加了三次振动及四次振动，进行一系列的除尘动作。
这里所说的三次振动，是指在防尘过滤片26的平面中，在同心圆上有三个振动波节的振动形态。四次振动，同样地，是指在同心圆上有四个振动波节的振动形态(见图9中的二次振动形态)。
下面，参照图13的流程，说明本例的除尘动作。
先在步骤S11，设在CPU30内部的计数机构(图未示，下面称为计数器)的计数值设定为n＝1(初始值)。该计数器的计数值n，是表示要执行的振动次数的值。然后，进入步骤S12的处理。
在步骤S12，在CPU30中，根据在步骤S11设定的计数器的计数值n(最初是n＝1)，设定使防尘过滤片26振动的频率。即，在CPU30中，设定驱动压电元件54的驱动回路、即防尘过滤片驱动部36要对压电元件54施加预定电压的频率。
例如如果计数值n＝1时，设定使防尘过滤片26产生一次振动(见图6至图8)的共振频率。另外，如果计数值n＝4，则设定使防尘过滤片26产生四次振动的共振频率。然后，进入步骤S13的处理。
在步骤S13，CPU30向防尘过滤片驱动部36输出控制信号，该控制信号是用在步骤S12设定的振动频率使防尘过滤片26振动的控制信号。接受了该控制信号后，在防尘过滤片驱动部36中，对压电元件54施加预定的电压。这样，防尘过滤片26开始n次振动，然后，进入步骤S14的处理。
在步骤S14，在CPU30中，使设在自身内部的计时机构(定时器，图未示)开始计时动作，在经过了预定时间、例如100毫秒前待机。即，防尘过滤片26被进行n次振动，直到经过了预定时间(100毫秒)为止。这里设定的时间，是根据防尘过滤片26的特性而决定的时间。预定时间经过后，定时器时间已到时，进入步骤S15的处理。
在步骤S15，在CPU30中，进行自身内部计数器的计数值加“1”的处理(n→n+1)。然后进入步骤S16的处理。
在步骤S16，由CPU30确认在该时刻设定的计数器的计数值是否为n＝5。如果确认为计数器的计数值不是n＝5，则返回步骤S12的处理。然后，在步骤S12，为了产生更高次的振动，反复同样的处理。
在步骤S16，如果确认为计数器的计数值为n＝5时，进入步骤S17的处理。
该第2例中，使防尘过滤片26产生振动的振动次数，是一次振动～四次振动这样4种类的次数，所以，把计数值n＝5作为判断值。
在步骤S17，由CPU30输出控制信号，该控制信号是停止从防尘过滤片驱动部36向压电元件54施加电压的信号。接受了该信号后，在防尘过滤片驱动部36中，停止对压电元件54施加电压。这样，尘埃除去动作结束。
在图13所示第2例的尘埃除去动作中，把防尘过滤片26的振动形态，从低次振动依次切换为高次振动，用一次振动到四次振动这样4种类的振动，依次使防尘过滤片26振动，所以，附着在防尘过滤片26表面上的尘埃，无论大小都能被除去。
对压电元件54施加的电压的频率，如前所述，与防尘过滤片26的共振一致。但是，防尘过滤片26的共振频率中，因个体差的原因而存在着偏差，所以，即使用设计上的固定值执行驱动，有时也得不到能有效除去尘埃的振动。
为此，在照相机10的组装阶段，预先测定防尘过滤片26的共振频率，把这样得到的测定值，储存在CPU30内部的EEPROM等不挥发存储元件(图未示)内，在实际执行尘埃除去动作时，根据该值设定对压电元件施加电压时的电压频率，这样，能解决上述的问题。
另外，防尘过滤片26的共振频率，因各种条件而变化，这些条件是，照相机10的使用环境例如使用时周边温度差、压电元件54、防尘过滤片26等的构成部件的经年变化等。
考虑到这一点，在执行尘埃除去动作之前，例如，在为了使用照相机10而接通该照相机10的主电源时等的任意时间，测定防尘过滤片26的共振频率，把该测定值同样地存储在EEPROM(图未示)内，根据该值，在执行尘埃除去动作时，作为压电元件54电压频率设定的参照，这样，同样地能对应防尘过滤片26的共振频率偏差，可得到能有效除尘的振动，在上述第1及第2例中，上述的尘埃除去动作，是先进行了低次振动后，再进行高次振动。与该动作形态不同的别的形态，也能得到同样的效果。
即，在下面说明的第3及第4例中，是先进行高次振动，再进行低次振动。
图14是说明本发明一实施形态之照相机中第3例尘埃除去动作的流程图。
该图14所示的第3例中，在一系列的尘埃除去动作中，是先进行二次振动，然后进行一次振动。该第3例中，与前述第1例同样地，使防尘过滤片26振动时，是将2种类的振动组合起来进行尘埃的除去动作。因此，其动作流程与第1例(图12)大体相同，在下面的说明中，只说明不同的部分。
首先，在步骤S21，CPU30把由防尘过滤片驱动部36对压电元件54施加的预定电压的频率，设定为第2振动频率。该步骤S21的处理，与图12流程图中的步骤S4的处理相同。然后，进入步骤S22的处理。
步骤S22和S23的处理，与图12流程图中的步骤S2及S3的处理相同。
接着，在步骤S24，CPU30把由防尘过滤片驱动部36对压电元件54施加的预定电压的频率，设定为第1振动频率。该步骤S24的处理，与图12流程图中的步骤S1的处理相同。然后，进入步骤S25的处理。
步骤S25～S27的处理，与图12流程图中的步骤S5～S7的处理相同。因此，在步骤S27的处理中，结束一系列的处理。
如上所述，在图14所示流程的第3例中，用二次振动进行的尘埃除去动作，只进行预定时间(200毫秒)后，再用一次振动进行预定时间(100毫秒)的除尘动作。
通过进行这样的动作控制，由于防尘过滤片26先被二次振动，所以，附着在防尘过滤片26表面上的尘埃，先聚集到二次振动的2个波节附近。在该状态，继续一次振动，所以，在防尘过滤片26的表面上，可以把聚集在二次振动的2个波节附近的尘埃一下子振落。因此，可以更加有效地进行除尘。
图15是说明本发明一实施形态之照相机中第4例尘埃除去动作的流程图。
该图15所示的第4例，是在上述第3例中，增加更高次的振动，例如增加了三次振动及四次振动，进行一系列的除尘动作。即，其动作流程与上述第2例(见图13)大体相同，下面的说明中，只说明不同的部分。
首先，在步骤S31，设在CPU30内部的计数机构(图未示)的计数值设定为n＝4(初始值)。该步骤S31的处理，与图13流程图中的步骤S11的处理相同。然后，进入步骤S32的处理。步骤S32～S34的处理，与图13流程图中的步骤S12～S14的处理相同。
接着，在步骤S35，进行CPU30内部计数器的计数值减“1”的处理(n→n-1)。该步骤S35的处理，与图13流程图中的步骤S15的处理相同。然后进入步骤S36的处理。
在步骤S36，由CPU30确认在该时刻设定的计数器的计数值是否为n＝0。如果确认为计数器的计数值不是n＝0，则返回步骤S32的处理。然后，在步骤S32，为了产生更低次的振动，反复同样的处理。
在步骤S36，如果确认为计数器的计数值为n＝0时，进入步骤S37的处理。该步骤S36的处理，与图13流程图中的步骤S16的处理相同。
然后，进入步骤S37的处理，在步骤S37，一系列的处理结束。
如上所述，在图15所示流程的第4例中，先用高频率使防尘过滤片26振动。越高次振动，波节数越多，并且波节的间隔也短。所以，大的尘埃聚集到各附近的波节的位置。
这样，渐渐地使振动频率降低，各种大小的尘埃聚集到各波节的位置，最终，重量大的尘埃块形成在波节的位置。然后，用最后进行的一次振动，一下子把该大的尘埃块振落。这样，可以更加切实地将尘埃除去。
根据上述的实施形态，备有防尘机构，在摄像元件28的光电变换面的预定位置，配置着防尘过滤片26，上述防尘机构使该防尘过滤片26振动，就可以把附着在该防尘过滤片26表面的尘埃除去。并且，对付与防尘过滤片26的振动形态进行各种组合，能把附着在该防尘过滤片26表面的尘埃切实而迅速地除去。
工业实用性本发明的照相机，备有防尘机构，该防尘机构能抑制尘埃附着到摄像元件的光电变换面上，同时能把附着在防尘部件表面上的尘埃除去。根据本发明，可以得到能切实且迅速地将附着在防尘部件表面的尘埃除去的照相机。
权利要求
1.一种照相机，其特征在于，备有使被摄体的光学像成像的摄影光学系统；把上述光学像变换为电气信号的光电变换元件；配置在上述摄影光学系统与上述光电变换元件之间的光学元件；使上述光学元件至少在不低于2个的共振频率附近依次振动的振动机构。
2.如权利要求1所述的照相机，其特征在于，上述振动机构，在低次的共振频率使上述光学元件振动后，再在高次的共振频率使其振动。
3.如权利要求1所述的照相机，其特征在于，上述振动机构，在高次的共振频率使上述光学元件振动后，再在低次的共振频率使其振动。
4.一种照相机，其特征在于，备有使被摄体的光学像成像的摄影光学系统；把上述光学像变换为电气信号的摄像元件；配置在上述摄影光学系统与上述摄像元件之间的防尘过滤片；使上述防尘过滤片振动的压电元件；驱动上述压电元件的驱动回路；把驱动上述驱动回路的控制信号输出的控制回路；上述控制回路，先向上述驱动回路输出使上述防尘过滤片低次共振振动的控制信号，然后输出使上述防尘过滤片高次共振振动的控制信号。
5.一种照相机，其特征在于，备有使被摄体的光学像成像的摄影光学系统；把上述光学像变换为电气信号的摄像元件；配置在上述摄影光学系统与上述摄像元件之间的防尘过滤片；使上述防尘过滤片振动的压电元件；驱动上述压电元件的驱动回路；把驱动上述驱动回路的控制信号输出的控制回路；上述控制回路，先向上述驱动回路输出使上述防尘过滤片高次共振振动的控制信号，然后输出使上述防尘过滤片低次共振振动的控制信号。
6.如权利要求4所述的照相机，其特征在于，上述的低次共振振动，是波节数为1个的一次振动；上述的高次共振振动，是波节数为2个的二次振动，
7.如权利要求5所述的照相机，其特征在于，上述的低次共振振动，是波节数为1个的一次振动；上述的高次共振振动，是波节数为2个的二次振动，
8.一种照相机，其特征在于，备有使被摄体的光学像成像的摄影光学系统；把上述光学像变换为电气信号的摄像机构；配置在上述摄影光学系统与上述摄像机构之间的过滤机构；使上述过滤机构在该过滤机构的共振频率附近振动的振动机构；至少控制上述振动机构的控制机构；上述控制机构这样地控制上述振动机构使上述过滤机构的振动次数从低次变更为高次，或者从高次变更为低次。
9.一种照相机，其特征在于，备有使被摄体的光学像成像的摄影光学系统；把上述光学像变换为电气信号的摄像机构；配置在上述摄影光学系统与上述摄像机构之间的光学元件；使上述光学元件驻波振动的振动机构；上述振动机构，以使振动的波节数依次变化的方式使光学元件振动。
10.如权利要求9所述的照相机，其特征在于，上述振动机构，以使振动的波节数依次增加的方式使上述光学元件振动。
11.如权利要求9所述的照相机，其特征在于，上述振动机构，以使振动的波节数依次减少的方式使上述光学元件振动。
12.一种照相机，通过摄像光学系统使被摄体的光学像在摄像元件的受光面上成像，由上述摄像元件把上述光学像变换为电气信号，其特征在于，在上述摄像元件的前面，配置防尘过滤片，使该防尘过滤片在该防尘过滤片具有的若干共振频率附近依次振动，除去附着在防尘过滤片表面上的尘埃。
全文摘要
本发明的照相机，备有使被摄体的光学像成像的摄影光学系统、把上述光学像变换为电气信号的光电变换元件、配置在上述摄影光学系统与上述光电变换元件之间的光学元件、使上述光学元件至少在2个以上的共振频率附近依次振动的压电元件。
文档编号H04N101/00GK1557092SQ03801039
公开日2004年12月22日 申请日期2003年5月8日 优先权日2002年5月13日
发明者川合澄夫, 一, 伊藤顺一, 泷泽宏行, 行 申请人:奥林巴斯株式会社