專利名稱：振動裝置及使用該振動裝置的圖像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有攝像元件和顯示元件等圖像形成元件的圖像設(shè)備、及使在這種圖像設(shè)備中配置在圖像形成元件的前面的防塵部件振動的振動裝置。

背景技術(shù)：
作為具有圖像形成元件的圖像設(shè)備，已經(jīng)公知有具有攝像元件的攝像裝置，該攝像元件能夠獲得與照射在自身的光電轉(zhuǎn)換面上的光對應的圖像信號。另外，還公知有具有液晶等顯示元件的圖像投影裝置，該顯示元件顯示投影在屏幕上的圖像。近年來，在使用這種圖像形成元件的圖像設(shè)備中，畫質(zhì)明顯提高。因此，在攝像元件和顯示元件這些圖像形成元件的表面或者位于其前面的透明部件(光學元件)的表面附著有塵埃，導致在生成的圖像上產(chǎn)生塵埃的影子，這成為一個大問題。
例如，構(gòu)成為能夠在照相機主體上自由裝卸攝影光學系統(tǒng)的所謂“可更換鏡頭”式的數(shù)字照相機已經(jīng)普遍被實際應用。這種可更換鏡頭的數(shù)字照相機在用戶需要的時候，通過任意地裝卸更換所需要的攝影光學系統(tǒng)，由此能夠在一個照相機主體中選擇使用多種攝影光學系統(tǒng)。因此，在該照相機中，在從照相機主體上卸下該攝影光學系統(tǒng)時，在照相機所處的周圍環(huán)境中浮游的塵埃進入照相機主體內(nèi)，有時塵埃附著在攝像元件的表面上或位于其前面的鏡頭或玻璃罩等透明部件(光學元件)的表面上。另外，在照相機主體內(nèi)部，例如配置有快門、光圈機構(gòu)等進行機械式動作的各種機構(gòu)。這些各種機構(gòu)等在動作時產(chǎn)生塵埃等，這些塵埃有時也附著在攝像元件的表面上。
另外，使用光源和投影光學系統(tǒng)，將顯示于CRT、液晶等顯示元件上的圖像放大投影在屏幕上來欣賞圖像的投影儀也得到實際應用。在這種投影儀中，有時塵埃附著在顯示元件的表面上或位于其前面的鏡頭或玻璃罩等透明部件(光學元件)的表面上，并產(chǎn)生塵埃的影子被放大投影在屏幕上的問題。
因此，開發(fā)了各種機構(gòu)，用于去除附著在這種圖像設(shè)備內(nèi)部的圖像形成元件表面上或位于其前面的鏡頭或玻璃罩等透明部件(光學元件)的表面上的塵埃。
例如，在美國US 2004/0169761A1公開的具有塵埃去除機構(gòu)的電子攝像裝置中，在圓盤狀的玻璃板(防塵部件)的外周部固定有圓環(huán)板狀的壓電元件(施振部件)。在對壓電元件施加預定頻率的頻率電壓時，在圓盤狀的玻璃板的中心產(chǎn)生同心圓狀的駐波彎曲振動，通過該振動來去除附著在圓盤狀的玻璃板上的塵埃。其中，按照預定的施振頻率產(chǎn)生的振動(振動模式1)是具有同心圓狀的波節(jié)的駐波。該波節(jié)的振動振幅較小，所以在該波節(jié)的部分不能去除塵埃。因此，按照不同的頻率來施振，使圓盤狀的玻璃板產(chǎn)生在與上述振動模式1不同的部位具有同心圓狀的波節(jié)的駐波振動(振動模式2)。由此，形成使上述振動模式1中的波節(jié)所在的部位的振動振幅較大的狀態(tài)。
另外，在日本特開2007-228246號公報中，在矩形板狀的防塵部件的相對的邊分別設(shè)置壓電元件。并且，采取使這些壓電元件產(chǎn)生預定頻率的振動、使防塵部件共振、并產(chǎn)生與邊平行的波節(jié)的駐波振動模式。并且，與上述美國US 2004/0169761A1相同，為了變更波節(jié)的位置，使防塵部件以不同的頻率共振來作為駐波的振動模式。這些振動模式都產(chǎn)生具有與防塵部件的邊平行的波節(jié)的彎曲振動。
在上述美國US 2004/0169761A1公開的塵埃去除機構(gòu)中，通過產(chǎn)生同心圓狀的振動，能夠獲得非常大的振動振幅，去除塵埃的能力非常高。但是，相對于矩形的攝像元件，防塵部件是具有包圍攝像元件的直徑的圓形玻璃板，所以導致防塵去除機構(gòu)變大。并且，圓環(huán)狀的壓電元件較大，很難沒有偏差地高性能地形成防塵去除機構(gòu)。
與此相對，在上述日本特開2007-228246號公報公開的塵埃去除機構(gòu)中，通過形成為矩形板狀，防塵部件相比上述美國US 2004/0169761A1能夠形成為小型部件。但是，由于是具有與矩形的邊平行的波節(jié)的振動模式，所以不能增大振動的振幅，不能產(chǎn)生上述美國US 2004/0169761A1能夠產(chǎn)生的那樣大的振動振幅。因此，防塵部件去除塵埃的能力低。振動振幅小是因為不能將來自與波節(jié)正交的邊的反射波合成為駐波。即，由于合成來自一條邊的反射波，所以成為具有與邊平行的振動的波峰、波谷的駐波。尤其在防塵部件的矩形的短邊與長邊之比(短邊/長邊)較小時，該趨勢更加明顯。
如上所述，如果形成具有圓形的振動振幅的波峰的駐波，則能夠增大振動振幅，并獲得較大的塵埃去除能力，但防塵部件的形狀需要是圓形或接近圓形的形狀，這導致裝置變大。并且，雖然也有使用矩形防塵部件的情況，但由于產(chǎn)生不能將來自各邊的反射波包括在內(nèi)來良好地合成振動的振動模式，所以不能增大振動振幅，塵埃去除能力降低。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于，提供即使使用非圓形的防塵部件也能夠增大振動振幅的小型的振動裝置、及使用這種振動裝置的圖像設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種振動裝置，其包括 防塵部件，其整體形成為板狀，并具有至少一條關(guān)于某個對稱軸對稱的邊； 施振部件，其設(shè)于所述防塵部件，并構(gòu)成為使所述被防塵部件產(chǎn)生具有與所述防塵部件的部件表面垂直的振動振幅的振動；和 驅(qū)動部，其構(gòu)成為驅(qū)動所述施振部件，以使得所述防塵部件產(chǎn)生利用下式表示的振動Z(x，y)在把所述防塵部件上的任意的點P(x，y)的振動設(shè)為Z(x，y)、把m和n設(shè)為與振動模式對應的固有振動的次數(shù)且是包括0在內(nèi)的正整數(shù)時， Z(x，y)＝Wmn(x，y)·cos(γ)+Wnm(x，y)·sin(γ) 其中， γ＝+π/4或者γ＝-π/8～-π/4， 其中，所述防塵部件形成為如下的形狀該形狀使得在具有相當于所述防塵部件具有的所述一邊的長邊、而且具有與所述防塵部件的部件表面的面積相同的面積的假想矩形中，該假想矩形的短邊的長度與長邊的長度之比為0.9以上且小于1。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種圖像設(shè)備，其包括 圖像形成元件，其具有用于生成光學圖像的圖像面； 防塵部件，其整體形成為板狀，并具有至少一條關(guān)于某個對稱軸對稱的邊，至少具有預定的擴展度的區(qū)域形成為透明部，該透明部與所述圖像面隔開預定的間隔、與所述圖像面相對配置； 施振部件，其設(shè)于在所述圖像面上生成光學圖像的光線透射的透射范圍之外的所述防塵部件上，并構(gòu)成為使得產(chǎn)生具有與該防塵部件的部件表面垂直的振動振幅的振動； 密封結(jié)構(gòu)部，其為了在所述圖像形成元件和所述防塵部件兩者相對而形成的部位構(gòu)成密閉的空間部，而在所述圖像形成元件和所述防塵部件的周緣側(cè)將所述空間部密封；和 驅(qū)動部，其構(gòu)成為驅(qū)動所述施振部件，以使得所述防塵部件產(chǎn)生利用下式表示的振動Z(x，y)在把所述防塵部件上的任意的點P(x，y)的振動設(shè)為Z(x，y)、把m和n設(shè)為與振動模式對應的固有振動的次數(shù)且是包括0在內(nèi)的正整數(shù)時， Z(x，y)＝Wmn(x，y)·cos(γ)+Wnm(x，y)·sin(γ) 其中， γ＝+π/4或者γ＝-π/8～-π/4， 其中，所述防塵部件形成為如下的形狀該形狀使得在具有相當于所述防塵部件具有的所述一邊的長邊、而且具有與所述防塵部件的部件表面的面積相同的面積的假想矩形中，該假想矩形的短邊的長度與長邊的長度之比為0.9以上且小于1。



圖1是簡要表示作為本發(fā)明的圖像設(shè)備的第1實施例的、可更換鏡頭的單反相機式電子照相機(數(shù)碼照相機)的主要電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示例的方框圖。
圖2A是包括數(shù)碼照相機的塵埃去除機構(gòu)的攝像元件單元的側(cè)視縱剖面圖(圖2B中的AA線剖面圖)。
圖2B是從鏡頭側(cè)觀看塵埃去除機構(gòu)時的主視圖。
圖3是構(gòu)成塵埃去除機構(gòu)的主要部分(振子)的分解立體圖。
圖4A是防塵濾波器的主視圖，用于說明產(chǎn)生于防塵濾波器的振動的狀態(tài)。
圖4B是圖4A的BB線剖面圖。
圖4C是圖4A的CC線剖面圖。
圖5是用于說明防塵濾波器的長邊尺寸和短邊尺寸的圖。
圖6A用于說明防塵濾波器的振動產(chǎn)生概念的圖。
圖6B是幾乎不產(chǎn)生振動的波節(jié)區(qū)域以網(wǎng)格狀產(chǎn)生的振動模式下的防塵濾波器的主視圖。
圖7是用于說明產(chǎn)生于防塵濾波器的不同振動的狀態(tài)的圖。
圖8是用于說明產(chǎn)生于防塵濾波器的另一不同振動的狀態(tài)的圖。
圖9是用于說明圖4A中的防塵濾波器的縱橫比與防塵濾波器中央部的振動速度比的關(guān)系的圖。
圖10是表示防塵濾波器的不同形式的圖。
圖11是表示防塵濾波器的另一不同形式的圖。
圖12是用于說明產(chǎn)生于防塵濾波器的駐波的防塵濾波器的示意圖。
圖13A是表示使振子在共振頻率附近振動時的電氣等效電路的圖。
圖13B是表示使振子以共振頻率振動時的電氣等效電路的圖。
圖14是簡要表示防塵濾波器控制電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖15用于說明從防塵濾波器控制電路的各個構(gòu)成部件輸出的各個信號的時序圖的圖。
圖16A是表示第1實施例中的數(shù)碼照相機的主體控制用微電腦進行的照相機程序(主程序)的步驟的流程圖的第1部分的圖。
圖16B是表示照相機程序(主程序)的步驟的流程圖的第2部分的圖。
圖17是表示圖16A中的子程序“無音施振動作”的動作步驟的流程圖的圖。
圖18是表示在圖17中的子程序“無音施振動作”的步驟S201的定時并行執(zhí)行的“顯示動作”的動作步驟的流程圖的圖。
圖19是表示在圖17中的子程序“無音施振動作”的步驟S203的定時并行執(zhí)行的“顯示動作”的動作步驟的流程圖的圖。
圖20是表示在圖17中的子程序“無音施振動作”的步驟S205的定時并行執(zhí)行的“顯示動作”的動作步驟的流程圖的圖。
圖21是表示在無音施振動作中連續(xù)提供給施振部件的共振頻率的波形的圖。
圖22是表示作為本發(fā)明的圖像設(shè)備的第2實施例的、數(shù)碼照相機的子程序“無音施振動作”的動作步驟的流程圖的圖。
圖23是用于說明產(chǎn)生于防塵濾波器的其他振動的狀態(tài)的圖。

具體實施例方式 以下，參照

用于實施本發(fā)明的最佳方式。
(第1實施例) 以下具體示例的本發(fā)明的圖像設(shè)備具有攝像元件單元的塵埃去除機構(gòu)，該攝像元件單元通過光電轉(zhuǎn)換來獲得圖像信號，此處作為一例說明有關(guān)電子照相機(以下簡稱為“照相機”)的塵埃去除功能的改良技術(shù)。尤其在本第1實施例中，參照圖1～圖2B說明可更換鏡頭的單反式電子照相機(數(shù)字照相機)。
首先，參照圖1說明本實施例的數(shù)字照相機10的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示例。該數(shù)字照相機10由作為照相機主體的主體單元100、和作為附件裝置之一的更換鏡頭的鏡頭單元200構(gòu)成系統(tǒng)。
鏡頭單元200通過設(shè)于主體單元100前面的未圖示的鏡頭安裝部件，能夠在主體單元100上自由裝卸。鏡頭單元200的控制由鏡頭單元200自身具有的鏡頭控制用微型計算機(以下稱為“Lucom”)201進行。主體單元100的控制由主體單元100自身具有的主體控制用微型計算機(以下稱為“Bucom”)101進行。在將鏡頭單元200安裝在主體單元100上的狀態(tài)下，這些Lucom201和Bucom101通過通信連接器102電氣連接成能夠互相通信。并且，照相機系統(tǒng)構(gòu)成為使Lucom201從屬于Bucom101協(xié)作動作并工作。
鏡頭單元200還具有攝影鏡頭202、光圈203、鏡頭驅(qū)動機構(gòu)204和光圈驅(qū)動機構(gòu)205。攝影鏡頭202由設(shè)于鏡頭驅(qū)動機構(gòu)204內(nèi)的未圖示的DC電機驅(qū)動。光圈203由設(shè)于光圈驅(qū)動機構(gòu)205內(nèi)的未圖示的步進電機驅(qū)動。Lucom201根據(jù)Bucom101的指令來控制這些各個電機。
在主體單元100內(nèi)，例如按照圖示配置有五棱鏡103、屏幕104、快速返回反射鏡105、目鏡106、輔助反射鏡107、快門108、AF傳感器單元109、AF傳感器驅(qū)動電路110、反射鏡驅(qū)動機構(gòu)111、快門施力機構(gòu)112、快門控制電路113、測光傳感器114和測光電路115。五棱鏡103、屏幕104、快速返回反射鏡105、目鏡106和輔助反射鏡107是作為光學系統(tǒng)的單反方式的構(gòu)成部件?？扉T108是配置在攝影光軸上的焦面式快門。AF傳感器單元109接受來自輔助反射鏡107的反射光束，并檢測散焦量。AF傳感器驅(qū)動電路110驅(qū)動控制AF傳感器單元109。反射鏡驅(qū)動機構(gòu)111驅(qū)動控制快速返回反射鏡105?？扉T施力機構(gòu)112對用于驅(qū)動快門108的前簾和后簾的未圖示的彈簧施力。快門控制電路113控制這些快門108的前簾和后簾的動作。測光傳感器114檢測來自五棱鏡103的光束。測光電路115根據(jù)該測光傳感器114進行測光處理。
另外，在主體單元100內(nèi)，在攝影光軸上設(shè)有攝像單元116，用于對通過上述光學系統(tǒng)的被攝體像進行光電轉(zhuǎn)換。該攝像單元116是將作為圖像形成元件的攝像元件即CCD117、設(shè)于該CCD117的前面的光學低通濾波器(LPF)118和作為防塵部件的防塵濾波器119一體化成單元而得到的部件。在此，在本實施例中，把至少透明部具有與空氣不同的折射率的透明玻璃板(光學元件)用作上述防塵濾波器119。但是，不限于上述玻璃板(光學元件)，只要是位于光路上并具有光的透射性的部件(光學元件)即可。例如，也可以取代透明玻璃板(光學元件)，而使用光學低通濾波器(LPF)、紅外截止濾波器、偏轉(zhuǎn)濾波器、半透半反鏡等。該情況時，將與振動相關(guān)的頻率和驅(qū)動時間、施振部件(在后面敘述)的設(shè)置位置等設(shè)定為與該部件對應的值。并且，此處關(guān)于攝像元件列舉了CCD117的示例，當然也可以是CMOS或其他攝像元件。
下面，關(guān)于作為防塵部件的防塵濾波器119，能夠采用如上所述的光學低通濾波器(LPF)等各種材質(zhì)，但在本實施例中，說明采用玻璃板(光學元件)的情況。
在上述防塵濾波器119的周緣部安裝有兩個壓電元件120a、120b。壓電元件120a、120b分別具有兩個電極。作為驅(qū)動部的防塵濾波器控制電路121使壓電元件120a、120b按照根據(jù)防塵濾波器119的尺寸和材質(zhì)所確定的預定頻率振動。通過該壓電元件120a、120b的振動，使防塵濾波器119產(chǎn)生預定的振動，從而能夠去除附著在該防塵濾波器119的表面上的塵埃。并且，針對攝像單元116附加有校正抖動用的防抖單元。
另外，本實施例中的數(shù)字照相機10構(gòu)成為具有CCD接口電路122、液晶監(jiān)視器123、SDRAM 124、閃存125和圖像處理控制器126，由此能夠提供電子攝像功能和電子記錄顯示功能。CCD接口電路122與CCD117連接。SDRAM 124和閃存125作為存儲區(qū)域發(fā)揮作用。圖像處理控制器126利用這些SDRAM 124和閃存125等進行圖像處理。并且，記錄介質(zhì)127被安裝成為能夠更換，并能夠通過未圖示的通信連接器與主體單元100通信。該記錄介質(zhì)127是各種存儲卡或外置的HDD等外部記錄介質(zhì)，用于記錄通過攝影得到的圖像數(shù)據(jù)。作為其他存儲區(qū)域，例如由EEPROM構(gòu)成的非易失性存儲器128被設(shè)置成為能夠從Bucom101進行存取。該非易失性存儲器128存儲進行照相機控制所需要的預定的控制參數(shù)。
動作顯示用LCD129、動作顯示用LED130、照相機操作SW131和頻閃控制電路132與Bucom101連接。動作顯示用LCD129和動作顯示用LED130用于通過顯示輸出將該數(shù)字照相機10的動作狀態(tài)通知用戶。例如，在動作顯示用LCD129或動作顯示用LED130設(shè)有顯示部，其顯示在防塵濾波器控制電路121動作的期間防塵濾波器119的振動動作。照相機操作SW131是包括例如釋放SW、模式變更SW和電源SW等操作該數(shù)字照相機10所需要的操作按鈕的開關(guān)組。頻閃控制電路132驅(qū)動頻閃133。
另外，在該主體單元100內(nèi)設(shè)有作為電源的電池134和電源電路135，電源電路135把該電池134的電壓轉(zhuǎn)換為構(gòu)成該數(shù)字照相機10的各個電路單元所需要的電壓并提供該電壓。并且，也設(shè)有電壓檢測電路(未圖示)，用于檢測從外部電源通過未圖示的插座提供電流時的電壓變化。
如上所述構(gòu)成的數(shù)字照相機10的各個部分大致按照下面所述動作。首先，圖像處理控制器126按照Bucom101的指令，控制CCD接口電路122，從CCD117獲取圖像數(shù)據(jù)。該圖像數(shù)據(jù)由圖像處理控制器126轉(zhuǎn)換為視頻信號，并由液晶監(jiān)視器123輸出并顯示。用戶能夠根據(jù)該液晶監(jiān)視器123的顯示圖像確認所拍攝到的圖像映像。
SDRAM 124是圖像數(shù)據(jù)的臨時保存用存儲器，被用作轉(zhuǎn)換圖像數(shù)據(jù)時的工作區(qū)域等。并且，圖像數(shù)據(jù)在被轉(zhuǎn)換為例如JPEG數(shù)據(jù)后，被保存在記錄介質(zhì)127中。
反射鏡驅(qū)動機構(gòu)111是將快速返回反射鏡105驅(qū)動到上升位置和下降位置的機構(gòu)。在該快速返回反射鏡105位于下降位置時，來自攝影鏡頭202的光束被分割引導到AF傳感器單元109側(cè)和五棱鏡103側(cè)。來自AF傳感器單元109內(nèi)的AF傳感器的輸出通過AF傳感器驅(qū)動電路110發(fā)送給Bucom101，通過Bucom101進行公知的測距處理。另一方面，通過五棱鏡103后的光束的一部分被引導到與測光電路115電氣連接的測光傳感器114，根據(jù)由該測光傳感器114檢測到的光量，由測光電路115進行公知的測光處理。
下面，參照圖2A和圖2B說明包括CCD117的攝像單元116。另外，應該注意到圖2B中的陰影是為了容易理解各個部件的形狀而使用的，不是表示剖面。
攝像單元116如上所述具有CCD117、光學LPF118、防塵濾波器119和壓電元件120a、120b。CCD117是獲得圖像信號的攝像元件，該圖像信號對應于透射過攝影光學系統(tǒng)并照射在CCD117的光電轉(zhuǎn)換面上的光。光學LPF118設(shè)于CCD117的光電轉(zhuǎn)換面?zhèn)龋糜趶耐干溥^攝影光學系統(tǒng)后照射的被攝體光束中去除高頻成分。防塵濾波器119是在該光學LPF118的前面?zhèn)雀糸_預定間隔與該光學LPF118相對配置的防塵部件。壓電元件120a、120b設(shè)于該防塵濾波器119的周緣部，是對防塵濾波器119施加預定的振動的施振部件。
其中，CCD117的CCD芯片136被直接安裝在撓性基板137上，該撓性基板137設(shè)于固定板138上。從該撓性基板137的兩端引出連接部139a、139b。并且，連接器140a、140b設(shè)于主電路基板141上。連接部139a、139b與該連接器140a、140b連接，由此撓性基板137與主電路基板141側(cè)連接。并且，CCD117具有防護玻璃142。該防護玻璃142隔著墊片143固定安裝在撓性基板137上。
并且，在CCD117和光學LPF118之間，由彈性部件等構(gòu)成的濾波器支承部件144被設(shè)置在CCD117的前面?zhèn)戎芫壊康谋荛_光電轉(zhuǎn)換面的有效范圍的位置上。該濾波器支承部件144與光學LPF118的背面?zhèn)戎芫壊康母浇纸樱纱俗鳛楸３諧CD117與光學LPF118之間的大致氣密性的密封部件發(fā)揮作用。并且，設(shè)有氣密地覆蓋CCD117和光學LPF118的支架145。該支架145在圍繞攝影光軸的大致中央部分具有矩形狀的開口146。在該開口146的防塵濾波器119側(cè)的內(nèi)周緣部形成有剖面大致呈L字形狀的臺階部147。從開口146的后方側(cè)配置光學LPF118和CCD117。該情況時，將光學LPF118配置成為使其前面?zhèn)戎芫壊颗c臺階部147大致氣密地接觸。這樣，由臺階部147實現(xiàn)光學LPF118在攝影光軸方向的位置限制，防止其從支架145的內(nèi)部向前面?zhèn)让摮?。另外，關(guān)于CCD117與光學LPF118的氣密狀態(tài)，只要是能夠防止由于塵埃的進入使得塵埃被攝入到攝影圖像中、導致塵埃對該圖像造成影響的程度即可，不一定是徹底防止氣體進入的程度。
另一方面，在支架145的前面?zhèn)鹊闹芫壊垦刂麄€圓周形成有防塵濾波器支承部148。該防塵濾波器支承部148形成為圍繞臺階部147并比臺階部147更向前面?zhèn)韧怀觯员銓⒎缐m濾波器119保持在光學LPF118的前面并其與隔開預定間隔。該防塵濾波器支承部148的開口部分成為成像光線通過區(qū)域149。防塵濾波器119整體形成為多邊形的板狀(此處為四邊形)。該防塵濾波器119被按壓部件150以按壓狀態(tài)支撐在防塵濾波器支承部148上，該按壓部件150由一端部被螺釘151固定在防塵濾波器支承部148上的板簧等彈性體構(gòu)成。具體地講，在按壓部件150和防塵濾波器119之間介入有橡膠或樹脂等具有振動衰減性的支承部件152。另一方面，在防塵濾波器119的背面?zhèn)?、與防塵濾波器支承部148之間，在與光軸大致對稱的位置上介入有橡膠等具有振動衰減性的支承部件153。利用這些支承部件152、153以不阻礙防塵濾波器119的振動的方式保持防塵濾波器119。并且，防塵濾波器119通過支撐部件154被支撐在按壓部件150的Z方向彎曲部上，由此進行防塵濾波器119在與光軸垂直的面內(nèi)沿Y方向的定位。另一方面，如圖2B所示，防塵濾波器119同樣通過支撐部件154被支撐在設(shè)于支架145的支撐部155上，由此進行防塵濾波器119在與光軸垂直的面內(nèi)沿X方向的定位。支撐部件154也利用橡膠或樹脂等具有振動衰減性的材料形成，形成為不阻礙防塵濾波器119的振動。即，關(guān)于支承部件152、153的配置位置，如果使它們位于在后面敘述的防塵濾波器119產(chǎn)生的振動的波節(jié)位置上，則幾乎不阻礙防塵濾波器119的振動，能夠構(gòu)成振動振幅大、高效率的塵埃去除機構(gòu)。并且，在防塵濾波器119的周邊部和防塵濾波器支承部148之間設(shè)置具有環(huán)狀的唇部的密封件156，確保包括開口146的空間的密封狀態(tài)。攝像單元116如此構(gòu)成為具有支架145的氣密構(gòu)造，該支架145形成為放置CCD117的期望的大小。另外，關(guān)于防塵濾波器119與防塵濾波器支承部148的氣密狀態(tài)，只要是能夠防止由于塵埃的進入使得塵埃被攝入到攝影圖像中、導致塵埃對該圖像造成影響的程度即可，不一定是徹底防止氣體進入的程度。
并且，如上所述，所述防塵濾波器119經(jīng)由所述支承部件152、153并通過所述按壓部件150支撐在防塵濾波器支承部148上，也可以把基于至少所述支承部件153的支撐轉(zhuǎn)移到所述密封件156上。
另外，作為撓性印刷基板的撓性基板157a、157b與作為施振部件的壓電元件120a、120b的端部電氣連接。通過該撓性基板157a、157b，將來自防塵濾波器控制電路121的后面敘述的預定的電氣信號輸入給壓電元件120a、120b，使壓電元件120a、120b產(chǎn)生預定的振動。撓性基板157a、157b利用樹脂和銅箔等制成，具有柔軟性，所以使壓電元件120a、120b的振動衰減的情況較少。并且，通過把撓性基板157a、157b設(shè)置在振動振幅小的部位(后面敘述的振動的波節(jié)位置)，能夠進一步抑制振動的衰減。另一方面，在具有下面敘述的抖動校正機構(gòu)的情況下，壓電元件120a、120b相對于主體單元100進行相對移動。因此，在防塵濾波器控制電路121位于與主體單元100一體的固定部件的情況下，撓性基板157a、157b根據(jù)抖動校正機構(gòu)的動作而變形并發(fā)生位移。該情況時，由于撓性基板157a、157b具有柔軟性而且薄，所以是有效的。在本實施例的情況下，撓性基板157a、157b能從兩處拉出，結(jié)構(gòu)簡單，所以最適合于具有抖動校正機構(gòu)的照相機。
通過防塵濾波器119從其表面脫離的塵埃如后面所述，通過其振動的慣性力和重力的作用，落下到主體單元100的下側(cè)。因此，在本實施例中，在防塵濾波器119的下側(cè)附近設(shè)置臺158，在該臺158上設(shè)置利用粘接部件、粘接帶等形成的保持部件159。該保持部件159可靠地保持落下的塵埃，使其不再返回到防塵濾波器119的表面。
下面，簡單說明抖動校正功能。該抖動校正機構(gòu)如圖1所示，由X軸陀螺儀160、Y軸陀螺儀161、防抖控制電路162、X軸致動器163、Y軸致動器164、X框165、Y框166(支架145)、框架167、位置檢測傳感器168和致動器驅(qū)動電路169構(gòu)成。X軸陀螺儀160檢測圍繞照相機的X軸的抖動的角速度。Y軸陀螺儀161檢測圍繞照相機的Y軸的抖動的角速度。防抖控制電路162根據(jù)來自這些X軸陀螺儀160和Y軸陀螺儀161的角速度信號，運算抖動補償量。致動器驅(qū)動電路169根據(jù)該運算的抖動補償量，在把攝影光軸的方向設(shè)為Z軸方向時，使作為攝像元件的CCD117沿在與攝影光軸正交的XY平面內(nèi)正交的第1方向即X軸方向和第2方向即Y軸方向位移移動，以補償抖動。其中，X軸致動器163在從致動器驅(qū)動電路169輸入了預定的驅(qū)動信號時，沿X軸方向驅(qū)動X框165。同樣，Y軸致動器164在從致動器驅(qū)動電路169輸入了預定的驅(qū)動信號時，沿Y軸方向驅(qū)動Y框166。因此，把這些X軸致動器163和Y軸致動器164用作驅(qū)動源，把X框165和放置攝像單元116中的CCD117的Y框166(支架145)設(shè)為相對于框架167移動的移動對象物。其中，X軸致動器163和Y軸致動器164采用組合了電磁旋轉(zhuǎn)電機和絲杠機構(gòu)等的機構(gòu)、使用了音圈電機的直進電磁電機、或直進壓電電機等。另外，位置檢測傳感器168檢測X框165和Y框166的位置。防抖控制電路162根據(jù)該位置檢測傳感器168的檢測結(jié)果，通過致動器驅(qū)動電路169驅(qū)動X軸致動器163和Y軸致動器164，控制CCD117的位置。
在此，參照圖3～圖10更具體地說明第1實施例的塵埃去除機構(gòu)。防塵濾波器119由具有至少一條關(guān)于某個對稱軸對稱的邊的、整體為多邊形的板狀(在本實施例中為四邊形)的玻璃板(光學元件)構(gòu)成。并且，至少從防塵濾波器119的中心沿放射方向的預定范圍的區(qū)域構(gòu)成透明部。另外，防塵濾波器119也可以是整體形成圓形，并將該圓的一部分剪切成直線狀使得具有一條邊的D形狀?；蛘?，還可以使四邊形的兩邊形成為圓弧狀，形成具有上下兩條邊的形狀。并且，利用上述的安裝機構(gòu)來安裝防塵濾波器119，使得該防塵濾波器119的透明部在光學LPF118的前面?zhèn)雀糸_預定的間隔與光學LPF118相對配置。并且，在防塵濾波器119的一個面(在本實施例中為背面?zhèn)?的上側(cè)和下側(cè)周緣部，通過例如粘接劑的粘接等，設(shè)置了用于對該防塵濾波器119施加振動的施振部件即壓電元件120a、120b。通過在防塵濾波器119上分別配置壓電元件120a、120b，形成振子170。在對壓電元件120a、120b施加了預定的頻率電壓時，該振子170共振振動，并以較大的振幅產(chǎn)生圖4A～圖4C所示的彎曲振動。
如圖3所示，在壓電元件120a形成有信號電極171a、172a，在壓電元件120b形成有信號電極171b、172b。信號電極172a、172b設(shè)在與信號電極171a、171b相對的背面，并通過側(cè)面環(huán)繞到具有所述信號電極171a、171b的一側(cè)的面。并且，所述具有導電性圖案的撓性基板157a與信號電極171a和信號電極172a電氣連接，所述具有導電性圖案的撓性基板157b與信號電極171b和信號電極172b電氣連接。由通過撓性基板157a、157b連接的防塵濾波器控制電路121對各個信號電極171a、171b、172a、172b施加具有預定周期的驅(qū)動電壓。通過施加該驅(qū)動電壓，能夠使防塵濾波器119產(chǎn)生圖4A～圖4C所示的二維駐波彎曲振動。并且，防塵濾波器119的尺寸為，長邊的長度是LA，與長邊正交的短邊的長度是LB(對應于圖5中記述的尺寸)。其中，圖4A所示的防塵濾波器119是矩形，所以與后面敘述的本申請發(fā)明的“假想矩形”一致。因此，該情況時的防塵濾波器119的長邊LA、與所述假想矩形的包含所述LA的邊LF一致。圖4A所示的彎曲振動表示駐波振動。在圖4A中，在表示振動的波節(jié)區(qū)域(振動振幅小的區(qū)域)173的黑色線狀區(qū)域，隨著黑色越深，振動振幅越小。另外，圖4A中所示的網(wǎng)眼是利用有限要素法的分割網(wǎng)眼。
在振動速度大的情況下，如圖4A所示，在波節(jié)區(qū)域173的間隔小時，在波節(jié)區(qū)域173產(chǎn)生大的面內(nèi)振動(沿著面的方向的振動)。由此，使處于波節(jié)區(qū)域173的塵埃沿面內(nèi)振動方向產(chǎn)生大的慣性力(參照后面敘述的圖12的質(zhì)點Y2的移動。以波節(jié)為中心，在Y2和Y2’之間進行圓弧振動)。如果使防塵濾波器119面向與重力平行的方向傾斜，以使沿著塵埃的附著面的力發(fā)揮作用，則慣性力和重力發(fā)揮作用，也能夠去除附著在波節(jié)區(qū)域173中的塵埃。
另外，圖4A中的白色區(qū)域表示振動振幅大的區(qū)域。附著在該白色區(qū)域中的塵?？梢岳猛ㄟ^振動而賦予的慣性力來去除。也可以通過按照具有相同程度的振動振幅的其他振動模式對波節(jié)區(qū)域173施振來去除附著在振動的波節(jié)區(qū)域173中的塵埃。
圖4A所示的彎曲振動模式通過合成X方向的彎曲振動和Y方向的彎曲振動而形成。圖6A表示該合成的基本狀態(tài)的情況。當將振子170放置在海綿等幾乎沒有振動衰減的部件上并使其自由振動時，通常能夠很容易地獲得圖6B所示的、產(chǎn)生網(wǎng)格狀的波節(jié)區(qū)域173的振動模式(參照上述日本特開2007-228246號公報)。圖6A的主視圖利用虛線表示該圖6B的波節(jié)區(qū)域173(把線寬方向振動最小的位置表示為線)。示出在該情況下在X方向產(chǎn)生波長λX的駐波彎曲振動，而且在Y方向產(chǎn)生波長λY的駐波彎曲振動，并將兩種駐波合成的狀態(tài)。如果把0點設(shè)為x＝0、y＝0的原點，在把A設(shè)為振幅(此處是設(shè)為固定值，但實際上根據(jù)振動模式和輸入到壓電元件的功率而變化)，把m、n設(shè)為對應于振動模式的固有振動的次數(shù)而且是包含0的正整數(shù)，把γ設(shè)為任意的相位角時，任意的點P(x，y)的Z方向的振動Z(x，y)可以利用下式(1)表示 Z(x，y)＝A·Wmn(x，y)·cos(γ)+A·Wnm(x，y)·sin(γ) …(1) 其中， 其中，例如在假設(shè)相位角γ＝0時，上述式(1)成為下式， 其中，在假設(shè)λX＝λY＝λ＝1時(把彎曲的波長設(shè)為單位長度來表述x，y)成為下式， 圖6B表示m＝n時的振動模式(X方向、Y方向的振動的次數(shù)和波長相同，所以防塵濾波器119的形狀為正方形)。在該振動模式時，在X方向、Y方向以相等間隔出現(xiàn)振動的波峰、波節(jié)、波谷，出現(xiàn)了棋盤狀的振動的波節(jié)區(qū)域173(以往的振動模式)。并且，在m＝0、n＝1的振動模式時，形成為出現(xiàn)與平行于Y方向的邊(邊LB)平行的波峰、波節(jié)、波谷的振動。在上述的棋盤狀或與邊平行的振動模式時，X方向、Y方向的振動只獨立出現(xiàn)，合成后的振動振幅不會變大。
其中，當使防塵濾波器119的形狀成為略微偏長方形側(cè)，并選擇成為m＝3、n＝2的振動模式的施振頻率時，成為相位角γ為+π/4或-π/4～-π/8的振動模式。該振動模式是本實施例的振動振幅非常大的振動模式(最大振幅是與以往的圓形防塵濾波器相同的水平)。例如，在γ＝+π/4時，成為圖4A所示的振動模式。在該振動模式時，盡管防塵濾波器119是矩形，但振動振幅的波峰的峰線174相對于光軸中心構(gòu)成閉合曲線，將來自X方向的邊的反射波和來自Y方向的邊的反射波高效地合成形成駐波。圖7表示通過改變圖4A所示的防塵濾波器119的施振用頻率而產(chǎn)生的γ＝-π/4時的振動模式。該振動模式是形成包圍邊的中心的振動振幅的波峰的峰線174的振動模式。即，防塵濾波器119的中心成為幾乎沒有振動的波節(jié)區(qū)域173，形成包圍邊的中心的振動的波峰的峰線174。圖8表示使防塵濾波器119的形狀再偏向長方形側(cè)，只將角部固定，從γ＝-π/4變?yōu)?π/8側(cè)時的振動模式。
圖4A所示的振子155的防塵濾波器119是30.8mm(X方向LA、LF)×28.5mm(Y方向LB)×0.65mm(厚度)的玻璃板(光學元件)。另外，所述防塵濾波器119是包括X方向的邊LA的矩形，并且把該邊LA(30.8mm)作為長邊，把LB(28.5mm)作為短邊，所以與具有與防塵濾波器119的部件表面的面積相同的面積的、本申請發(fā)明的“假想矩形”一致。因此，該情況時的防塵濾波器119的長邊LA與所述假想矩形的包含所述LA的邊LF一致。并且，壓電元件120a、120b分別利用21mm(X方向LP)×3mm(Y方向)×0.8mm(厚度)的鈦酸鋯酸鉛陶瓷制成。利用環(huán)氧樹脂類的粘接劑將該壓電元件120a、120b沿著防塵濾波器119的上下的邊(X方向)粘接固定在該各邊的端部側(cè)。更具體地講，在X方向上，所述壓電元件120a、120b分別被配置成為關(guān)于沿著Y方向的防塵濾波器119的中心線左右對稱。其中，防塵濾波器119的縱橫比(以長邊的長度為基準、短邊的長度與長邊的長度的比)是0.925。并且，壓電體長度比(以防塵濾波器119的配置有壓電元件的邊的長度LF為基準的、壓電元件的與該邊平行的方向的長度LP與長度LF的比)是0.682。此時，圖4A所示的振動模式的共振頻率為91kHz左右。在防塵濾波器119的中央位置，能夠獲得與在四邊形的防塵濾波器119所內(nèi)接的圓形中構(gòu)成防塵濾波器時大致匹敵的最大振動速度、振動振幅。通過把與該防塵濾波器119中央位置的面垂直的振動速度V作為基準來獲取與最大速度Vmax的比，能夠獲得圖9所示的振動速度比，其最大值為1.000。另外，在圖9中，在與防塵濾波器119的長邊平行地配置壓電元件120a、120b時是長邊側(cè)的曲線圖，在與防塵濾波器119的短邊平行地配置壓電元件120a、120b時是短邊側(cè)的曲線圖。
圖10所示的振子170的變形例使用將圓盤狀的一部分切去形成一條邊的部件作為防塵濾波器119。即，該振子170使用具有關(guān)于Y方向的對稱軸對稱的一邊的D形狀的防塵濾波器119。壓電元件120a與該一邊平行而且關(guān)于邊的中點(Y方向的對稱軸)對稱地配置在防塵濾波器119的面上。另一方面，壓電元件120b被配置成為大致內(nèi)接于防塵濾波器119的外圓周，并與所述一邊平行。如果使防塵濾波器119形成這種形狀，則關(guān)于防塵濾波器119的中心(也可以認為是重心)的形狀對稱性提高，更容易形成本實施例的振動狀態(tài)。另外，當然相比圓形，形狀變得更小。另外，通過與邊平行地配置壓電元件120a、120b，因產(chǎn)生缺口而產(chǎn)生的關(guān)于振動的非對稱性，能夠通過提高剛性形成更對稱的形式，使更容易形成所要求的振動狀態(tài)。另外，圖10中的長邊、短邊如圖所示，一邊包含防塵濾波器119的所述一邊，與其相對的邊沿著壓電元件120b的外側(cè)的邊，并成為面積與防塵濾波器119相同的假想矩形175的長邊、短邊。
圖11所示的振子170的另一變形例使用對圓盤設(shè)置對稱的缺口來形成平行的兩條邊的部件作為防塵濾波器119。即，該振子170使用具有兩條關(guān)于Y方向的對稱軸對稱的邊的防塵濾波器119。該情況時，壓電元件120a、120b不配置在邊附近，而是在形成圓周的部分配置圓弧狀的元件。當形成這種形式時，高效地配置了壓電元件120a、120b，因而能夠形成更小型的振子170。另外這里，圖11中的長邊、短邊如圖所示，一邊以及與其相對的邊沿著防塵濾波器119的兩條邊，成為面積與防塵濾波器119相同的假想矩形175的長邊、短邊。
下面，使用圖12具體說明塵埃的去除。圖12表示與圖4B相同的剖面。壓電元件120a、120b沿圖12中的箭頭176所示的方向被實施極化。當在某個時間點t0對該壓電元件120a、120b施加了預定的頻率電壓時，振子170成為實線所示的狀態(tài)。在把振動的角速度設(shè)為ω、把Z方向的振幅設(shè)為A、并且設(shè)為Y＝2πy/λ(λ彎曲振動的波長)時，位于振子170表面的任意位置y處的質(zhì)點Y在任意時刻t的Z方向的振動z利用下面的式(2)表示如下 z＝A·sin(Y)·cos(ωt) …(2) 該式表示圖4A所示的駐波振動。即，在y＝s·λ/2時(其中，s為整數(shù))，Y＝sπ，sin(Y)為零。因此，與時間無關(guān)，每λ/2具有Z方向的振動振幅為零的波節(jié)177，這是駐波振動。并且，在圖12中虛線所示的狀態(tài)表示相對于時間t0的狀態(tài)振動為反相的t＝kπ/ω的狀態(tài)(其中，k為奇數(shù))。
其次，防塵濾波器119上的點Y1的振動z(Y1)成為彎曲駐波的振動的腹部178的位置，所以在Z方向的振動中振動振幅為A，利用下面的式(3)表示如下 z(Y1)＝A·cos(ωt)…(3) 在把振動的頻率設(shè)為f時點Y1的振動速度Vz(Y1)為ω＝2πf，所以將上述式(3)按照時間進行微分后，利用下面的式(4)表示如下 再將上述式(4)按照時間進行微分后，點Y1的振動加速度αz(Y1)利用下面的式(5)表示如下 因此，附著在點Y1上的塵埃179接受上述式(5)的加速度。此時，把塵埃179的質(zhì)量設(shè)為M，塵埃179接受到的慣性力Fk利用下面的式(6)表示如下 Fk＝αz(Y1)·M＝-4π2f2·A·cos(ωt)·M…(6) 根據(jù)上式(6)，當提高頻率f時，慣性力Fk與f的平方成比例并增大，所以判明是有效的。但是，如果此時的振動振幅A比較小，則無論如何提高頻率，都不能提高慣性力。一般，當使產(chǎn)生施振的振動能量的壓電元件120a、120b的大小固定時，只能產(chǎn)生預定的振動能量。因此，當在相同的振動模式下提高頻率時，振動振幅A與頻率f的平方成反比，即使提高共振頻率以成為高次的共振模式，振動振幅也降低，振動速度不能提高，振動加速度也不能提高。反之，當頻率提高時，難以實現(xiàn)理想的共振，振動能量損失增大，振動加速度下降。即，如果單純地以頻率高的共振模式來產(chǎn)生振動，將不能成為具有大的振幅的模式，導致塵埃去除的效果明顯惡化。
盡管防塵濾波器119是矩形，但在圖4A所示的本實施例的振動模式中，振動振幅的波峰的峰線174相對于光軸中心構(gòu)成閉合曲線。并且，在圖7所示的本實施例的振動模式中，振動振幅的波峰的峰線174構(gòu)成包圍邊的中心的曲線，將來自X方向的邊的反射波和來自Y方向的邊的反射波高效地合成而形成駐波。
為了高效地形成該合成駐波，防塵濾波器119的形狀尺寸起到很大作用。如圖9所示，相比把防塵濾波器119的短邊的長度與長邊的長度之比即縱橫比(短邊/長邊)設(shè)為1的正方形的方法，在將縱橫比設(shè)定為小于1時，與壓電元件120a、120b的配置無關(guān)，成為防塵濾波器119的中央位置的Z方向的振動速度最大的區(qū)域(振動速度比為0.7以上)。在圖9中，曲線圖的縱軸表示以該區(qū)域的最大振動速度Vmax為基準、與振動速度V的比(V/Vmax)。當然，縱橫比(短邊/長邊)的最大值是1，在縱橫比為0.9以下時，振動速度比快速減小。因此，優(yōu)選防塵濾波器119的縱橫比(短邊/長邊)為0.9以上且小于1。并且，圖9中的短邊側(cè)的兩個點的振動速度比都比在防塵濾波器119的長邊側(cè)配置了壓電元件120a、120b的“長邊側(cè)”的曲線低。因此，關(guān)于壓電元件120a、120b的配置位置，與配置在防塵濾波器119的短邊側(cè)時相比，配置在長邊側(cè)更能提高振動速度比，并獲得高的塵埃去除性能。
這樣，在振動振幅的波峰的峰線174相對于光軸中心構(gòu)成閉合曲線的振動和構(gòu)成包圍邊的中心的曲線的振動中，能夠產(chǎn)生與防塵濾波器119是圓盤形狀時產(chǎn)生的同心圓狀的振動的振幅相同的振動振幅。在單純地產(chǎn)生與邊平行的振動振幅的振動模式中，只能獲得本實施例的幾分之一到十分之一左右的振動加速度。
并且，在振動振幅的波峰的峰線174構(gòu)成閉合曲線的振動和構(gòu)成包圍邊的中心的曲線的振動中，振子170的中心的振動振幅最大，越到周邊的閉合曲線或包圍的曲線，振動振幅越小。因此，越是圖像的中心，塵埃去除的能力越高，通過將振子170的中心與光軸對準，還具有越是中心的畫質(zhì)高的地方、越不容易攝入塵埃179的優(yōu)點。
另外，對于成像光線通過區(qū)域內(nèi)的振動振幅小的區(qū)域即波節(jié)區(qū)域173，當然也可以通過改變提供給壓電元件120a、120b的驅(qū)動頻率，使得以不同的振動模式共振，由此改變其波節(jié)177的位置，能夠去除塵埃。
下面，根據(jù)圖13A和圖13B說明在共振頻率附近改變壓電元件120a、120b的頻率時的振動狀態(tài)。采用壓電元件120a、120b的振子170的共振頻率附近的電氣等效電路如圖13A所示。其中，C0表示壓電元件120a、120b并聯(lián)連接的狀態(tài)的靜電電容，L、C、R是將振子170的機械式振動替換為作為電氣電路元件的線圈、電容、電阻時的等效電路上的數(shù)值。當然，這些數(shù)值根據(jù)頻率而變化。
在頻率達到共振頻率f0時，如圖13B所示，成為L和C的共振。當從完全不共振的頻率向共振頻率側(cè)提高頻率時，振子170的振動相位相對于壓電元件120a、120b的施振的相位而變化。并且，在共振時相位前進π/2，當再提高頻率時，相位前進直到π。當繼續(xù)提高頻率時，相位減小。并且，在不再是共振區(qū)域時，成為與在低頻率下不共振的狀態(tài)的相位相同的相位。實際上，根據(jù)振子170的結(jié)構(gòu)，有時不會成為理想狀態(tài)，相位不會變化到π，但能夠?qū)Ⅱ?qū)動頻率設(shè)定為共振頻率。
另外，位于圖4A、圖7和圖8中的4個角部的支撐區(qū)域180是幾乎沒有振動振幅的區(qū)域。因此，向Z方向按壓該部分，并通過橡膠等具有振動衰減性的支承部件152、153來保持防塵濾波器119。這樣，不會產(chǎn)生振動的衰減，并能夠可靠地支撐防塵濾波器119。即，橡膠等支承部件152、153允許防塵濾波器119的面內(nèi)方向的振動，所以幾乎不會使面內(nèi)方向的振動衰減。
與此相對，密封件156還必須設(shè)在具有振動振幅的區(qū)域。在本實施例的振動模式中，越到周邊的振動振幅的波峰位置處，振動振幅越小。因此，通過以唇形狀支承防塵濾波器119的周邊部，使力量不會較強地作用于彎曲振動振幅方向。因此，由于原來的振動振幅也比較小，所以能夠使基于該密封件156的振動的衰減極小。在本實施例中，如圖4A、圖7和圖8所示構(gòu)成為，密封件接觸部181較多地接觸振動振幅小的區(qū)域即波節(jié)區(qū)域173，所以振動衰減更小。
另外，使壓電元件120a、120b振動的上述預定的頻率根據(jù)構(gòu)成振子170的防塵濾波器119的形狀、尺寸、材質(zhì)、支撐的狀態(tài)而確定。通常，溫度成為影響振子170的彈性系數(shù)并使其固有振動數(shù)變化的一個主要原因。因此，在應用時，優(yōu)選測量其溫度并考慮其固有振動數(shù)的變化。該情況時，在數(shù)字照相機10內(nèi)設(shè)置與溫度測定電路(未圖示)連接的溫度傳感器(未圖示)。并且，將針對溫度傳感器的測試溫度的預先確定的振子170的振動頻率的校正值存儲在非易失性存儲器128中。并且，將測量溫度和校正值讀入到Bucom101中，并運算驅(qū)動頻率作為防塵濾波器控制電路121的驅(qū)動頻率。這樣，即使溫度變化，也能夠產(chǎn)生效率良好的振動。
下面，參照圖14和圖15說明本實施例的數(shù)字照相機10的防塵濾波器控制電路121。此處示例的防塵濾波器控制電路121具有圖14所示的電路結(jié)構(gòu)，在其各個部分中生成利用圖15的時序圖表示的波形的信號(Sig1～Sig4)，根據(jù)這些信號進行下面所述的控制。
即，防塵濾波器控制電路121如圖14所示，由N進位計數(shù)器182、1/2分頻電路183、反相器184、多個MOS晶體管Q00、Q01、Q02、變壓器185和電阻R00構(gòu)成。
防塵濾波器控制電路121構(gòu)成為根據(jù)與所述變壓器185的一次側(cè)連接的MOS晶體管Q01和MOS晶體管Q02的導通/截止切換動作，在該變壓器185的二次側(cè)產(chǎn)生預定周期的信號(Sig4)。根據(jù)該產(chǎn)生的預定周期的信號來驅(qū)動壓電元件120a、120b，使固定安裝有防塵濾波器119的振子170產(chǎn)生共振駐波。
Bucom101通過作為控制端口而設(shè)置的兩個輸出端口P_PwCont和輸出端口D_NCnt、和位于該Bucom101內(nèi)部的時鐘發(fā)生器186，按照下面所述控制防塵濾波器控制電路121。時鐘發(fā)生器186輸出脈沖信號(基本時鐘信號)，該脈沖信號具有與施加給壓電元件120a、120b的信號頻率相比充分快的頻率。該輸出信號是圖15中的時序圖表示的波形的信號Sig1。并且，該基本時鐘信號被輸入N進位計數(shù)器182。
N進位計數(shù)器182對該脈沖信號進行計數(shù)，每當達到預定的值“N”時，輸出計數(shù)結(jié)束脈沖信號。即，將基本時鐘信號分頻為1/N。該輸出信號是圖15中的時序圖表示的波形的信號Sig2。
該分頻后的脈沖信號的高電平與低電平的占空比不會成為1∶1。因此，通過1/2分頻電路183將占空比轉(zhuǎn)換為1∶1。另外，該轉(zhuǎn)換后的脈沖信號對應于圖15中的時序圖表示的波形的信號Sig3。
在該轉(zhuǎn)換后的脈沖信號的高電平的狀態(tài)時，被輸入了該信號的MOS晶體管Q01導通。另一方面，經(jīng)由反相器184向MOS晶體管Q02施加該脈沖信號。因此，在脈沖信號(信號Sig3)的低電平的狀態(tài)時，被輸入了該信號的MOS晶體管Q02導通。由此，與變壓器185的一次側(cè)連接的MOS晶體管Q01和MOS晶體管Q02交替導通。由此，在變壓器185的二次側(cè)產(chǎn)生圖15中的信號Sig4那樣的周期的信號。
根據(jù)電源電路135的單元的輸出電壓和驅(qū)動壓電元件120a、120b所需要的電壓確定變壓器185的繞組比。另外，電阻R00是為了限制過大的電流流過變壓器185而設(shè)置的。
在驅(qū)動壓電元件120a、120b時，MOS晶體管Q00處于導通狀態(tài)，而且必須從電源電路135向變壓器185的中心抽頭施加電壓。并且，在該情況下，MOS晶體管Q00的導通/截止控制通過Bucom101的輸出端口P_PwCont來進行。N進位計數(shù)器182的設(shè)定值“N”能夠根據(jù)Bucom101的輸出端口D_NCnt來設(shè)定。因此，Bucom101通過適當控制設(shè)定值“N”，能夠任意變更壓電元件120a、120b的驅(qū)動頻率。
此時，能夠利用下面的式(7)計算頻率； 其中，N表示對N進位計數(shù)器182的設(shè)定值，fpls表示時鐘發(fā)生器186的輸出脈沖的頻率，fdrv表示施加給壓電元件120a、120b的信號的頻率。
另外，由Bucom101的CPU(控制部)進行基于該式(7)的運算。
另外，當使防塵濾波器119以超聲波頻帶(20kHz以上的頻率)的頻率振動時，以普通人的聽力為基準，大約20Hz～20000Hz的范圍內(nèi)是可聽范圍，所以不能根據(jù)聲音來判別防塵濾波器119的動作狀態(tài)。因此，該數(shù)字照相機10在動作顯示用LCD129或動作顯示用LED130設(shè)置顯示部，用于將防塵濾波器119的動作通知數(shù)字照相機10的操作者。即，數(shù)字照相機10通過施振部件(壓電元件120a、120b)，對配置在所述CCD117的前面并具有透光性的能夠振動的防塵部件(防塵濾波器119)施加振動。此時，數(shù)字照相機10使所述顯示部與施振部件的驅(qū)動電路(防塵濾波器控制電路121)的動作聯(lián)動地動作，來實施通知防塵濾波器119的動作的處理(具體情況將在后面敘述)。
為了具體說明上述特征，關(guān)于Bucom101進行的控制，參照圖16A～圖20說明具體的控制動作。在照相機的主體單元100的電源SW(未圖示)被進行了接通操作后，圖16A和圖16B所示的流程圖涉及的、能通過Bucom101工作的控制程序開始其工作。
首先，執(zhí)行用于起動該數(shù)字照相機10的處理(步驟S101)。即，Bucom101控制電源電路135，向構(gòu)成該數(shù)字照相機10的各個電路單元提供電力。并且，Bucom101進行各個電路的初始設(shè)定。
然后，Bucom101通過調(diào)用后面敘述的子程序“無音施振動作”，由此使防塵濾波器119無音(即可聽范圍之外)地振動(步驟S102)。另外，此處所說的可聽范圍指以普通人的聽力為基準的約20Hz～20000Hz的范圍內(nèi)。
接下來的步驟S103～步驟S124是周期性地執(zhí)行的步驟組。即，Bucom101首先檢測附件在該數(shù)字照相機10上的裝卸(步驟S103)。關(guān)于該檢測，例如檢測作為附件之一的鏡頭單元200被安裝在主體單元100上。該裝卸檢測動作通過由Bucom101與Lucom201進行通信，來調(diào)查鏡頭單元200的裝卸狀態(tài)。
如果檢測到預定的附件被安裝在主體單元100上(步驟S104)，Bucom101調(diào)用子程序“無音施振動作”，使防塵濾波器119無音地振動(步驟S105)。
在附件尤其是鏡頭單元200沒有被安裝在作為照相機主體的主體單元100上的期間，塵埃附著在各個鏡頭和防塵濾波器119等上的可能性特別大。因此，按照上面所述，在檢測到鏡頭單元200的安裝的定時執(zhí)行去除塵埃的動作比較有效。并且，在更換鏡頭時，外部空氣在主體單元100內(nèi)部循環(huán)，塵埃進入并附著的可能性比較大。因此，在更換鏡頭時去除塵埃是有意義的。并且，視為是在即將攝影之前，轉(zhuǎn)入步驟S106。
另一方面，在上述步驟S104，在檢測到是鏡頭單元200被從主體單元100卸下的狀態(tài)時，Bucom101直接轉(zhuǎn)入后面的步驟S106的處理。
并且，在步驟S106，Bucom101進行該數(shù)字照相機10具有的預定的操作開關(guān)的狀態(tài)檢測。
在此，Bucom101根據(jù)構(gòu)成釋放SW的第一釋放SW(未圖示)的接通/斷開狀態(tài)，判定該SW是否被操作(步驟S107)。Bucom101讀出該狀態(tài)，如果第一釋放SW沒有被進行接通操作已達預定時間以上，則判定電源SW的狀態(tài)(步驟S108)。并且，如果電源SW被接通，則返回上述步驟S103的處理，如果被斷開，則結(jié)束處理(休眠等)。
另一方面，當在上述步驟S107判定為第一釋放SW被進行了接通操作時，Bucom101從測光電路115獲取被攝體的亮度信息，根據(jù)該信息計算攝像單元116的曝光時間(Tv值)和鏡頭單元200的光圈設(shè)定值(Av值)(步驟S109)。
然后，Bucom101通過AF傳感器驅(qū)動電路110獲取AF傳感器單元109的檢測數(shù)據(jù)，根據(jù)該數(shù)據(jù)計算焦點的偏移量(步驟S110)。并且，Bucom101判定該計算的偏移量是否在允許的范圍內(nèi)(步驟S111)。在偏移量不在允許的范圍內(nèi)的情況下，Bucom101進行攝影鏡頭202的驅(qū)動控制(步驟S112)，并返回上述步驟S103的處理。
另一方面，在偏移量在允許的范圍內(nèi)的情況下，Bucom101調(diào)用子程序“無音施振動作”，使防塵濾波器119開始無音地振動(步驟S113)。
另外，Bucom101判定構(gòu)成釋放SW的第二釋放SW(未圖示)是否被進行了接通操作(步驟S114)。在該第二釋放SW是接通狀態(tài)時，Bucom101轉(zhuǎn)入接下來的步驟S115的處理，開始預定的攝影動作(具體情況將在后面敘述)。與此相對，在第二釋放SW是斷開狀態(tài)時，Bucom101轉(zhuǎn)入上述步驟S108的處理。
另外，在攝像動作中，按照以往那樣控制與為了曝光而預先設(shè)定的秒時(曝光速度)對應的時間的電子攝像動作。
關(guān)于上述攝影動作，從步驟S115到步驟S121，按照預定的順序進行被攝體的攝影。首先，Bucom101向Lucom201發(fā)送Av值，并命令驅(qū)動光圈203(步驟S115)。然后，Bucom101使快速返回反射鏡105向上升位置移動(步驟S116)。并且，Bucom101使快門108的前簾開始行進并控制打開(步驟S117)，并命令圖像處理控制器126執(zhí)行“攝像動作”(步驟S118)。在對CCD117結(jié)束了利用Tv值所示的時間的曝光(攝像)后，Bucom101快門108的后簾開始行進并控制關(guān)閉(步驟S119)。并且，Bucom101向下降位置驅(qū)動快速返回反射鏡105，并且進行快門108的施力動作(步驟S120)。
然后，Bucom101命令Lucom201將光圈203恢復到打開位置(步驟S121)，結(jié)束一系列的攝像動作。
然后，Bucom101檢測記錄介質(zhì)127是否被安裝在主體單元100上(步驟S122)。在沒有安裝記錄介質(zhì)127時，Bucom101進行報警顯示(步驟S123)。并且，再次轉(zhuǎn)入上述步驟S103的處理，反復進行相同的一系列處理。
另一方面，如果安裝了記錄介質(zhì)127，Bucom101命令圖像處理控制器126將所拍攝到的圖像數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)127中(步驟S124)。在該圖像數(shù)據(jù)的記錄動作結(jié)束后，再次轉(zhuǎn)入上述步驟S103的處理，反復進行相同的一系列處理。
下面，關(guān)于具體的振動形式與顯示的關(guān)系，根據(jù)圖17～圖20說明在上述3個步驟(S102、S105、S113)調(diào)用的“無音施振動作”子程序的控制步驟。另外，該所謂的“振動形式”指由作為施振部件的壓電元件120a、120b產(chǎn)生的振動的形式。并且，在該無音施振動作中，表示連續(xù)提供給施振部件的共振頻率的波形的曲線圖如圖21所示。圖17所示的子程序“無音施振動作”和圖18～圖20所示的“顯示動作”是只以用于去除防塵濾波器119的塵埃的施振動作為目的的程序。振動頻率f0被設(shè)定為該防塵濾波器119的共振頻率附近的預定頻率。例如，在圖4A所示的振動模式時是91kHz，由于是至少20kHz以上的振動，所以對于用戶而言是沒有聲音的。
當調(diào)用了“無音施振動作”時，Bucom101按照圖17所示，首先從存儲在非易失性存儲器128的預定區(qū)域中的內(nèi)容中讀出與用于使防塵濾波器119振動的驅(qū)動時間(Toscf0)和驅(qū)動頻率(共振頻率Noscf0)相關(guān)的數(shù)據(jù)(步驟S201)。在該定時，Bucom101按照圖18所示，打開對設(shè)于動作顯示用LCD129或動作顯示用LED130上的顯示部的施振模式的顯示(步驟S301)。并且，Bucom101判定是否經(jīng)過了預定時間(步驟S302)。在沒有經(jīng)過預定時間時，Bucom101繼續(xù)施振模式的顯示。并且，在經(jīng)過預定時間后，Bucom101關(guān)閉施振模式顯示(步驟S303)。
然后，Bucom101從輸出端口D_NCnt向防塵濾波器控制電路121的N進位計數(shù)器182輸出驅(qū)動頻率Noscf0(步驟S202)。
在接下來的步驟S203～步驟S205如下所述進行塵埃去除動作。即，為了去除塵埃，Bucom101首先把輸出端口P_PwCont設(shè)定為高電平，并開始塵埃去除動作(步驟S203)。在該定時，Bucom101按照圖19所示，使施振動作顯示開始(步驟S311)。并且，Bucom101判定是否經(jīng)過了預定時間(步驟S312)。其中，在沒有經(jīng)過預定時間時，Bucom101繼續(xù)進行施振動作的顯示。并且，在經(jīng)過預定時間后，Bucom101結(jié)束施振動作顯示(步驟S313)。此時的施振動作顯示根據(jù)時間經(jīng)過或者塵埃去除經(jīng)過而進行變化的顯示(未圖示)。該情況時的預定時間與后面敘述的施振動作的持續(xù)時間即Toscf0大致相同。
并且，在上述步驟S203中，在輸出端口P_PwCont被設(shè)定為高電平時，壓電元件120a、120b按照預定的驅(qū)動頻率(Noscf0)對防塵濾波器119施振，并撣掉附著在防塵濾波器119面上的塵埃179。在該塵埃去除動作中，在撣掉附著在防塵濾波器119面上的塵埃179時，同時產(chǎn)生空氣振動，并產(chǎn)生超聲波。但是，即使按照驅(qū)動頻率Noscf0來驅(qū)動，也不會成為普通人的可聽范圍內(nèi)的聲音，所以聽不到。Bucom101在使防塵濾波器119振動的狀態(tài)下待機預定驅(qū)動時間(Toscf0)(步驟S204)。并且，在經(jīng)過該預定驅(qū)動時間(Toscf0)后，Bucom101將輸出端口P_PwCont設(shè)定為低電平，由此停止塵埃去除動作(步驟S205)。并且，在該定時，Bucom101打開施振結(jié)束顯示(步驟S321)。在Bucom101判定為經(jīng)過了預定時間時(步驟S322)，該施振結(jié)束顯示關(guān)閉，并結(jié)束顯示(步驟S323)。并且，Bucom101返回到被調(diào)用的步驟的下一個步驟。
在該子程序中應用的振動頻率f0(共振頻率(Noscf0))和驅(qū)動時間(Toscf0)表示在圖21中利用曲線圖示出的波形。即，一定的振動(f0＝91kHz)成為只持續(xù)足夠去除塵埃的時間(Toscf0)的連續(xù)波形。
即，該振動形式用于調(diào)整并控制提供給施振部件的共振頻率。
(第2實施例) 下面，參照圖22說明作為本發(fā)明的圖像設(shè)備的第2實施例的、在數(shù)字照相機的Bucom進行的照相機程序(主程序)中被調(diào)用的子程序“無音施振動作”。該圖22變更了上述第1實施例中的圖15所示的子程序“無音施振動作”的動作。本第2實施例的防塵濾波器119的動作與上述第1實施例不同。即，在上述第1實施例中，采取使防塵濾波器119的驅(qū)動頻率為固定值f0來產(chǎn)生駐波的形式。與此相對，本第2實施例通過順序變更并施加驅(qū)動頻率，使得即使不嚴格控制驅(qū)動頻率，也產(chǎn)生包含共振頻率的振動振幅大的振動。
并且，在圖9所示的縱橫比為0.9附近時，在縱橫比因制造偏差而變化的情況下，振動模式變化較大(振動速度比急劇減小)。為此，需要對每個產(chǎn)品準確地設(shè)定共振頻率來驅(qū)動壓電元件120a、120b。這是因為當在非共振頻率的頻率下進行驅(qū)動時，振動速度進一步下降。但是，如果適用本第2實施例那樣的頻率控制方法，則能夠利用非常簡單的控制電路進行準確的共振頻率下的驅(qū)動，能夠?qū)崿F(xiàn)消除因制造偏差等造成的共振頻率的偏差的控制。
另外，在圖22所示的子程序“無音施振動作”中，振動頻率f0被設(shè)定為該防塵濾波器119的共振頻率附近的預定頻率。例如，在圖4A的情況下是91kHz，由于是至少20kHz以上的振動，所以對于用戶而言是沒有聲音的。
首先，Bucom101從存儲在非易失性存儲器128的預定區(qū)域的內(nèi)容中，讀出與用于使防塵濾波器119振動的驅(qū)動時間(Toscf0)和驅(qū)動開始頻率(Noscfs)和頻率位移量(Δf)和驅(qū)動結(jié)束頻率(Noscft)相關(guān)的數(shù)據(jù)(步驟S211)。在該定時，進行如圖18所示的施振模式的顯示，這與上述第1實施例相同。
然后，Bucom101將驅(qū)動開始頻率(Noscfs)設(shè)定為驅(qū)動頻率(Noscf)(步驟S212)。并且，Bucom101從輸出端口D_NCnt向防塵濾波器控制電路121的N進位計數(shù)器182輸出驅(qū)動頻率(Noscf)(步驟S213)。
從接下來的步驟S203開始，按照下面所述進行塵埃去除動作。即，首先使塵埃去除動作開始執(zhí)行。并且，此時進行如圖19所示的施振動作顯示，這與上述第1實施例相同。
首先，為了去除塵埃，Bucom101將輸出端口P_PwCont設(shè)定為高電平(步驟S203)。由此，壓電元件120a、120b按照預定的驅(qū)動頻率(Noscf)對防塵濾波器119施振，使防塵濾波器119產(chǎn)生振動振幅小的駐波振動。如果振動振幅小，則不能去除附著在防塵濾波器119面上的塵埃179。在驅(qū)動時間(Toscf0)期間持續(xù)進行該振動(步驟S204)。并且，在經(jīng)過該驅(qū)動時間(Toscf0)后，Bucom101比較判定驅(qū)動頻率(Noscf)是否是驅(qū)動結(jié)束頻率(Noscft)(步驟S214)。在此，如果不一致(判定為否)，Bucom101向驅(qū)動頻率(Noscf)加上頻率位移量(Δf)，將其結(jié)果再次設(shè)定為驅(qū)動頻率(Noscf)(步驟S215)。并且，反復進行從上述步驟S212的動作到上述步驟S214的動作。
并且，在上述步驟S214中驅(qū)動頻率(Noscf)與驅(qū)動結(jié)束頻率(Noscft)一致時(是)，Bucom101將輸出端口P_PwCont設(shè)定為低電平，由此結(jié)束壓電元件120a、120b的施振動作(步驟S205)，并結(jié)束一系列的“無音施振動作”。并且，此時進行如圖20所示的施振結(jié)束顯示，這與上述第1實施例相同。
在這樣變更頻率的情況下，駐波振動的振幅增大。因此，將驅(qū)動開始頻率(Noscfs)和頻率位移量(Δf)和驅(qū)動結(jié)束頻率(Noscft)設(shè)定成通過駐波的共振頻率。由此，能夠進行以下控制，即，在防塵濾波器119中首先產(chǎn)生振動振幅小的駐波振動，然后駐波振動的振幅逐漸增大，在成為共振振動后，駐波振動振幅減小。并且，只要是預定以上的振動振幅(振動速度)，就能夠去除塵埃179，所以能夠在某個預定的頻率范圍內(nèi)去除塵埃179，在本實施例的情況下，共振時的振動振幅大，所以其頻率范圍也增大。
并且，如果將驅(qū)動開始頻率(Noscfs)和驅(qū)動結(jié)束頻率(Noscft)之間的間隔擴大到某種程度，則能夠吸收因振子170的溫度和制造偏差而引起的共振頻率的變化，能夠利用極其簡單的電路結(jié)構(gòu)可靠地撣掉附著在防塵濾波器119上的塵埃179。
以上，根據(jù)實施例說明了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于上述實施例，當然可以在本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進行各種變形和應用。
例如，也可以將利用空氣流來去除防塵濾波器119的塵埃179的方式、或者利用刷子來去除防塵濾波器119的塵埃179的機構(gòu)與上述的采用施振部件的塵埃去除機構(gòu)結(jié)合起來使用。
并且，在上述的實施例中，施振部件是壓電元件，當然也可以是電致伸縮部件，還可以是超磁伸縮部件。另外，關(guān)于施振部件，說明了在作為防塵部件的防塵濾波器119上設(shè)置兩個壓電元件120a、120b的示例，但也可以設(shè)置一個。該情況時，將導致防塵濾波器119的設(shè)有壓電元件的邊與另一條邊的剛性不同，所以振動振幅小的區(qū)域即波節(jié)區(qū)域173是與圖4A、圖7和圖8相同的模式，但產(chǎn)生位置偏移。設(shè)置對稱的兩個壓電元件的方式能夠高效地產(chǎn)生振動，并容易在防塵濾波器119的4個角部保持防塵濾波器119，所以是優(yōu)選方式。
并且，把相位角γ設(shè)為γ＝+π/4或者γ＝-π/8～-π/4，但并不是必須準確地是該值，在存在若干偏差時也能夠增大振動振幅。例如，圖23是表示成為比γ＝+π/4略小的一側(cè)時的振動模式的圖，在該振動模式時，振動振幅的波峰的峰線174相對于光軸中心構(gòu)成閉合曲線，振子170的中央位置的Z方向的振動速度增大。另外，該防塵濾波器119是30.8mm(X方向LA)×28.5mm(Y方向LB)×0.65mm(厚度)的玻璃板(光學元件)。壓電元件120a、120b分別是30mm(X方向)×3mm(Y方向)×0.8mm(厚度)，并利用與防塵濾波器119的X方向的邊長度LF大致相同狀態(tài)的鈦酸鋯酸鉛陶瓷制成。并且，利用環(huán)氧樹脂類的粘接劑沿著防塵濾波器119的上下的邊粘接固定這種壓電元件120a、120b，以使X方向關(guān)于防塵濾波器119的中心線左右對稱。此時，圖23所示的振動模式的共振頻率是68kHz左右的頻率，防塵濾波器119的縱橫比是0.925，壓電體的長度比是0.974。在這種狀態(tài)下，壓電體長度比接近1、振動模式的波節(jié)區(qū)域173與矩形網(wǎng)眼狀的形式非常接近，振動速度比達到0.7左右。該振動速度比接近為了去除塵埃179而將振動速度保持在預定水平以上的界限。
并且，在振動時，為了更高效地撣落附著在被施振的對象部件上的塵埃，也可以在該對象部件的表面實施例如作為透明導電膜的ITO(氧化銦/錫)膜、銦鋅膜、聚3，4-乙烯二氧噻吩(ポリ3，4エチレンジオキシチオフエン)膜、作為吸濕型防靜電膜的表面活性劑膜、硅氧烷類膜等的涂層處理。但是，要將與振動相關(guān)的頻率和驅(qū)動時間等設(shè)定為對應于上述膜部件的值。
并且，作為本申請的一個實施例而記述的光學LPF118也可以構(gòu)成為具有雙折射性的多個光學LPF。并且，也可以把這些構(gòu)成為多個的光學LPF中配置在最靠近被攝體側(cè)的光學LPF用作防塵部件(施振對象)，以取代圖2A中記述的防塵濾波器119。
并且，關(guān)于不具有作為本申請的一個實施例在圖2A中記述的光學LPF118的照相機，也可以把防塵濾波器119用作例如光學LPF、紅外截止濾波器、偏轉(zhuǎn)濾波器、半透半反鏡等任一種光學元件。
另外，也可以構(gòu)成為不僅不具有上述光學LPF118，而且使在圖2A中記述的防護玻璃142取代防塵濾波器119。該情況時，作為維持防護玻璃142和CCD芯片136的防塵/防濕功能、同時支撐防護玻璃142并使其振動的結(jié)構(gòu)，可以采用在圖2A中記述的支撐防塵濾波器119并使其振動的結(jié)構(gòu)。另外，當然也可以把防護玻璃142用作光學LPF、紅外截止濾波器、偏轉(zhuǎn)濾波器、半透半反鏡等任一種光學元件。
另外，關(guān)于應用本發(fā)明的圖像設(shè)備，不限于示例的攝像裝置(數(shù)字照相機)，只要是需要塵埃去除功能的裝置，都能夠根據(jù)需要進行變形實施并得到實際應用。更具體地講，也可以在使用液晶等顯示元件的圖像投影裝置的顯示元件與光源之間、或者顯示元件與投影鏡頭之間，設(shè)置本發(fā)明的塵埃去除機構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種振動裝置，其包括防塵部件，其整體形成為板狀；施振部件，其設(shè)于所述防塵部件上，使所述防塵部件產(chǎn)生具有與所述防塵部件的部件表面垂直的振動振幅的振動；和驅(qū)動單元，其驅(qū)動所述施振部件，所述振動裝置的特征在于，
所述防塵部件(119、118)具有至少一條關(guān)于某個對稱軸對稱的邊，
所述驅(qū)動單元(101、121)驅(qū)動所述施振部件，使得所述防塵部件產(chǎn)生利用下式表示的振動Z(x，y)在把所述防塵部件上的任意的點P(x，y)的振動設(shè)為Z(x，y)、把m和n設(shè)為與振動模式對應的固有振動的次數(shù)且是包括0在內(nèi)的正整數(shù)時，Z(x，y)表示如下
Z(x，y)＝Wmn(x，y)·cos(γ)+Wnm(x，y)·sin(γ)
其中，
γ＝+π/4或者γ＝-π/8～-π/4，
其中，所述防塵部件形成為如下的形狀該形狀使得在具有相當于所述防塵部件具有的所述一邊的長邊、而且具有與所述防塵部件的部件表面的面積相同的面積的假想矩形(175)中，該假想矩形的短邊的長度與長邊的長度之比為0.9以上且小于1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動裝置，其特征在于，所述施振部件配置在所述防塵部件中的與所述假想矩形的長邊側(cè)附近對應的預定位置上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的振動裝置，其特征在于，在所述γ為+π/4時，所述驅(qū)動單元使所述防塵部件產(chǎn)生如下的振動即具有與形成于所述防塵部件上的面垂直的振動振幅的振動的波峰的峰線構(gòu)成閉合曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的振動裝置，其特征在于，在所述γ為-π/8～-π/4時，所述驅(qū)動單元使所述防塵部件產(chǎn)生如下的振動即具有與形成于所述防塵部件上的面垂直的振動振幅的振動的波峰的峰線構(gòu)成包圍所述防塵部件具有的邊的中心的曲線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的振動裝置，其特征在于，所述施振部件由壓電元件(120a、120b)構(gòu)成，
所述驅(qū)動單元對所述壓電元件施加使所述防塵部件產(chǎn)生所述振動Z(x，y)所需要的、與所述防塵部件的尺寸和材質(zhì)對應的頻率的頻率信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的振動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動單元每預定時間對所述壓電元件施加如下的頻率信號該頻率信號包括與所述防塵部件的尺寸和材質(zhì)對應的所述頻率、并且從開始頻率到結(jié)束頻率逐次變化所確定的位移頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的振動裝置，其特征在于，在所述防塵部件上設(shè)有多個所述施振部件。
8.一種圖像設(shè)備，其包括
圖像形成元件，其具有用于生成光學圖像的圖像面；
防塵部件，其整體形成為板狀，至少具有預定范圍的區(qū)域形成為透明部，該透明部與所述圖像面隔開預定的間隔、與所述圖像面相對配置；
施振部件，其設(shè)于在所述圖像面上生成光學圖像的光線透射的透射范圍之外的所述防塵部件上，并使得產(chǎn)生具有與該防塵部件的部件表面垂直的振動振幅的振動；
密封結(jié)構(gòu)部，其為了在所述圖像形成元件和所述防塵部件兩者相對而形成的部位構(gòu)成密閉的空間部，而在所述圖像形成元件和所述防塵部件的周緣側(cè)將所述空間部密封；和
驅(qū)動單元，其驅(qū)動所述施振部件，
所述圖像設(shè)備的特征在于，
所述防塵部件(119、118)具有至少一條關(guān)于某個對稱軸對稱的邊，
所述驅(qū)動單元(101、121)驅(qū)動所述施振部件，使得所述防塵部件產(chǎn)生利用下式表示的振動Z(x，y)在把所述防塵部件上的任意的點P(x，y)的振動設(shè)為Z(x，y)、把m和n設(shè)為與振動模式對應的固有振動的次數(shù)且是包括0在內(nèi)的正整數(shù)時，Z(x，y)表示如下
Z(x，y)＝Wmn(x，y)·cos(γ)+Wnm(x，y)·sin(γ)
其中，
γ＝+π/4或者γ＝-π/8～-π/4，
其中，所述防塵部件形成為如下的形狀該形狀使得在具有相當于所述防塵部件具有的所述一邊的長邊、而且具有與所述防塵部件的部件表面的面積相同的面積的假想矩形(175)中，該假想矩形的短邊的長度與長邊的長度之比為0.9以上且小于1。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像設(shè)備，其特征在于，所述施振部件配置在所述防塵部件中的與所述假想矩形的長邊側(cè)附近對應的預定位置上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的圖像設(shè)備，其特征在于，在所述γ為+π/4時，所述驅(qū)動部使該防塵部件產(chǎn)生如下的振動即具有與形成于所述防塵部件上的面垂直的振動振幅的振動的波峰的峰線以通過所述圖像形成元件的圖像面的光軸為中心構(gòu)成閉合曲線。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像設(shè)備，其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)部包括
支架(145)，其被配置成使所述圖像形成元件和所述防塵部件之間成為氣密狀態(tài)；和
支撐部件(152、153)，其用于將所述防塵部件支撐在該支架上，
該支撐部件被配置在波節(jié)區(qū)域(173)中，該波節(jié)區(qū)域(173)幾乎不具有與形成于所述防塵部件上的面垂直的振動振幅。
12.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的圖像設(shè)備，其特征在于，在所述γ為-π/8～-π/4時，所述驅(qū)動單元使所述防塵部件產(chǎn)生如下的振動即具有與形成于所述防塵部件上的面垂直的振動振幅的振動的波峰的峰線構(gòu)成包圍所述防塵部件具有的邊的中心的曲線。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的圖像設(shè)備，其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)部包括
支架(145)，其被配置成使所述圖像形成元件和所述防塵部件之間成為氣密狀態(tài)；和
支撐部件(152、153)，其用于將所述防塵部件支撐在該支架上，
該支撐部件被配置在波節(jié)區(qū)域(173)中，該波節(jié)區(qū)域(173)幾乎不具有與形成于所述防塵部件上的面垂直的振動振幅。
14.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的圖像設(shè)備，其特征在于，所述施振部件由壓電元件(120a、120b)構(gòu)成，
所述驅(qū)動單元對所述壓電元件施加使所述防塵部件產(chǎn)生所述振動Z(x，y)所需要的、與所述防塵部件的尺寸和材質(zhì)對應的頻率的頻率信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的圖像設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動單元每預定時間對所述壓電元件施加如下的頻率信號該頻率信號包括與所述防塵部件的尺寸和材質(zhì)對應的所述頻率、并且從開始頻率到結(jié)束頻率逐次變化所確定的位移頻率。
16.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的圖像設(shè)備，其特征在于，所述施振部件隔著所述防塵部件的所述光線透射的透射范圍相對設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明提供振動裝置及使用該振動裝置的圖像設(shè)備。作為防塵部件的防塵濾波器(119)整體形成為板狀，并具有至少一條關(guān)于某個對稱軸對稱的邊，壓電元件(120a)設(shè)在防塵濾波器(119)上，使得產(chǎn)生具有與所述防塵濾波器的部件表面垂直的振動振幅的振動，該壓電元件(120a)被驅(qū)動成為，在把所述防塵濾波器上的任意的點P(x，y)的振動設(shè)為Z(x，y)、把m和n設(shè)為與振動模式對應的固有振動的次數(shù)且是包含0的正整數(shù)時，產(chǎn)生利用下式表示的振動Z(x，y)Z(x，y)＝Wmn(x，y)·cos(γ)+Wnm(x，y)·sin(γ)(其中，Wmn(x，y)＝sin(nπ·x+π/2)·sin(mπ·y+π/2)，Wnm(x，y)＝sin(mπ·x+π/2)·sin(nπ·y+π/2)、γ＝+π/4或者γ＝-π/8～-π/4)。并且，防塵部件形成為如下的形狀該形狀使得在具有相當于所述防塵部件具有的所述一邊的長邊、而且具有與所述防塵部件的部件表面的面積相同的面積的假想矩形(175)中，該假想矩形的短邊的長度與長邊的長度之比為0.9以上且小于1。
文檔編號G03B17/02GK101770144SQ20091025883
公開日2010年7月7日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者川合澄夫, 宮澤隆 申請人:奧林巴斯映像株式會社, 奧林巴斯株式會社