具有防尘功能的光学装置的制作方法

专利名称：具有防尘功能的光学装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及可去除附着在装置内部的灰尘的具有防尘功能的光学装置。例如，作为这种具有防尘功能的光学装置，有在数字照相机系统等电子摄像装置中具有防尘功能的装置。
背景技术：
近年来，作为与光学装置的防尘功能有关的技术的一例，提出了一种技术，该技术通过使保护光学装置的摄像元件的保护玻璃振动，掸落附着在该保护玻璃上的灰尘。例如，在日本特开2004-48665号公报中揭示了一种技术，该技术通过使用压电元件来使保护摄像元件的保护玻璃(防尘玻璃)振动，掸落附着在防尘玻璃上的灰尘。该压电元件通过对所施加的电压做出反应来进行伸缩，以规定的一个周期给防尘玻璃加振。
然而，在日本特开2004-48665号公报的示例中，仅对使与摄影用摄像元件对应的防尘玻璃振动作了描述。
另一方面，期望的是，数字照相机那样的光学装置除了摄影用摄像元件以外，还针对各种光学系统部位(例如，焦点检测用传感器)具有防尘功能。然而，却完全没有针对在多个部位具有防尘玻璃的光学装置时的合适对应策略的提出示例。
在多个部位具有防尘玻璃的情况下，也能简单地针对与这些多个部位的防尘玻璃对应的压电元件等加振元件，分别设置单独的驱动控制系统。然而，在这种情况下，电路规模增大，产生引起安装面积增大和成本上升的问题。

发明内容
本发明就是鉴于上述而提出的，本发明的目的是提供一种具有防尘功能的光学装置，在具有给多个防尘用光学元件加振的机构的情况下，可防止驱动控制系统的电路规模增大，并以低成本适当地发挥防尘效果。
本发明的具有防尘功能的光学装置具有多个防尘用光学元件，使用单一电路对该多个光学元件进行加振驱动来进行除尘动作。由于使用一个电路驱动多个防尘用光学元件，因而在装置的小型化和低成本化方面具有效果。
在上述多个防尘用光学元件的谐振频率不同的情况下，还能构成为具有使驱动用电路的频率变化，并以各个防尘用光学元件的谐振频率振动的定时。这样，由于具有使各防尘用光学元件以该谐振频率加振的定时，因而可有效除尘。
而且，在频率变化过程中，可不对谐振频率与当前频率不同的防尘用光学元件进行加振。这样，可削减消耗能量。
并且，可根据各防尘用光学元件的特性，改变要施加的加振用信号的电压。
并且，也能使一个光学元件的振动通过声波传播到其他防尘用光学元件，在两个光学元件上实现除尘功能。在该情况下，如果针对前者光学元件的加振信号包含该光学元件的谐振频率成分和另一光学元件的谐振频率成分，则效果好。
并且，也能根据照相机的操作阶段，仅把在最近操作中附着灰尘的可能性高的光学元件作为除尘对象。
如结构例所示，本发明的具有防尘功能的光学装置具有多个光学单元，该多个光学单元分别具有接收由成像光学系统成像的光学像以转换成电信号的光电转换元件，配设在该光电转换元件前级光路上的防尘用光学元件，以及用于使该光学元件振动的加振元件。而且，该光学装置还具有单一的驱动控制电路，其对这些光学单元内所包含的多个前述加振元件进行驱动控制。
前述驱动控制电路可构成为，驱动前述各加振元件，以便扫描包含前述各光学元件的谐振频率的规定频率范围。而且，在前述各光学元件具有不同的谐振频率的情况下，前述驱动控制电路也能驱动前述各加振元件，以便扫描包含前述各光学元件的所有不同的谐振频率的规定频率范围。
前述驱动控制电路也能选择性地驱动前述各加振元件，使前述各光学元件以时分方式振动。而且，在前述各光学元件具有不同的谐振频率的情况下，前述驱动控制电路也能选择性地驱动前述各加振元件，以便扫描包含前述各光学元件的谐振频率的规定频率范围，使前述各光学元件以时分方式振动。
并且，本发明也能作为具有防尘功能的电子照相机来把握。
例如，这种电子照相机具有多个光学单元，该多个光学单元分别具有接收由成像光学系统成像的光学像以转换成电信号的光电转换元件，配设在该光电转换元件前级光路上的防尘用光学元件，以及用于使该光学元件振动的电气机械转换元件。而且，上述电子照相机还具有单一的驱动控制电路，其以规定的驱动频率驱动这些光学单元内所包含的多个前述电气机械转换元件；以及控制电路，其控制该驱动电路的动作。
前述驱动电路可具有开关电路，其用于选择性地驱动前述各电气机械转换元件；前述控制电路可控制前述驱动电路的动作，以便与进行选择性地驱动的前述电气机械转换元件对应地变更前述驱动频率。
并且，前述驱动电路可具有施加电压可变电路，其使施加给前述各电气机械转换元件的施加电压针对该各电气机械转换元件而不同。
而且，前述驱动电路具有施加电压可变电路，其使施加给前述各电气机械转换元件的施加电压针对该各电气机械转换元件而不同；以及开关电路，其用于选择性地驱动前述各电气机械转换元件；前述控制电路可控制前述施加电压可变电路的动作，以便与进行选择性地驱动的前述电气机械转换元件对应地变更前述施加电压。
并且，为了利用适当的驱动时间提高除尘效果，前述驱动电路可具有开关电路，其用于选择性地驱动前述各电气机械转换元件；前述控制电路可控制前述驱动电路的动作，以便与进行选择性地驱动的前述电气机械转换元件对应地变更驱动时间。
例如，多个前述光学单元中的至少一个可以是包含用于接收由摄像光学系统成像的像的光电转换元件的摄像用光学单元；多个前述光学单元中的另外至少一个可以是包含用于接收由取景器光学系统成像的像的光电转换元件的取景器用光学单元。
例如，多个前述光学单元中的至少一个可以是包含用于接收由摄像光学系统成像的像的光电转换元件的摄像用光学单元；多个前述光学单元中的另外至少一个可以是包含用于接收由焦点检测用光学系统成像的像的光电转换元件的焦点检测用光学单元，该焦点检测用光学系统用于检测摄像镜头的焦点状态。


参照以下的说明、所附权利要求以及附图，将更好地理解本发明的装置和方法的这些和其他特征、方面和优点，在附图中图1是示出作为本发明的第1实施方式的具有防尘功能的光学装置的数字照相机系统的概念图；图2是以与图1的结构例对应的控制系统为主体示出的概略方框图；图3是示出针对压电元件的防尘玻璃驱动电路的结构的一例的电路图；图4是示出动作控制例的时序图；图5是示出作为图1所示的安装有具有防尘功能的光学装置的数字照相机系统的具体结构例的方框结构图；图6是示出控制程序的主程序的流程图；图7A示出本发明的防尘玻璃的振动形式，是在玻璃板的周围产生节、整个面以相同相位振动的振动模式1的一种方式的说明图；图7B示出本发明的防尘玻璃的振动形式，是在玻璃板的周围产生节、整个面以相同相位振动的振动模式1的不同方式的说明图；
图8A示出本发明的防尘玻璃的振动形式，是以玻璃板的内侧和外侧相差180度的相位振动的振动模式2的一种方式的说明图；图8B示出本发明的防尘玻璃的振动形式，是以玻璃板的内侧和外侧相差180度的相位振动的振动模式2的不同方式的说明图；图9是表示图6的流程图中的子程序“除尘动作”的详细过程的流程图；图10是示出EEPROM内所占的与校正有关的表区域的存储器映射；图11A是示出振动模式1对应温度校正表的详情的图；图11B是示出振动模式2对应温度校正表的详情的图；图12A是示出振动模式1对应频率校正表的详情的图；图12B是示出振动模式2对应频率校正表的详情的图；图13是表示驱动频率和玻璃板的振动振幅的关系的特性图；图14A是示出防尘玻璃面积和谐振频率的关系的图；图14B是示出防尘玻璃厚度和谐振频率的关系的图；图15是针对各防尘玻璃使用特性图曲线表示驱动频率和振动振幅的关系的特性图；图16是示出本发明的第2实施方式的防尘玻璃驱动电路的结构例的概略电路图；图17是示出动作控制例的时序图；图18是示出对压电元件的施加电压和该情况下的振幅的关系的图；图19是示出本发明的第3实施方式的防尘玻璃驱动电路的结构例的概略电路图；图20是示出动作控制例的时序图；图21是示出变形例的防尘玻璃驱动电路的结构例的概略电路图；图22是示出本发明的第4实施方式的防尘玻璃驱动电路的结构例的概略电路图；图23是示出动作控制例的时序图；图24是示出本发明的第5实施方式的防尘玻璃驱动电路的结构例的概略电路图；
图25是示出动作控制例的时序图；图26是本发明的第6实施方式的方框结构图；图27是对防尘玻璃驱动电路的结构进行说明的图；图28是防尘动作的流程图；图29是对本发明的第7实施方式的防尘玻璃驱动电路的结构进行说明的图；图30A-C是示出在图29的防尘玻璃驱动电路的规定部位的信号波形的图；图31是本发明的第7实施方式的防尘动作的流程图；以及图32是对防尘动作进行说明的图。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的优选实施例进行说明。
在以下多个实施方式中，作为本发明的具有防尘功能的光学装置，列举具有多个光电转换元件的数字照相机系统为例进行说明。然而，本发明除了数字照相机系统以外，还能应用于各种光学装置。
(第1实施方式)图1是作为本第1实施方式的具有防尘功能的光学装置的数字照相机系统的概念图。图1为考虑了上述数字照相机的实际光学配置例的结构。
该具有防尘功能的光学装置具有摄像用光学部304。上述摄像用光学部304具有摄像用光学系统302和CCD单元303。上述摄像用光学系统302是以摄影镜头301为主体的成像光学系统。上述CCD单元303是接收由上述摄像用光学系统302所成像的被摄物体的光学像来转换成电信号的光电转换元件，特别是摄像用光电转换元件。
并且，上述具有防尘功能的光学装置具有取景器用光学部310。上述取景器用光学部310具有取景器光学系统308和取景器CCD单元309。上述取景器光学系统308是以五棱镜306和半反射镜307为主体的成像光学系统，该系统使经过摄像镜头301后由快速复原反射镜305进行了选择性分支的光成像。上述取景器CCD单元309是接收由上述取景器光学系统308所成像的光学像来转换成电信号的光电转换元件，特别是取景器用光电转换元件。
而且，上述具有防尘功能的光学装置具有作为焦点检测用光学部的AF检测用光学部314。上述AF检测用光学部314具有AF检测光学系统(焦点检测用光学系统)312和AF传感器单元313。上述AF检测用光学部314是用于接收经过摄像镜头301后由快速复原反射镜305背后的半反射镜311反射的光束来检测摄像镜头301的焦点状态的成像光学系统。上述AF传感器单元313是接收由上述AF检测光学系统312所成像的光学像来转换成电信号的光电转换元件，特别是焦点检测用光电转换元件。
摄像用光学部304具有作为防尘用光学元件的防尘玻璃321，其配设在CCD单元303的前级光路上；以及作为加振元件的压电元件322，其用于使该防尘玻璃321振动。取景器用光学部310具有作为防尘用光学元件的防尘玻璃323，其配设在取景器CCD单元309的前级光路上；以及作为加振元件的压电元件324，其用于使该防尘玻璃323振动。AF检测用光学部314具有作为防尘用光学元件的防尘玻璃325，其配设在AF传感器单元313以及AF检测光学系统312的前级光路上；以及作为加振元件的压电元件326，其用于使该防尘玻璃325振动。
即，在本第1实施方式中，作为加振元件，使用作为电气机械转换元件的利用压电陶瓷等的压电元件322、324、326。然而，加振元件不限于此。加振元件只要是能使防尘玻璃321、323、325适当振动的元件即可。作为用作加振元件的电气机械转换元件，可以使用磁致伸缩振动器。可以采用与扬声器相同的结构，把可动线圈作为加振元件。
而且，具有防尘功能的光学装置具有单一驱动控制部331。上述驱动控制部331是负责该装置的各种动作控制，并对各光学部304、310、314中所包含的多个压电元件322、324、326进行驱动控制的驱动控制电路。上述驱动控制部331具有防尘玻璃驱动电路332和控制部333。上述防尘玻璃驱动电路332是通过以规定的驱动频率驱动这些压电元件322、324、326来使防尘玻璃321、323、325振动的单一驱动电路。上述控制部333是控制该防尘玻璃驱动电路332的动作的控制电路。
图2是以与图1所示的上述本第1实施方式的结构例对应的控制系统为主体而示出的概略方框图。图3是示出针对压电元件322、324、326的防尘玻璃驱动电路332的结构一例的电路图。图4是示出动作控制例的时序图。
这里，参照图3和图4，对本第1实施方式中的防尘玻璃321、323、325的驱动及其动作控制进行说明。这里所例示的防尘玻璃驱动电路332具有图3所示的电路结构。在上述防尘玻璃驱动电路332的各部中，生成由图4的时序图表示的波形信号(Sig1～Sig4)，根据这些信号，将压电元件322、324、326按如下方式控制。
即，如图3所示，防尘玻璃驱动电路332具有N进制计数器41，1/2分频电路42，反相器43，多个MOS晶体管(Q00、Q01、Q02)44a、44b、44c，变压器45以及电阻(R00)46。
上述防尘玻璃驱动电路332通过与变压器45的一次侧连接的晶体管(Q01)44b和晶体管(Q02)44c的导通/截止切换动作，在该变压器45的二次侧产生规定周期的信号(Sig4)。根据该规定周期的信号驱动压电元件322、324、326，使防尘玻璃321、323、325谐振(详情后述)。
控制部333通过IO端口P_PwCont和IO端口D_NCnt的2个控制端口以及内置时钟发生器55，将防尘玻璃驱动电路332按如下方式控制。时钟发生器55以比施加给压电元件322、324、326的信号频率充分快的频率把脉冲信号(基本时钟信号)输出给N进制计数器41。该输出信号是由图4中的时序图表示的波形的信号Sig1。然后，该基本时钟信号被输入给N进制计数器41。
N进制计数器41对该脉冲信号进行计数，每当达到规定值“N”时，输出计数结束脉冲信号。即，将基本时钟信号分频为1/N。该输出信号是由图4中的时序图表示的波形的信号Sig2。该分频后的脉冲信号的高(High)和低(Low)的占空比不是1∶1。因此，通过1/2分频电路42把占空比转换成1∶1。另外，该转换后的脉冲信号与由图4中的时序图表示的波形的信号Sig3对应。
在该转换后的脉冲信号的高状态下，输入了该信号的MOS晶体管(Q01)44b导通。另一方面，该脉冲信号经由反相器43被施加给晶体管(Q02)44c。因此，在脉冲信号的低状态下，输入了该信号的晶体管(Q02)44c导通。因此，在脉冲信号Sig3的作用下，与变压器45的一次侧连接的晶体管(Q01)44b和晶体管(Q02)44c交替导通。于是，在二次侧产生图4中的信号Sig4那样的周期信号。
变压器45的绕组比是根据电源电路53的输出电压和驱动压电元件322、324、326所需要的电压来决定的。另外，电阻(R00)46是为了限制过大电流流入变压器45而设置的。
另外，当驱动压电元件322、324、326时，晶体管(Q00)44a处于导通状态，必须从电源电路53的单元向变压器45的中心抽头施加电压。
晶体管(Q00)44a的导通/截止控制通过IO端口的P_PwCont进行。N进制计数器41的设定值“N”可由IO端口D_NCnt来设定。因此，控制部333通过适当控制设定值“N”，可任意变更压电元件322、324、326的驱动频率。
此时，频率可使用下式(1)来计算。
fdrv＝fpls/2N………(1)式中，N计数器的设定值；fpls时钟发生器的输出脉冲频率fdrv施加给压电元件的信号的频率另外，基于该(1)式的运算由控制部333的CPU(未作图示)进行。
这样，作为本第1实施方式的具有防尘功能的光学装置的数字照相机系统基本上具有驱动控制部331，该驱动控制部331由驱动各个光学部304、310、314内所包含的压电元件322、324、326的单一防尘玻璃驱动电路332和控制部333构成。因此，没有必要针对各个压电元件322、324、326设置驱动电路和控制部。因此，可防止驱动控制系统的电路规模增大，能以低成本适当地发挥除尘效果。
图5是示出了安装有图1所示的具有防尘功能的光学装置的数字照相机系统的具体结构例的方框结构图。该数字照相机系统主要由作为交换镜头的镜头单元10和作为照相机主体的主体单元100构成。在主体单元100的前面，通过支座207自由拆装所期望的镜头单元10。
镜头单元10的控制由镜头控制用微计算机(以下称为“Lucom”)5执行。主体单元100的控制由前述控制部333执行。在以下说明中，把控制部333表示为主体控制用微计算机(以下称为“Bucom”)333。该Lucom 5和Bucom 333在镜头单元10和主体单元100合体时，通过通信连接器6可通信地进行电连接。然后，作为照相机系统，通过使Lucom 5从属地与Bucom 333协作，来进行工作。
在镜头单元10内设置有摄影镜头301和光圈3。摄影镜头301由位于镜头驱动机构2内的直流电动机(未作图示)驱动。光圈3由位于光圈驱动机构4内的步进电动机(未作图示)驱动。Lucom 5根据Bucom 333的指令控制该各电动机。
在主体单元100内，如图5所示，配设有各种结构构件。设置有作为光学系统的单镜头反光式的结构构件(快速复原反射镜305、五棱镜306、目镜13、副反射镜311)，光轴上的焦面式快门15，以及用于接收来自副反射镜311的反射光束来进行自动测距的AF检测用光学部314。AF检测用光学部314具有聚光透镜160，分离透镜161，分离光圈162以及行传感器结构的AF传感器单元313。
并且，设置有AF传感器驱动电路17，其对AF检测用光学部314进行驱动控制；反射镜驱动机构18，其对快速复原反射镜305进行驱动控制；快门增压(charge)机构19，其给驱动快门15的前帘和后帘的弹簧增压；以及快门控制电路20，其控制该前帘和后帘的移动。并且，设置有根据来自五棱镜306的光束进行测光处理的测光电路21。
在摄影镜头301的光轴上设置有用于对通过摄像用光学系统302的被摄物体像进行光电转换的CCD单元303作为光电转换元件。而且，在该CCD单元303和摄影镜头301之间设置有防尘玻璃321。在该防尘玻璃321的周缘部安装有使该防尘玻璃321以规定频率振动的压电元件322。该压电元件322通过防尘玻璃驱动电路332使防尘玻璃321振动，以去除附着在该玻璃表面上的灰尘。
并且，在取景器光轴上设置有用于对通过取景器光学系统308的被摄物体像进行光电转换的取景器CCD单元309作为光电转换元件。并且，配置有用于使通过取景器光学系统308的被摄物体像的一部分反射以导入到取景器CCD单元309的半反射镜307和取景器CCD镜头126。
由取景器CCD单元309所摄像的图像显示在配置于照相机主体背面等的液晶监视器24上。这样，即使不看取景器，也能观察要摄影的图像。而且，取景器CCD单元309由配设在与取景器CCD镜头126之间的光路上的防尘玻璃323保护。使该防尘玻璃323以规定频率振动的压电元件324安装在防尘玻璃323的周缘部。该压电元件324通过防尘玻璃驱动电路332使防尘玻璃323振动，去除附着在该玻璃表面上的灰尘。
AF检测用光学部314由在AF传感器单元313以及AF检测光学系统312的前级光路上与AF传感器单元313平行配设的防尘玻璃325保护。该防尘玻璃325以密闭结构的形式保护AF检测光学系统312。使该防尘玻璃325以规定频率振动的压电元件326安装在防尘玻璃325的周缘部。该压电元件326通过防尘玻璃驱动电路332使防尘玻璃325振动，以去除附着在该玻璃表面上的灰尘。
如果不存在防尘玻璃325，则在镜头拆装时从支座207侵入的灰尘附着在聚光镜头160的外面，在AF检测时带来不良影响。然而，由于使用防尘玻璃325保护以免受侵入灰尘的影响，并通过压电元件326的加振振动去除附着在该防尘玻璃325的外面的灰尘，因而可消除AF检测精度的下降。
这样，图5所示的本第1实施方式的数字照相机系统是具有属于所谓的“具有防尘功能的照相机”的基本结构的电子照相机。
另外，CCD单元303在防尘玻璃321、323、325的附近设置有温度测定电路33，用于对取景器CCD单元309和AF传感器单元313各自的周边温度进行测定。
CCD接口电路23与CCD单元303连接。取景器CCD接口电路127与取景器CCD单元309连接。并且，在该数字照相机系统中设置有图像处理控制器28，利用上述CCD接口电路23、上述取景器接口电路127、液晶监视器24、作为存储区域而设置的SDRAM 25、FlashROM 26以及记录介质27等来进行图像处理。这样，本数字照相机系统提供电子摄像功能以及电子记录显示功能。作为其他存储区域，设置有由例如EEPROM构成的、可从Bucom 333进行存取的非易失性存储器29，该非易失性存储器29存储照相机控制所需要的规定控制参数。
并且，在Bucom 333内设置有动作显示用LCD 51，其用于通过显示输出向用户告知该数字照相机系统的动作状态；以及照相机操作SW52。照相机操作SW 52是包含例如释放SW、模式变更SW以及电源SW等的为操作该照相机所需要的操作按钮的开关组。而且，设置有作为电源的电池54；以及电源电路53，其把该电源的电压转换成构成该数字照相机系统的各电路单元所需要的电压来供给。
对如上所述构成的数字照相机系统的各部的工作进行说明。图像处理控制器28根据Bucom 333的指令，对CCD接口电路23或取景器CCD接口电路127进行控制，从CCD单元303或取景器CCD单元309取入图像数据。该图像数据由图像处理控制器28转换成视频信号，并输出到液晶监视器24进行显示。用户可从该液晶监视器24的显示图像中确认所摄影的图像。
SDRAM 25是图像数据的临时保管用存储器，用作图像数据转换时的工作区域等。并且，该图像数据被转换成JPEG数据后，被保管在记录介质27内。
CCD单元303如前所述，由透明的防尘玻璃321保护。在该防尘玻璃321的周缘部配置有用于给其玻璃面加振的压电元件322，该压电元件322如后面详细说明，由防尘玻璃驱动电路332驱动。为了防尘，更优选的是，CCD单元303和压电元件322把防尘玻璃321作为一面，而且一体地收纳在由虚线所示的框体包围的壳体内。
并且，通常，温度对玻璃制的材料的弹性系数产生影响，是使该固有振动频率变化的要因之一，因而优选的是，在运用时测量该温度，考虑该固有振动频率的变化。因此，优选的是，对为了保护在工作中温度上升急剧的CCD单元303的前面而设置的防尘玻璃321的温度变化进行测定，预计此时的固有振动频率。在本第1实施方式的情况下，与温度测定电路33连接的传感器(未作图示)是为了测定CCD单元303的周边温度而设置的。另外，优选的是，该传感器的温度测定点设定在防尘玻璃321的振动面的最近旁。
取景器CCD单元309与CCD单元303一样，由透明的防尘玻璃323保护。在该防尘玻璃323的周缘部配置有用于给该玻璃面加振的压电元件324，该压电元件324由防尘玻璃驱动电路332驱动。为了防尘，更优选的是，取景器CCD单元309和压电元件324把防尘玻璃323作为一面，而且一体地收纳在由虚线所示的框体包围的壳体内。
而且，为了测定防尘玻璃323的温度变化，预计此时的固有振动频率，与温度测定电路33连接的传感器(未作图示)是为了测定取景器CCD单元309的周边温度而设置。另外，优选的是，该传感器的温度测定点设定在防尘玻璃323的振动面的最近旁。
反射镜驱动机构18是用于将快速复原反射镜305朝上升位置和下降位置驱动的机构。当该快速复原反射镜305位于下降位置时，来自摄影镜头301的光束被分割导入到AF检测用光学部314侧和五棱镜306侧。来自AF检测用光学部314内的AF传感器单元313的输出通过AF传感器驱动电路17被发送到Bucom 333，进行众所周知的测距处理。
并且，用户可从与五棱镜306邻接的目镜13目视被摄物体。另一方面，通过该五棱镜306的光束的一部分被导入到测光电路21内的光传感器(未作图示)，根据在此所检测的光量进行众所周知的测光处理。
下面，对作为上述控制部的照相机主体控制用微计算机(Bucom)333执行的控制进行具体说明。图6例示出在Bucom 333上运行的控制程序的主程序。首先，当照相机的电源SW(未作图示)接通时，Bucom333开始工作。在步骤S000中，执行用于起动照相机系统的处理。控制电源电路53，把电力供给构成该照相机系统的各电路单元。并且，进行各电路的初始设定。
在步骤S001中，由温度测定电路33取入各部的当前温度数据。该温度数据在随后的步骤S002的动作程序中是必要的信息。在步骤S002中，调用和执行子程序“除尘动作”。在该子程序中，通过使防尘玻璃321、323、325振动，执行掸落动作。由于在起动时执行该动作，因而在照相机不用于摄影期间，可去除不期望附着在玻璃上的灰尘。上述子程序的详细动作在后面描述。
步骤S003是周期性执行的步骤，是用于通过与Lucom 5进行通信动作来检测镜头单元10的状态的动作步骤。在步骤S004中，当检测出镜头单元10安装在主体单元100上时，转移到步骤S007。除此以外，转移到步骤S005。
在步骤S005中，当检测出镜头单元10从主体单元100上取下时，从步骤S005转移到步骤S006。然后，在步骤S006中，使控制标志F_Lens复位，转移到步骤S010。除此以外，从步骤S005直接转移到步骤S010。
在步骤S007中，使控制标志F_Lens置位。该控制标志在镜头单元10安装在照相机的主体单元100上期间表示“1”，在镜头单元10取下期间表示“0”。在步骤S008中，执行温度测定动作。在紧随其后的步骤S009中，调用和执行用于去除防尘玻璃321、323、325的灰尘的子程序“除尘动作”。然后，转移到步骤S010。
通常，在镜头单元10未安装在照相机主体上期间，在镜头或防尘玻璃321、323、325等上附着灰尘的可能性高。因此，期望的是，在检测出安装镜头单元10的时刻执行掸尘动作。另一方面，与镜头单元10的安装无关，也可考虑周期性执行步骤S008和步骤S009的动作。然而在这种情况下，大多在未附着灰尘的状态下使防尘玻璃321、323、325振动，消耗无谓的电力的可能性高。因此，这里，判断有无镜头单元10的安装操作，在检测出安装镜头单元10的时刻执行掸尘动作。
在步骤S010中，检测照相机操作SW 52的状态。然后，当在步骤S011中检测出作为照相机操作SW 52之一的模式变更SW(未作图示)的状态变化时，转移到步骤S012。在步骤S012中，与上述模式变更SW的操作联动来变更照相机的动作模式。在步骤S013中，把与该动作模式对应的信息输出到动作显示用LCD 51进行显示。然后，再次转移到步骤S003。
在步骤S014中，判定是否操作了作为照相机操作SW之一的第一释放SW(未作图示)。如果第一释放SW接通，则转移到步骤S015，如果断开，则再次转移到步骤S003。在步骤S015中，从测光电路21获得被摄物体的亮度信息。然后，根据该信息算出CCD单元303的曝光时间(Tv值)和摄影镜头301的光圈设定值(Av值)。
在步骤S016中，经由AF传感器驱动电路17获得AF传感器单元313的检测数据。根据该数据算出散焦量。这里，在步骤S017中，判定F_Lens的状态。如果是“0”，则意味着镜头单元10不存在，因而不能执行步骤S018以后的摄影动作。因此，在该情况下，再次转移到步骤S003。在步骤S018中，把散焦量发送到Lucom 5，指令其根据该散焦量驱动摄影镜头301。
在步骤S019中，判定是否操作了作为照相机操作SW 52之一的第二释放SW(未作图示)。当该第二释放SW接通时，转移到步骤S020，进行规定的摄影动作，而当断开时，再次转移到步骤S003。
在步骤S020中，把Av值发送到Lucom 5，指令其驱动光圈3。在步骤S021中，使快速复原反射镜305移动到上升位置。在步骤S022中开始快门15的前帘运行，在步骤S023中指令图像处理控制器28执行摄像动作。在由Tv值表示的时间内，对CCD单元303的曝光结束时，在步骤S024中，开始快门15的后帘运行。在步骤S025中，将快速复原反射镜305向下降位置驱动。并且，与此同时进行快门15的增压动作。
然后，在步骤S026中，指令Lucom 5使光圈3返回到开放位置。在步骤S027中，指令图像处理控制器28把所摄影的图像数据记录在记录介质27上。当该图像数据的记录结束时，再次转移到步骤S003。
这里，对防尘玻璃321、323、325的支撑结构和振动形式进行说明。另外，由于防尘玻璃321、323、325全都具有相同结构，因而这里仅对防尘玻璃321进行说明。
在本第1实施方式的照相机系统中，把防尘玻璃321的形状暂时设定为圆盘。并且，当沿着该防尘玻璃321的玻璃板的圆周配置加振用压电元件322时，该玻璃板在圆周上被支撑。此时，该玻璃板可在多个振动模式(振动形式)下振动。在本发明中，假定从该振动模式中选择2种模式来分别使用。图7A、图7B、图8A以及图8B示出所选择的振动模式中的玻璃板的振动状态。
本第1实施方式的防尘玻璃321呈现图7A和图7B各自所示的振动形式。即，当使用起到加振元件的功能的压电元件322来施加振动时，在该玻璃板的周围产生无振动的“节”，然而整个玻璃面以大致相同的相位，如粗箭头所示交替重复图7A和图7B的状态进行振动。以下把这种振动形式称为“振动模式1”。
同样，本第1实施方式的防尘玻璃321可根据所施加的振动频率，以图8A和图8B各自所示的形式进行振动。即，图8A和图8B所例示的防尘玻璃321的振动形式是以玻璃板的内侧和外侧相差180度的相位进行振动的形式。详细地说，该振动形式是在玻璃板的周围和内部各自产生节的模式。如图所示，由内侧的节包围的区域的振动和内部的节的外侧区域(圈状区域)的振动的相位相差180度。以下把该模式称为“振动模式2”。
然后，在图9所示的子程序“除尘动作”中，驱动压电元件322，以使防尘玻璃321在该振动模式1和振动模式2的2种模式下谐振。一般情况下，容易除尘的频率和振幅根据灰尘特性(例如，重量、形状、材料等)而不同。因此，为了可靠除尘，可以使该玻璃板在该2种振动模式下谐振。当然，还可以在多个振动模式下谐振。然而，由于有时去除动作所花的时间随着模式数量增加而增多，因而应充分考虑去除效果的程度和所需时间，适当地设定要执行的振动模式数量。
根据图9的流程图和图10～图13，对在图6的流程图的步骤S002和S009中所描述的子程序“除尘动作”进行说明。首先，在步骤S100中，从EEPROM 29中读出3个控制参数(Startoffset，Stopoffset，OSCtime)。这3个控制参数是从图10的存储器映射所示的EEPROM 29内部所存储的“振动模式1对应温度校正表”中读出的。
图11A示出了该振动模式1对应温度校正表的详情。为了从该温度校正表中读出对应的控制参数，需要温度信息(t)。温度信息(t)在该子程序执行前，由温度测定电路33的温度传感器(未作图示)检测和取得(参照图5的步骤S001或步骤S008)。
在温度信息(t)假如是20℃的情况下，当从图11A的振动模式1对应温度表中的*0所示的部分中读出此时的控制参数时，读出开始位置(Startoffset)得到“3”，读出结束位置(Stopoffset)得到“14”，以及时间间隔(OscTime)得到“100”。然后，使用“Startoffset”的值和“Stopoffset”的值来定义EEPROM 29的振动模式1对应频率校正表的区域。并且，按照从该区域所读出的时间间隔(在该情况下，为100msec)依次设定在N进制计数器41内。
图12A和图12B示出与这些振动模式对应的频率校正表，图12A是振动模式1对应频率校正表，图12B是振动模式2对应频率校正表。振动模式1对应频率校正表是假设由时钟发生器55输出频率40(MHz)的脉冲信号来计算的。
应用已说明的(1)式，可算出驱动频率。根据从上述温度校正表中所读出的值，把振动模式1对应频率校正表的预置值依次设定在N进制计数器41内。在上述温度信息是20℃的情况下，根据从图11A的振动模式对应温度表所读出的控制参数的值(Startoffset＝3，Stopoffset＝14)，把*1～*2’的区域的12个预置值依次设定在N进制计数器41内。然而，首先为使说明简单，仅考虑防尘玻璃321，对依次设定图12A的*1～*2的区域的7个预置值的情况进行说明。把此时的驱动频率f1、f2、…、f7和玻璃板的振动振幅的关系描绘成图，成为图13中的*3的曲线。
该图13使用特性图曲线表示驱动频率fn和玻璃板的振动振幅的关系，以所描绘的*3的图曲线为中心，示出谐振频率的校正范围(fc’＜fc＜fc”)。在*3的图曲线中，fc是谐振频率。然后，该fc偶尔等于f4。例如，在具有*4那样的特性的玻璃板的情况下，fc’是谐振频率，fc’等于f3。例如，在*5那样的特性的玻璃板的情况下，fc”是谐振频率，fc”等于f5。
因此，考虑到谐振频率在规定范围Δfc内有偏差，只要设定该频率校正表的读出开始位置(Startoffset)和读出结束位置(Stopoffset)，就能实现在谐振频率或其附近给玻璃板加振的状况。并且，显然，即使Δfc随着温度而变动，通过适当设定图11A所示的振动模式1对应温度校正表，也能以谐振频率驱动。
另外，在上述说明中，列举防尘玻璃321为例作了说明，然而防尘玻璃321、323、325由于所需要的光学尺寸和容许空间不同，因而各自具有不同尺寸。例如，取景器CCD单元309在作为取景器的功能上，一般不需要CCD单元303那样的大型摄像元件，可使用稍小型的摄像元件。并且，尽管AF传感器单元313在近年随着多AF的采用等而大型化，但是与CCD单元303和取景器CCD单元309相比，受光部的光学尺寸小。
这样，由于各自所需要的光学尺寸不同，并且，取景器系统和AF系统与摄像系统相比在空间上要求更加小型化，因而防尘玻璃321、323、325的尺寸不同。
由于防尘玻璃321、323、325的尺寸不同，因而各自的谐振频率也基本上不同。图14A是示出防尘玻璃面积和谐振频率的关系的图，图14B是示出防尘玻璃厚度和谐振频率的关系的图。防尘玻璃的谐振频率一般具有与面积大致成反比例、并与厚度大致成正比例的特性。
因此，当要操作防尘玻璃321、323、325的面积和厚度来设定成相同谐振频率时，一般具有空间和容易破裂等的问题，具有限制。然而，在允许范围内操作这些多个防尘玻璃321、323、325的面积和厚度，并采用尽量接近的谐振频率，如后所述，由于可扫描共同的驱动频率范围进行驱动，因而这是有效的。
如上所述，为了获得最适合于各个防尘玻璃321、323、325的振动，有必要把驱动频率各自设定为最佳数值，从而可充分获得振动。因此，在本第1实施方式中，防尘玻璃驱动电路332在Bucom 333的控制下，进行驱动控制，以便在按照防尘玻璃321、323、325的谐振频率变更驱动频率的同时进行驱动，可各自获得最佳振动。
图15是使用特性图曲线针对各防尘玻璃321、323、325表示驱动频率和振动振幅的关系的特性图。各防尘玻璃321、323、325的特性根据其尺寸和形状而分别不同，其谐振频率fc321、fc323、fc325也不同。因此，期望的是，各防尘玻璃321、323、325分别以谐振频率fc321、fc323、fc325进行驱动，从而获得最佳振动振幅，使除尘效果大。
防尘玻璃驱动电路332的驱动频率在仅考虑了前述防尘玻璃321的情况下，作为由图12-1中的*1～*2表示的f1～f7的范围，对包含fc321＝f4的情况作了说明。然而，在考虑了防尘玻璃321、323、325的全部的情况下，进行如下控制作为包含由图12A中的*1～*2’所示的这些不同谐振频率fc321、fc323、fc325的全部的规定频率范围，在由f1～f12表示的范围内进行驱动。
这里，回到图9的流程图的说明。只要增大OSCtime的值，就能任意设定在谐振状态下的加振时间。然而，由于无效的加振动作(谐振频率以外的驱动)的时间也增大，因而需要注意。因此，在步骤S101中，作为EEPROM 29的读出开始地址，设定AddressM1+Startoffset。AddressM1表示振动模式1对应频率校正表的开头地址。因此，AddressM1+Startoffset与图12A的*1对应。因此，防尘玻璃321、323、325的谐振频率分别被设定为fc321＝f4，fc323＝f6，fc325＝f9。
在步骤S102中，进行用于驱动压电元件322、324、326的准备动作。控制IO端口的P_PwCont，使晶体管(Q00)44a处于导通状态。然后，开始从时钟发生器55输出脉冲信号。只要在该状态下设定从表取出到N进制计数器41中的数据，就能以期望的频率驱动压电元件322、324、326。
在步骤S103中，从所设定的地址中读出预置值(N)。然后，设定从IO端口D_NCnt读出到N进制计数器41中的预置值。在步骤S104中，把OSCtime设定在定时计数器内，开始定时器的计数动作。
然后，在步骤S105中，进行等待，直到定时计数器的动作结束。在步骤S106中，判定EEPROM 29的地址是否等于“AddressM1+Stopoffset”。如果在相等的情况下，则意味着将表数据读出到图12A的*2’。即，以预定的多个频率的加振动作结束。因此，在该情况下，在步骤S108中执行停止驱动动作的处理。使晶体管(Q00)44a截止，停止时钟发生器55的动作。
当从步骤S106转移到步骤S107时，使EEPROM 29的地址递增(+1)。为了以下一频率驱动压电元件322、324、326，再次转移到步骤S103。
这样，由于使频率变化到图12A中的*1(f1)～*2’(f12)，因而在包含各防尘玻璃321、323、325的谐振频率fc321＝f4、fc323＝f6、fc325＝f9的全部的范围内变更驱动频率，进行驱动。在该情况下，只要能使谐振频率fc321、fc323、fc325成为共同(同一)或者非常接近的频率，就能缩小使频率变化的扫描范围。只要把一个频率的驱动时间和频率变化步骤假定为固定，就能缩短除尘用的驱动时间，可减小装置的动作时滞，提高响应性。
当与振动模式1对应的驱动动作结束时，为了进行与振动模式2对应的驱动动作，执行步骤S200～S208的动作。在振动模式2中给玻璃板加振所需要的控制参数Startoffset、Stopoffset以及OSCtime是如图11B所示，从EEPROM 29中的振动模式2对应温度校正表中读出。然后，预置值(N)是从EEPROM 29的振动模式2对应频率校正表中读出。与振动模式1的情况一样，振动模式2对应频率校正表的详情如图12B所示。
后续步骤S200～S208的动作基本上与前述步骤S100～S108的动作相同。不同之处仅是，读出控制所需要的表的EEPROM 29的地址不同。因此，省略该说明。
这样，当使用振动模式1和振动模式2的2种振动模式对防尘玻璃321、323、325进行的加振动作结束时，返回到主程序。
另外，在照相机系统的设计阶段，预测玻璃板的谐振频率的偏差是困难的。因此，优选的是，在该照相机系统完成后，可设定用于决定压电元件322、324、326的驱动频率的控制参数。因此，在本第1实施方式中，所需要的参数如上所述，可以全部可选择地存储在EEPROM 29内。
这样，根据作为本第1实施方式的具有防尘功能的光学装置的数字照相机系统，具有CCD单元303，其用于对被摄物体像进行光电转换；防尘玻璃321，其配置在该CCD单元303和摄影镜头301之间；以及压电元件322，其使该防尘玻璃321以规定频率振动。并且，优选的是，构成为把该CCD单元303收纳在壳体状的框体内而设置为一体的状态。同样，具有取景器CCD单元309，其用于对被摄物体像进行光电转换；防尘玻璃323，其配置在该取景器CCD单元309的前级；以及压电元件324，其使该防尘玻璃323以规定频率振动。并且，优选的是，构成为把该取景器CCD单元309收纳在壳体状的框体内而设置为一体的状态。而且，具有AF传感器单元313，其用于对被摄物体像进行光电转换；防尘玻璃325，其配置在该AF传感器单元313的前级；以及压电元件326，其使该防尘玻璃325以规定频率振动。然后，进行如下的控制当压电元件322、324、326通过防尘玻璃驱动电路332使防尘玻璃321、323、325振动时，依次变更其振动频率。并且，在该频率变更范围中，包含有防尘玻璃321、323、325的谐振频率。这样，防尘玻璃321、323、325的表面根据给定的多种频率以同一相位或者相差180度的相位重复振动，结果，去除附着在玻璃表面的灰尘。
通过这样实施，可提供即使不调整对作为保护玻璃的防尘玻璃321、323、325的谐振频率产生影响的例如玻璃形状和弹性系数的偏差等，在考虑所测定的周围温度的程度上，也能有效除尘的照相机系统。并且，也不需要由像保护玻璃那样不能指定其谐振频率的玻璃构件的偏差引起的对固有谐振频率的调整所需要的工夫和成本。
(第2实施方式)下面，对本发明的第2实施方式进行说明。在本第2实施方式中，概略地说，使用驱动控制部331选择性驱动各压电元件322、324、326来使各防尘玻璃321、323、325以时分方式振动。特别是，在本第2实施方式中，设想了以下情况各防尘玻璃321、323、325具有由fc321、fc323、fc325表示的不同谐振频率。驱动控制部331选择性驱动各压电元件322、324、326，以便扫描包含各防尘玻璃321、323、325的谐振频率的规定频率范围，使各防尘玻璃321、323、325以时分方式振动。例如，使驱动频率逐渐变化，只有在驱动频率在防尘玻璃321的谐振频率fc321附近期间，才驱动防尘玻璃321。同样，只有在驱动频率在防尘玻璃323的谐振频率fc323附近期间，才驱动防尘玻璃323。只有在驱动频率在防尘玻璃325的谐振频率fc325附近期间，才驱动防尘玻璃325。这样，根据驱动频率的变化，切换要驱动的防尘玻璃。
图16是示出本第2实施方式的防尘玻璃驱动电路332A的结构例的概略电路图。这里，对与图3所示的结构部分不同的部分进行说明。本第2实施方式的防尘玻璃驱动电路332A在变压器45的二次侧输出和各压电元件322、324、326之间具有作为用于选择性驱动这些压电元件的开关电路的使用MOSFET等的开关200、201、202。这些开关200、201、202由来自Bucom 333的选择信号SEL1～SEL3进行导通/截止控制。例如，当选择信号SEL1为高电平时，对应的开关200导通，变压器45的二次侧和压电元件322处于连接状态(可驱动状态)。当选择信号SEL1为低电平时，对应的开关200截止，变压器45的二次侧和压电元件322处于分离状态(不可驱动状态)。对于选择信号SEL2、SEL3也一样。
图17是示出根据图16所示的结构的情况的动作控制例的时序图。概略地说，通过Bucom 333的控制使驱动频率f变化来扫描规定的频率范围。然后，根据驱动频率f的变化来切换选择信号SEL1～SEL3的高/低电平，只有在驱动频率有效作用的情况下，才选择性地使对应的开关200、201、202导通。这样，把变压器45的二次侧输出供给对应的压电元件322、324或326。因此，在各时刻，只有驱动频率有效作用的压电元件才被驱动。
首先，在包含防尘玻璃321的谐振频率f4的驱动频率f1～f6的扫描范围内，把选择信号SEL1设定为高电平，使开关200导通，把变压器45的二次侧输出供给压电元件322来驱动压电元件322。在该情况下，对于驱动频率不是有效的压电元件324，在驱动频率f1～f3的范围内，断开选择信号SEL2，不把变压器45的二次侧输出供给压电元件324。同样，对于驱动频率不是有效的压电元件326，在驱动频率f1～f6的整个范围内，断开选择信号SEL3，不把变压器45的二次侧输出供给压电元件326。然后，在驱动频率f7～f12的扫描范围内，把选择信号SEL1设定为低电平，使开关200截止，不把变压器45的二次侧输出供给压电元件322。
并且，在包含防尘玻璃323的谐振频率f6的驱动频率f4～f8的扫描范围内，把选择信号SEL2设定为高电平，使开关201导通，把变压器45的二次侧输出供给压电元件324来驱动压电元件324。在除此以外的驱动频率f1～f3、f9～f12的扫描范围内，把选择信号SEL2设定为低电平，使开关201截止，不把变压器45的二次侧输出供给压电元件324。
同样，在包含防尘玻璃325的谐振频率f9的驱动频率f7～f12的扫描范围内，把选择信号SEL3设定为高电平，使开关202导通，把变压器45的二次侧输出供给压电元件326来驱动压电元件326。在除此以外的驱动频率f1～f7的扫描范围内，如前所述，把选择信号SEL3设定为低电平，使开关202截止，不把变压器45的二次侧输出供给压电元件326。
这样，根据本第2实施方式，驱动控制部331选择性地驱动各压电元件322、324、326，以便扫描包含各防尘玻璃321、323、325的谐振频率的规定频率范围，使各防尘玻璃321、323、325以时分方式振动。因此，可抑制在不能获得对防尘有效大小的振动的驱动频率的情况下发生的无谓的电力消耗，可抑制电池消耗。特别是，在本第2实施方式的情况下，由于防尘玻璃321、323、325的各自谐振频率fc321、fc323、fc325不同，因而通过利用各自谐振频率之差，即使是一个防尘玻璃驱动电路332，也能依次切换控制各自扫描范围，选择性地且效率良好地驱动多个压电元件322、324、326。
(第3实施方式)对本发明的第3实施方式进行说明。本第3实施方式着眼于加振元件是压电元件这一点，概略地说，使施加给各压电元件322、324、326的施加电压针对该各压电元件322、324、326而不同。即，在使各防尘玻璃321、323、325振动方面，作为最适于各压电元件322、324、326的参数，使用施加电压，切换该施加电压来驱动各压电元件322、324、326。这样，使对应的防尘玻璃321、323、325振动，可进行防尘动作。
压电元件322、324、326，由于如前所述，尺寸、形状、使用方法各自不同，因而所要求的除尘性能，即振动振幅不同。作为调整该振幅的方法，具有变更对压电元件的施加电压的方法。图18是示出对压电元件的施加电压和该情况的振幅的关系的图，示出压电元件的振动振幅与施加电压成比例增大的特性。
因此，当增大对压电元件322、324、326的施加电压时，可增大振动振幅。不过，作为对压电元件322、324、326的施加电压，当提供根据尺寸、形状等所决定的规定值以上的电压时，具有破坏压电元件的可能性。因此，不要向压电元件施加过大电压。并且，也具有防尘玻璃321、323、325的振动过大而破裂的可能性。
图19是示出本第3实施方式的防尘玻璃驱动电路332B的结构例的概略电路图。这里，对与图3所示的结构部分不同的部分进行说明。对于本第3实施方式的防尘玻璃驱动电路332B，变压器45具有在二次侧绕组的两侧端子210、213之间分割成多个的中间端子211、212，成为施加电压可变电路。可使用输出端子210和这些中间端子211、212输出3阶段的输出电压。
输出电压最高的输出端子210通过开关200与压电元件322连接。输出电压次高的中间端子211通过开关201与压电元件324连接。输出电压最低的中间端子212通过开关202与压电元件326连接。
即，本第3实施方式的变压器45通过在二次侧构成不同的绕组比来变更升压比，使要供给压电元件侧的电压不同。现在，把二次侧绕组的端子210、213间的绕组比设定为K1，与端子211、213间的绕组比K2相比，K1＞K2。因此，使用输出端子210时的升压比比使用中间端子211时的升压比更高，与压电元件324的情况相比，压电元件322的情况的施加电压高。并且，端子212、213间的绕组比K3为K3＜K2＜K1。因此，使用中间端子212时的升压比比使用中间端子211时的升压比更低，与压电元件324的情况相比，压电元件326的情况的施加电压低。
图20是示出根据图19所示的结构的情况的动作控制例的时序图。这里，驱动频率f分别具有防尘玻璃321、323、325的3种谐振频率f4、f6、f9。
首先，以驱动频率f4进行动作，把选择信号SEL1设定为高电平(SEL2、3为低电平)，使开关200导通，把变压器45的二次侧输出电压A供给压电元件322。在该情况下，对压电元件322的施加电压A的振幅为V322。然后，以驱动频率f6进行动作，把选择信号SEL2设定为高电平(SEL1、3为低电平)，使开关201导通，把变压器45的二次侧输出电压B供给压电元件324。在该情况下，对压电元件324的施加电压B的振幅为V324。该振幅V324根据变压器45的绕组比，表示比振幅V322小的值。
然后，以驱动频率f9进行动作，把选择信号SEL3设定为高电平(SEL1、2为低电平)，使开关202导通，把变压器45的二次侧输出电压C供给压电元件326。在该情况下，对压电元件326的施加电压C的振幅为V326。该振幅V326根据变压器45的绕组比，表示比振幅V324小的值。
这样，根据本第3实施方式，通过变更变压器45的二次绕组的绕组比，可单独设定对各压电元件322、324、326的施加电压。这样，可把所需电压供给各压电元件322、324、326，可获得更有效的振动。并且，由于具有开关200、201、202，并且针对各压电元件322、324、326选择性地进行时分驱动，因而可进行效率良好的驱动。
图21是示出变形例的概略电路图。如图21所示，省略开关200、201、202，可以与实施方式1的情况一样，对各压电元件322、324、326同时施加各自不同的施加电压A、B、C来进行驱动。
(第4实施方式)对本发明的第4实施方式进行说明。本第4实施方式着眼于加振元件是压电元件这一点，概略地说，与第3实施方式的情况一样，使施加给各压电元件322、324、326的施加电压针对该各压电元件322、324、326而不同。然而，作为使该施加电压可变的方法，使变压器45的一次侧电压可变。
图22是示出本第4实施方式的防尘玻璃驱动电路332C的结构例的概略电路图。这里，对与图3所示的结构部分不同的部分进行说明。对于本第4实施方式的防尘玻璃驱动电路332C，变压器45具有在一次侧绕组的两侧端子150、153之间分割成多个的中间端子151、152。然后，可使用晶体管44b、44c分别选择性地驱动端子150、153，并使用晶体管154、155分别选择性地驱动这些中间端子151、152。通过这样构成，防尘玻璃驱动电路332C构成为施加电压可变电路。即，本第4实施方式的变压器45通过在一次侧构成不同的绕组比来变更升压比，改变要供给压电元件侧的电压。另外，变压器45的二次侧的连接与图16的情况相同。
这里，中间端子151、152用的晶体管154、155与第1实施方式的情况一样，通过根据Bucom 333的VCONT信号的切换，选择性地输入1/2分频电路42的输出来进行驱动。另外，本第4实施方式的防尘玻璃驱动电路332C具有“与”门157、158和反相器159，用于根据VCONT信号，使晶体管44b、44c侧和晶体管154、155侧选择性地动作。
图23是示出根据图22所示的结构的动作控制例的时序图。这里，驱动频率f与实施方式3的情况一样，分别具有防尘玻璃321、323、325的3种谐振频率f4、f6、f9。
首先，以驱动频率f4进行动作。Bucom 333把VCONT信号设定为高电平，把作为驱动频率f4的1/2分频电路42的输出通过“与”门157和反相器156供给晶体管154、155。并且，把选择信号SEL1设定为高电平(SEL2、3为低电平)，使开关200导通，把变压器45的二次侧输出电压A供给压电元件322。Bucom 333进行使驱动频率f4的动作时间为t1的控制。这种情况下的对压电元件322的施加电压A的振幅V322是与根据变压器45的中间端子151、152间的一次绕组和二次绕组所决定的绕组比对应的值。
然后，以驱动频率f6进行动作。Bucom 333把VCONT信号设定为低电平，通过反相器159转换成高电平，把作为驱动频率f6的1/2分频电路42的输出通过“与”门158和反相器43供给晶体管44b、44c。并且，把选择信号SEL2设定为高电平(SEL1、3为低电平)，使开关201导通，把变压器45的二次侧输出电压B供给压电元件324。Bucom 333进行使驱动频率f6的动作时间为t1的控制。这种情况下的对压电元件324的施加电压B的振幅V324是与根据变压器45的端子150、153间的一次绕组和二次绕组所决定的绕组比对应的值，是比V322小的值。
然后，以驱动频率f9进行动作。Bucom 333在把VCONT信号设定为低电平的状态下(通过反相器159转换成高电平)，把作为驱动频率f9的1/2分频电路42的输出通过“与”门158和反相器43供给晶体管44b、44c。并且，把选择信号SEL3设定为高电平(SEL1、2为低电平)，使开关202导通，把变压器45的二次侧输出电压C供给压电元件326。Bucom333进行使驱动频率f9的动作时间为t2(＞t1)的控制。这种情况下的对压电元件326的施加电压B的振幅V326是与根据变压器45的端子150、153间的一次绕组和二次绕组所决定的绕组比对应的值，是与V324相同的值。
这样，根据本第4实施方式，通过变更变压器45的一次绕组的绕组比，可单独设定对各个压电元件322、324、326的施加电压。因此，可把所需电压供给各压电元件322、324、326，可获得更有效的振动。并且，由于具有开关200、201、202，并且针对各压电元件322、324、326选择性地进行时分驱动，因而可进行效率良好的驱动。而且，由于针对各压电元件322、324、326，根据需要将其动作时间改变为t1、t2来进行设定，并可变更地控制防尘玻璃321、323、325的振动时间，因而可提高除尘性能。特别是，只要取代提高施加电压，而延长振动时间，就能取得有效的除尘作用。
(第5实施方式)对本发明的第5实施方式进行说明。本第5实施方式着眼于加振元件是压电元件这一点，概略地说，与第3和第4实施方式的情况一样，使施加给各压电元件322、324、326的施加电压针对该各压电元件322、324、326而不同。然而，作为使该施加电压可变的方法，使用恒压输出可变电源使其可变。
图24是示出本第5实施方式的防尘玻璃驱动电路332D的结构例的概略电路图。这里，对与图3所示的结构部分不同的部分进行说明。本第5实施方式的防尘玻璃驱动电路332D具有作为变压器45的一次侧电源的恒压输出可变电源170。通过使用Bucom 333使该恒压输出可变电源170的输出电压可变，使变压器45的二次侧输出电压变化，针对各压电元件322、324、326使施加电压变化。这里，变压器45的一次侧和二次侧的绕组比被设定为1∶K。
图25是示出根据图24所示的结构的情况的动作控制例的时序图。这里，驱动频率f与第3和第4实施方式的情况一样，分别具有防尘玻璃321、323、325的3种谐振频率f4、f6、f9。
首先，以驱动频率f4进行动作。Bucom 333把恒压输出可变电源170的输出电压设定为V1。然后，当把驱动频率f4供给晶体管44b、44c时，产生与变压器45的绕组比K对应的二次侧输出电压V322＝K·V1。并且，把选择信号SEL1设定为高电平(SEL2、3为低电平)，使开关200导通，把变压器45的二次侧输出电压A供给压电元件322。这种情况下的对压电元件322的施加电压A的振幅V322如上所述为K·V1。
然后，以驱动频率f6进行动作。Bucom 333把恒压输出可变电源170的输出电压设定为V2(其中，V2＜V1)。然后，当把驱动频率f6供给晶体管44b、44c时，产生与变压器45的绕组比K对应的二次侧输出电压V324＝K·V2。并且，把选择信号SEL2设定为高电平(SEL1、3为低电平)，使开关201导通，把变压器45的二次侧输出电压B供给压电元件324。这种情况下的对压电元件324的施加电压B的振幅V324如上所述为K·V2，是比施加电压A的振幅V322小的值。
然后，以驱动频率f9进行动作。Bucom 333把恒压输出可变电源170的输出电压设定为V3(其中，V3＜V2＜V1)。然后，当把驱动频率f9供给晶体管44b、44c时，产生与变压器45的绕组比K对应的二次侧输出电压V326＝K·V3。并且，把选择信号SEL3设定为高电平(SEL1、2为低电平)，使开关202导通，把变压器45的二次侧输出电压C供给压电元件326。这种情况下的对压电元件326的施加电压C的振幅V326如上所述为K·V3，是比施加电压A、B的振幅V322、V324小的值。
这样，根据本第5实施方式，通过对恒压输出可变电源170的输出电压进行可变控制来切换变压器45的一次侧电压，可单独设定对各个压电元件322、324、326的施加电压。因此，可把所需电压供给各个压电元件322、324、326，可获得更有效的振动。并且，由于具有开关200、201、202，并且针对各压电元件322、324、326选择性地进行时分驱动，因而可进行效率良好的驱动。
(第6实施方式)图26是本第6实施方式中的作为数字照相机系统的单镜头反光照相机的方框结构图。图26具有很多与图5的方框结构图共同的构成要素。这些与图5的方框结构图相同的构成要素省略说明。
在图26的方框结构图所示的单镜头反光照相机中，使防尘玻璃321和薄膜镜1001(Pellicle Mirror或者Pellicle beam splitter薄膜光束分裂器)振动。在已说明的实施方式中，光路被快速复原反射镜分割。快速复原反射镜由于在摄影时退避到光路外，因而即使附着灰尘，也不至于使摄影图像劣化。然而，退避动作用的时间成为在摄影开始前的延迟(释放时滞)。作为用于消除该延迟的方法，存在把快速复原反射镜置换成薄膜镜的技术。
作为薄膜镜，可使用例如对硝化纤维的薄膜或者非常薄的玻璃板实施涂层后的半透明镜。其厚度被设定成不会由于薄膜镜而发生像差。薄膜镜被固定在主体上，把摄影镜头的光束的例如50％分给取景器，把50％分给CCD。由于薄膜镜在摄影中存在于光路上，因而当附着灰尘时，招致图像劣化。因此，在本第6实施方式中，对该薄膜镜施加振动来除尘。
对薄膜镜1001施加振动的致动器是压电元件1002。在薄膜镜1001和快门15之间配置有摆镜1003。摆镜1003可设定在存在于光路中的位置(第一位置)和退避到光路外的位置(第二位置)。当设定在第一位置时，使来自摄影镜头301的光束反射到AF传感器17上。因此，可进行焦点检测动作。为了在摄影中不遮挡去往CCD的光束，设定在第二位置。
图27示出防尘玻璃驱动电路322的结构。
薄膜镜1001的压电元件1002和防尘玻璃321的压电元件322由来自防尘玻璃驱动电路332的驱动信号驱动。驱动电路332的结构与图3所示的结构相同。然而，只有所驱动的压电元件不同。
图28是示出使薄膜镜1001和防尘玻璃321振动来除尘时的Bucom的动作的流程图。基本动作与已在图9中所说明的子程序“除尘动作”相同。由于S100至S208与图9的相同编号的步骤相同，因而省略说明。
在已说明的实施方式中，进行以使3个防尘玻璃振动为目的的控制。然而，在第6实施方式中，必须使薄膜镜1001和防尘玻璃321谐振振动。另外，压电元件的驱动频率可使用记录在非易失性存储器29内的数据表来设定。这已在图10至图12中作了说明。通过变更该数据表，可设定使薄膜镜1001和防尘玻璃321的双方在谐振状态下振动的驱动频率。因此，只要能进行数据表的变更，就能以图9的子程序执行基本动作。
在图28的流程图中存在有在图9的流程图中没有的2个动作步骤。S99(第一追加步骤)是使摆镜1003退避到光路外的第二位置的动作。这是为了防止在使薄膜镜1001振动时，从薄膜镜1001脱离的灰尘附着在摆镜1003上。并且，摆镜1003还具有作为防止灰尘附着在AF传感器单元314上的构件的作用。
在去除了薄膜镜1001和防尘玻璃321的灰尘之后，在S209(第二追加步骤)中，使摆镜1003返回到光路中的第一位置。
(第7实施方式)本第7实施方式涉及第6实施方式的改良。在第6实施方式中，分别在薄膜镜1001和防尘玻璃321上设置压电元件来使其振动。本第7实施方式的特征是，仅使用防尘玻璃的压电元件进行薄膜镜的振动。系统的结构是从图26的方框结构图中消除压电元件1001。
图29是本第7实施方式的防尘玻璃驱动电路的结构图。图30A-C是其输出波形的说明图。
防尘玻璃驱动电路的结构与第1至第6实施方式有很大不同。本第7实施方式的驱动电路1009具有2个振荡电路。第一振荡电路OSC1的振荡频率(f1)与防尘玻璃321的谐振频率一致。第二振荡电路OSC2的振荡频率(f2)与薄膜镜1001的谐振频率一致。2个振荡电路的输出被输入到调制电路中。调制电路1010进行振幅调制。图30A示出OSC1的输出，图30B示出OSC2的输出。调制电路把OSC1的输出作为载波，按照该载波的振幅对OSC2的输出进行调制。图30C示出调制电路1010的输出。
调制电路1010的输出由放大电路1011进行功率放大，并被输入到变压器1012中。然后，由变压器1012升压到适于驱动压电元件322的电压。
由于调制电路1010的输出包含频率f1，因而防尘玻璃321在谐振状态下振动。然后，由于还包含频率f2，因而从防尘玻璃321所放出的声波的强度按照频率f2变化。频率f2是薄膜镜1001的谐振频率。因此，当把由防尘玻璃321产生的声波照射到薄膜镜1001上时，薄膜镜1001振动，可去掉所附着的灰尘。
对调制电路1010调制振幅作了说明。调制方式可以采用把频率f1作为载波对频率f2进行调制的方式。然而，调制不限于此，可以生成具有作为频率成分的f1和f2的输出。例如，可以采用频率调制。
也能把2个振荡电路和调制电路1010置换成DSP(Digital SignalProcessor数字信号处理器)。可以使用DSP把包含2个频率成分的调制信号与数字信号合成，通过数模转换器生成驱动信号。
图31示出适合于本第7实施方式的动作的子程序“除尘动作”。
在步骤S300中，使摆镜1003从第一位置移动到第二位置。移动的理由如已说明的那样，是为了防止灰尘附着在摆镜1003和AF传感器单元314上。而且是因为，在本第7实施方式的情况下，摆镜1003成为由防尘玻璃321产生的声波的障碍物。在步骤S301中，把快门15设定为开放(OPEN)状态。快门15也成为由防尘玻璃321产生的声波的障碍物。通过步骤S300和S301的动作，如图32所示，在防尘玻璃321和薄膜镜1001之间没有障碍物，可效率良好地照射声波。
在S302中，把防尘玻璃321的谐振频率f1设定在OSC1内，开始振荡。在S303中，把薄膜镜1001的谐振频率f2设定在OSC2内，开始振荡。输入有来自2个振荡电路OSC1和OSC2的信号的调制电路1010生成驱动信号(调制信号)。在S304中，为了根据该驱动信号使防尘玻璃321振动，等待规定的时间。
在S305中，停止OSC1的动作，在S306中，停止OSC2的动作。通过该2项处理，防尘玻璃321的振动停止。在S307中，把快门15设定到关闭(CLOSE)状态。在S308中，使摆镜1003从第二位置移动到第一位置。
在图9所示的子程序“除尘动作”中，进行消除由于防尘玻璃的个体差而产生的谐振频率偏差的动作。即，通过以多个频率驱动防尘玻璃，一定与防尘玻璃的谐振频率一致。另一方面，在图31中没有提及以多个频率驱动防尘玻璃这一点。然而，只要在使设定于该OSC1和OSC2内的频率变化的同时，生成防尘玻璃321的驱动信号，就能一定使防尘玻璃321和薄膜镜1001的双方以谐振频率振动。
在第1至第7实施方式中，以相同频度驱动多个防尘光学元件(防尘玻璃、薄膜镜)。然而，灰尘附着状况根据配置防尘光学元件的部位而不同。可以考虑该状况进行除尘。
在第6实施方式中，存在作为防尘光学元件的CCD的防尘玻璃321和薄膜镜1001。灰尘附着在薄膜镜1001上的可能性高的状况是在从主体上拆装摄影镜头的时候。灰尘附着在CCD的防尘玻璃321上的可能性高的状况是在驱动快门15来使防尘玻璃321附近的空气扩散的时候。因此，薄膜镜1001的除尘动作可以在摄影镜头的交换时进行，防尘玻璃的除尘动作可以在驱动了快门时进行。已说明的子程序“除尘动作”是全部驱动配置在照相机上的防尘光学元件，然而可以制作能单独驱动防尘光学元件的子程序。然后，可以根据照相机的动作状况，驱动附着灰尘的可能性高的防尘光学元件。
尽管以上对本发明的优选实施例进行了图示和说明，然而当然应该理解的是，可在不背离本发明精神的情况下，容易进行形式和细节上的各种变形和变更。因此，这意味着，本发明不限于所说明和所图示的确切形式，而是构成为涵盖可以收在所附权利要求范围内的所有变形。
权利要求
1.一种具有防尘功能的光学装置，包括多个光学单元和单一的驱动控制电路，其中，该多个光学单元分别具有接收由成像光学系统成像的光学像以转换成电信号的光电转换元件，配设在该光电转换元件前级光路上的防尘用光学元件，用于使该光学元件振动的加振元件；该单一的驱动控制电路对这些光学单元内所包含的多个前述加振元件进行驱动控制。
2.根据权利要求1所述的具有防尘功能的光学装置，其中，前述驱动控制电路驱动前述各加振元件，以便扫描包含前述各光学元件的谐振频率的规定频率范围。
3.根据权利要求2所述的具有防尘功能的光学装置，其中，前述各光学元件具有不同的谐振频率；前述驱动控制电路驱动前述各加振元件，以便扫描包含前述各光学元件的不同的所有谐振频率的规定频率范围。
4.根据权利要求1所述的具有防尘功能的光学装置，其中，前述驱动控制电路选择性地驱动前述各加振元件，使前述各光学元件以时分方式振动。
5.根据权利要求4所述的具有防尘功能的光学装置，其中，前述各光学元件具有不同的谐振频率；前述驱动控制电路选择性地驱动前述各加振元件，以便扫描包含前述各光学元件的谐振频率的规定频率范围，使前述各光学元件以时分方式振动。
6.一种具有防尘功能的电子照相机，包括多个光学单元、单一的驱动电路、以及控制电路，其中，该多个光学单元分别具有接收由成像光学系统成像的光学像来转换成电信号的光电转换元件，配设在该光电转换元件前级光路上的防尘用光学元件，以及用于使该光学元件振动的电气机械转换元件；该单一的驱动电路以规定的驱动频率驱动这些光学单元内所包含的多个前述电气机械转换元件；以及该控制电路控制该驱动电路的动作。
7.根据权利要求6所述的具有防尘功能的电子照相机，其中，前述驱动电路具有开关电路，其用于选择性地驱动前述各电气机械转换元件；前述控制电路控制前述驱动电路的动作，以便与进行选择性地驱动的前述电气机械转换元件对应地变更前述驱动频率。
8.根据权利要求6所述的具有防尘功能的电子照相机，其中，前述驱动电路具有施加电压可变电路，其使施加给前述各电气机械转换元件的施加电压针对该各电气机械转换元件而不同。
9.根据权利要求6所述的具有防尘功能的电子照相机，其中，前述驱动电路具有施加电压可变电路，其使施加给前述各电气机械转换元件的施加电压针对该各电气机械转换元件而不同；以及开关电路，其用于选择性地驱动前述各电气机械转换元件；前述控制电路控制前述施加电压可变电路的动作，以便与进行选择性地驱动的前述电气机械转换元件对应地变更前述施加电压。
10.根据权利要求6所述的具有防尘功能的电子照相机，其中，前述驱动电路具有开关电路，其用于选择性地驱动前述各电气机械转换元件；前述控制电路控制前述驱动电路的动作，以便与进行选择性地驱动的前述电气机械转换元件对应地变更驱动时间。
11.根据权利要求6所述的具有防尘功能的电子照相机，其中，多个前述光学单元中的至少一个是包含用于接收由摄像光学系统成像的像的光电转换元件的摄像用光学单元；多个前述光学单元中的另外至少一个是包含用于接收由取景器光学系统成像的像的光电转换元件的取景器用光学单元。
12.根据权利要求6所述的具有防尘功能的电子照相机，其中，多个前述光学单元中的至少一个是包含用于接收由摄像光学系统成像的像的光电转换元件的摄像用光学单元；多个前述光学单元中的另外至少一个是包含用于接收由焦点检测用光学系统成像的像的光电转换元件的焦点检测用光学单元，该焦点检测用光学系统用于检测摄像镜头的焦点状态。
全文摘要
具有防尘功能的光学装置。在光学装置中，使用一个电路对多个防尘用光学元件进行加振驱动来实现有效除尘。在各光学元件的光学元件谐振频率不同的情况下，也能在包含所有光学元件的谐振频率的范围内使加振频率变化。在该情况下，也能根据频率变化，切换被驱动光学元件，以便仅驱动接近谐振频率的光学元件。并且，也能根据各光学元件的特性，使驱动时间或施加电压变化。
文档编号H04N5/225GK1834773SQ200610058568
公开日2006年9月20日 申请日期2006年3月16日 优先权日2005年3月16日
发明者井出昌孝, 伊藤顺一 申请人:奥林巴斯映像株式会社