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振動(dòng)裝置及使用該振動(dòng)裝置的圖像設(shè)備的制作方法

文檔序號(hào):43626950發(fā)布日期:2025-11-01 11:20閱讀:23來源:國知局
振動(dòng)裝置及使用該振動(dòng)裝置的圖像設(shè)備

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有獲得與照射在自身的光電轉(zhuǎn)換面上的光對(duì)應(yīng)的圖像信號(hào)的攝像元件的攝像裝置、或具有顯示投影到屏幕上的圖像的顯示元件的圖像投影裝置等具有光學(xué)元件的圖像設(shè)備,以及使在這種圖像設(shè)備中配置在光學(xué)元件的前面的防塵部件振動(dòng)的振動(dòng)裝置。



背景技術(shù):

近年來,在使用了攝像元件的攝像裝置、或使用了液晶等顯示元件的圖像投影裝置等那樣形式的圖像設(shè)備,即使用了攝像元件、顯示元件等光學(xué)元件的圖像設(shè)備中,生成的圖像或顯示的圖像的畫質(zhì)提高顯著。因此,在配置于攝像元件或顯示元件附近的光學(xué)元件上附著有塵埃等的情況下,在生成的圖像或顯示的圖像上顯現(xiàn)塵埃等的影子,這成為了大問題。

例如,在構(gòu)成為相對(duì)于裝置主體(照相機(jī)主體)自由裝卸攝影光學(xué)系統(tǒng)(鏡頭鏡筒)的所謂“可更換鏡頭”形式的數(shù)字照相機(jī)等攝像裝置中,能夠在用戶需要的時(shí)候,任意地裝卸更換所需要的攝影光學(xué)系統(tǒng)(鏡頭鏡筒),由此構(gòu)成為能夠相對(duì)于單一的裝置主體(照相機(jī)主體)選擇性地使用多種攝影光學(xué)系統(tǒng)(鏡頭鏡筒)的攝像裝置已經(jīng)普遍被實(shí)際應(yīng)用。

在這種形式的可更換鏡頭的數(shù)字照相機(jī)等攝像裝置中,在從裝置主體(照相機(jī)主體)上卸下攝影光學(xué)系統(tǒng)(鏡頭鏡筒)時(shí),在放置攝像裝置的周圍環(huán)境中浮游的塵埃等侵入裝置主體(照相機(jī)主體)的內(nèi)部,有時(shí)這些塵埃等會(huì)附著在攝像元件的表面(受光面)上。或者,由于設(shè)置在裝置主體(照相機(jī)主體)內(nèi)部并進(jìn)行機(jī)械式動(dòng)作的各種機(jī)構(gòu)部、例如快門機(jī)構(gòu)或光圈機(jī)構(gòu)等各種機(jī)構(gòu)部等在動(dòng)作中產(chǎn)生的塵埃等有時(shí)也會(huì)附著在攝像元件的表面上。

另外,在構(gòu)成為使用光源和投影光學(xué)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該所投影的圖像的投影儀等投影型圖像顯示裝置中,有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生塵埃等附著在顯示元件的表面上、從而該塵埃等的影子被放大投影在屏幕上的情況。

因此,提出了各種機(jī)構(gòu),用于在上述形式的圖像設(shè)備中,去除附著在內(nèi)部設(shè)置的光學(xué)元件表面上的塵埃等。

例如,在日本特開2004-64555號(hào)公報(bào)中公開了具有塵埃去除機(jī)構(gòu)的電子攝像裝置,在該塵埃去除機(jī)構(gòu)中,在圓盤玻璃板(防塵部件)的外周部固定安裝有圓環(huán)板狀的壓電元件(施振部件),通過對(duì)壓電元件施加預(yù)定頻率的頻率電壓,在圓盤玻璃板的中心產(chǎn)生同心圓狀的駐波彎曲振動(dòng),由此去除附著在圓盤玻璃板上的塵埃等。其中,按照預(yù)定的施振頻率產(chǎn)生的振動(dòng)是具有同心圓狀的波節(jié)的駐波。

此外,防塵部件的支撐以及防塵部件與攝像元件之間的防塵由呈同心圓狀地和防塵部件接觸的防塵部件承受部件進(jìn)行。該情況下,防塵部件承受部件相對(duì)于防塵部件的接觸部位被設(shè)定為同心圓狀的駐波的波節(jié)。

另一方面,日本特開2007-267189號(hào)公報(bào)所公開的方法在矩形板狀的防塵部件的相對(duì)的邊分別設(shè)置壓電元件,并且設(shè)為了使這些壓電元件產(chǎn)生預(yù)定頻率的振動(dòng)、使防塵部件共振、產(chǎn)生與邊平行的波節(jié)的駐波振動(dòng)模式。并且,為了去除附著在振動(dòng)的波節(jié)上的塵埃等,使防塵部件以不同的頻率共振來產(chǎn)生多個(gè)駐波的振動(dòng)模式,由此變更波節(jié)的位置。這些振動(dòng)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(dòng)。關(guān)于防塵部件的支撐,以使振動(dòng)的波節(jié)大致一致的方式產(chǎn)生不同頻率的駐波,而且利用支撐部件支撐該振動(dòng)的波節(jié)附近,由此減小振動(dòng)損失。并且,設(shè)置有畫框形狀的、剖面呈唇狀的密封件,以防止塵埃等侵入到攝像面?zhèn)扰c防塵部件之間。

并且,在日本特開2010-239606號(hào)公報(bào)所公開的方法中,在矩形的防塵部件的相對(duì)的邊上分別設(shè)置壓電元件,使壓電元件產(chǎn)生預(yù)定頻率的振動(dòng),使防塵部件共振而產(chǎn)生具有包圍防塵部件的中心那樣的振動(dòng)波峰的峰線的振動(dòng)。通過將此時(shí)的防塵部件的按壓力設(shè)為2N(牛頓)以下,成為使防塵部件的振動(dòng)損失極小的防塵部件的按壓支撐結(jié)構(gòu)。在同時(shí)在按壓方向上施加外力的情況下,在與防塵部件相對(duì)的部件上設(shè)置了支撐防塵部件的振動(dòng)波節(jié)的支撐部。

此外,在日本特開2008-228074號(hào)公報(bào)中,公開了構(gòu)成為通過導(dǎo)電性粘接劑將作為防塵部件的四角的光學(xué)元件的四角附近固定安裝到保持部件上的形式的攝像裝置。

其中,在上述日本特開2004-64555號(hào)公報(bào)所公開的塵埃去除機(jī)構(gòu)中,通過產(chǎn)生同心圓狀的振動(dòng),能夠獲得非常大的振動(dòng)振幅,因此去除塵埃等的能力非常高。但是,同心圓狀的波節(jié)位置的振動(dòng)振幅非常小,當(dāng)將波節(jié)位置設(shè)定在需要去除塵埃等的范圍之外時(shí),防塵部件變得非常大。并且,如果支撐波節(jié)位置之外的位置,則存在如下的問題:明顯阻礙防塵部件的振動(dòng),振動(dòng)速度變小且塵埃等的去除效果幾乎消失。

另一方面,在上述日本特開2007-267189號(hào)公報(bào)所公開的塵埃去除機(jī)構(gòu)中,通過形成為矩形板狀,防塵部件相對(duì)于上述日本特開2004-64555號(hào)公報(bào)公開的塵埃去除機(jī)構(gòu)是圓形的內(nèi)接四邊形,所以能夠更小型地形成。但是,由于是具有與矩形的邊平行的波節(jié)的振動(dòng)模式,所以不能增大振動(dòng)的振幅,不能產(chǎn)生上述日本特開2004-64555號(hào)公報(bào)公開的塵埃去除機(jī)構(gòu)所能夠產(chǎn)生的那樣大的振動(dòng)振幅。因此,防塵部件去除塵埃等的能力低。此外,振動(dòng)振幅小是因?yàn)椴荒軐碜耘c波節(jié)正交的邊的反射波合成為駐波(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(dòng)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較小時(shí)更加明顯。并且,通過使振動(dòng)的波節(jié)移動(dòng),能夠使得在塵埃去除范圍內(nèi)具有振動(dòng)的波節(jié),因而實(shí)現(xiàn)小型化沒有問題,但由于不同的振動(dòng)模式的波節(jié)不完全一致,所以存在如下問題:由于支撐波節(jié)附近而阻礙振動(dòng),從而振動(dòng)速度減小。

并且,在上述日本特開2004-64555號(hào)公報(bào)公開的塵埃去除機(jī)構(gòu)中,與上述日本特開2007-267189號(hào)公報(bào)公開的方法相同,能夠通過使振動(dòng)的波節(jié)移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)小型化,但如果根據(jù)波節(jié)位置的移動(dòng),而把防塵部件的支撐設(shè)置為預(yù)定的位置,則如上所述有在任一模式下振動(dòng)速度都減小的問題。

此外,在日本特開2010-239606號(hào)公報(bào)中,通過將被振動(dòng)部件的按壓力設(shè)為2N(牛頓)以下的力量,即使按壓被振動(dòng)部件的振動(dòng)波腹,也不會(huì)阻礙振動(dòng)。此外,示出了如下的振動(dòng)裝置:在與被振動(dòng)部件相對(duì)配置的相對(duì)部件上配置在施加外力的情況下也支撐被振動(dòng)部件的支撐部。但是,在上述日本特開2010-239606號(hào)公報(bào)所公開的結(jié)構(gòu)中,外力處于按壓方向,在施加與按壓方向相反的外力的情況下,按壓力較小,為2N以下,因此按壓部的剛性極低,按壓部變形,并且在極端的情況下產(chǎn)生按壓部破損的情況。并且,由于按壓部較大程度變形,因此存在被振動(dòng)部件與支撐部件的接觸被破壞,從而塵埃等進(jìn)入到被振動(dòng)部件的攝像元件側(cè)的空間內(nèi)的問題。

上述日本特開2008-228074號(hào)公報(bào)所公開的方法由于在保持部件的四角固定安裝防塵部件的四角附近,因此阻礙防塵部件的振動(dòng),由此存在附著在光學(xué)元件上的塵埃等的去除效果差的問題。

以往,由于在防塵部件的端部側(cè),將配置于防塵部件與按壓部件之間的彈性部件的按壓力設(shè)定為預(yù)定的較高的值,因此例如即使施加100N左右的由沖擊或振動(dòng)引起的外力,防塵部件也不會(huì)發(fā)生偏離。但是,存在將固定部設(shè)定于振動(dòng)波節(jié)等處的組裝上的制約。

并且,為了增大防塵部件的振動(dòng)加速度,越減小按壓防塵部件的按壓力越有利。另一方面,當(dāng)減小了按壓防塵部件的按壓力時(shí),例如在施加了100N左右的較大外力時(shí),防塵部件有時(shí)會(huì)偏離,存在抗外力能力變?nèi)醯膯栴}。例如,在防塵部件由于外力而偏離的情況下,防塵部件與和防塵部件相對(duì)設(shè)置的快門接觸,從而還產(chǎn)生損壞該快門的問題。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的在于提供塵埃去除能力高、小型且抗外力能力強(qiáng)的振動(dòng)裝置、及使用該振動(dòng)裝置的圖像設(shè)備。

本發(fā)明的一個(gè)方式的振動(dòng)裝置具有:板狀的防塵部件;振子,其由沿著上述防塵部件的端部側(cè)外周部配置且使該防塵部件振動(dòng)的施振部件構(gòu)成;支架,其與上述防塵部件隔開預(yù)定間隔地配置;密封部件,其對(duì)上述防塵部件與上述支架的防塵部件承受部之間的空間進(jìn)行密封;以及按壓支撐部件,其形成有如下部件:朝向上述密封部件彈性地按壓上述防塵部件的按壓部、用于在與利用該按壓部的彈力按壓的方向相反的方向上對(duì)上述防塵部件施加了外力時(shí)維持該防塵部件或上述施振部件的支撐的支撐部、和將自身固定到上述支架的固定部,夾著通過上述振子的重心的假想軸分別在其兩側(cè)配置上述按壓部,上述支撐部的剛性形成得比上述按壓部的剛性高。

根據(jù)如下的詳細(xì)說明,本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚。

根據(jù)本發(fā)明,能夠提供塵埃去除能力高、小型且抗外力能力強(qiáng)的振動(dòng)裝置、及使用該振動(dòng)裝置的圖像設(shè)備。

附圖說明

圖1是概略示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))的主要電氣結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2A是示出圖1所示的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))中的包含振動(dòng)裝置的攝像元件單元的剖面的(沿著圖3的[2]-[2]線的剖面)的剖面圖。

圖2B是包含圖2A的振動(dòng)裝置的攝像元件單元的主視圖。

圖3是圖2A的包含振動(dòng)裝置的攝像元件單元的主視圖。

圖4是取出示出圖1的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))中的振動(dòng)裝置(塵埃去除機(jī)構(gòu))的主要結(jié)構(gòu)部(振子)的主要部分放大分解立體圖。

圖5是示出圖1的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))的振動(dòng)裝置中的塵埃吸附部件的配置的主要部分放大剖面圖(沿著圖3的[5]-[5]線的剖面圖)。

圖6是放大示出圖1的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))的振動(dòng)裝置中的防塵部件按壓機(jī)構(gòu)的主要部分的主要部分放大剖面圖。

圖7A是說明在圖1的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))的振動(dòng)裝置中的防塵過濾器中產(chǎn)生的振動(dòng)的情形(振動(dòng)模式1)的圖、且是防塵過濾器的主視圖。

圖7B是說明在圖1的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))的振動(dòng)裝置中的防塵過濾器中產(chǎn)生的振動(dòng)的情形(振動(dòng)模式1)的圖、且是防塵過濾器的縱剖面圖。

圖7C說明在圖1的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))的振動(dòng)裝置中的防塵過濾器中產(chǎn)生的振動(dòng)的情形(振動(dòng)模式1)的圖、且是防塵過濾器的橫剖面圖。

圖8A是說明圖1的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))的振動(dòng)裝置中的防塵過濾器的振動(dòng)的產(chǎn)生概念的圖、且是防塵過濾器的主視圖。

圖8B是說明圖1的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))的振動(dòng)裝置中的防塵過濾器的振動(dòng)的產(chǎn)生概念的圖、且是防塵過濾器的縱剖面圖。

圖8C是說明圖1的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))的振動(dòng)裝置中的防塵過濾器的振動(dòng)的產(chǎn)生概念的圖、且是防塵過濾器的橫剖面圖。

圖9A是說明在圖1的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))的振動(dòng)裝置中的防塵過濾器中產(chǎn)生的不同振動(dòng)的情形(振動(dòng)模式3)的圖、且是防塵過濾器的主視圖。

圖9B是說明在圖1的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))的振動(dòng)裝置中的防塵過濾器中產(chǎn)生的不同振動(dòng)的情形(振動(dòng)模式3)的圖、且是防塵過濾器的縱剖面圖。

圖9C是說明在圖1的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))的振動(dòng)裝置中的防塵過濾器中產(chǎn)生的不同振動(dòng)的情形(振動(dòng)模式3)的圖、且是防塵過濾器的橫剖面圖。

圖10是示出圖1的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))的振動(dòng)裝置中的防塵過濾器的不同形式及其防塵部件按壓機(jī)構(gòu)的圖。

圖11是示出圖1的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))的振動(dòng)裝置中的防塵過濾器的另一不同形式的圖。

圖12是用于說明在圖1的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))的振動(dòng)裝置中的防塵過濾器中產(chǎn)生的駐波的示意圖(與圖7B的縱剖面圖相當(dāng)?shù)膱D)。

圖13是概略示出圖1的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))的機(jī)身單元中的防塵過濾器控制電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖14A是示出從圖13的防塵過濾器控制電路的各個(gè)結(jié)構(gòu)部件輸出的Sig1的信號(hào)形式的時(shí)序圖。

圖14B是示出從圖13的防塵過濾器控制電路的各個(gè)結(jié)構(gòu)部件輸出的Sig2的信號(hào)形式的時(shí)序圖。

圖14C是示出從圖13的防塵過濾器控制電路的各個(gè)結(jié)構(gòu)部件輸出的Sig3的信號(hào)形式的時(shí)序圖。

圖14D是示出從圖13的防塵過濾器控制電路的各個(gè)結(jié)構(gòu)部件輸出的Sig4的信號(hào)形式的時(shí)序圖。

圖15是示出圖1的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))的動(dòng)作控制、且例示Bucom進(jìn)行的照相機(jī)程序(主例程)的步驟的流程圖。

圖16是表示圖15的照相機(jī)程序中的子例程“施振動(dòng)作”的動(dòng)作步驟的流程圖。

圖17是表示在圖16的“施振動(dòng)作”子例程中連續(xù)提供給施振部件的共振頻率的波形的曲線圖。

圖18是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式的變形例的動(dòng)作、且表示在數(shù)字照相機(jī)的Bucom進(jìn)行的照相機(jī)程序(主例程)中調(diào)用的子例程“施振動(dòng)作”的不同動(dòng)作步驟的流程圖。

圖19示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的振動(dòng)裝置的主要結(jié)構(gòu),是該振動(dòng)裝置的主視圖。

圖20是圖19的振動(dòng)裝置的左側(cè)視圖。

圖21是圖19的振動(dòng)裝置的右側(cè)視圖。

圖22是說明在向圖19的振動(dòng)裝置的按壓部件施加了外力的情況下的支撐部的作用的部分剖面圖。

圖23是示出本發(fā)明的振動(dòng)裝置中的對(duì)防塵過濾器的按壓力和防塵過濾器的中央部的振動(dòng)速度比的曲線圖。

具體實(shí)施方式

以下,通過圖示的實(shí)施方式說明本發(fā)明。

[第1實(shí)施方式]

本發(fā)明的第1實(shí)施方式是具備通過光電轉(zhuǎn)換來獲得圖像信號(hào)的攝像元件單元、且具有進(jìn)行該攝像元件單元的塵埃去除的振動(dòng)裝置的圖像設(shè)備,且為應(yīng)用于可更換鏡頭的數(shù)字照相機(jī)的例示。

圖1~圖18是說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的圖像設(shè)備的結(jié)構(gòu)的圖。其中,圖1是概略示出本實(shí)施方式的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))中的主要電氣結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)框圖。圖2A是示出圖1所示的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī))中的包含振動(dòng)裝置的攝像元件單元的剖面圖。另外,圖2A示出了沿著圖3的[2]-[2]線的剖面。圖2B是圖2A的“2B”所示的部分的放大圖。圖3是圖2A的包含振動(dòng)裝置的攝像元件單元的主視圖。首先,將使用圖1~圖3在以下說明作為本實(shí)施方式的圖像設(shè)備的數(shù)字照相機(jī)的概略結(jié)構(gòu)。

另外,在本實(shí)施方式中,用標(biāo)號(hào)O表示鏡頭鏡筒中的攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸。并且,在沿著該光軸O的方向上,將與照相機(jī)的前面相對(duì)的存在被攝體的一側(cè)稱作前方,配置于照相機(jī)的背面?zhèn)鹊臄z像元件的受光面(成像面)存在的一側(cè)稱作后方。

另外,在以下說明所使用的各圖中,設(shè)各結(jié)構(gòu)要素為附圖上能夠識(shí)別的程度的大小,所以,有時(shí)按照每個(gè)結(jié)構(gòu)要素而使用了不同的比例尺來示出。因此,本發(fā)明中的這些附圖所記載的結(jié)構(gòu)要素的數(shù)量、結(jié)構(gòu)要素的形狀、結(jié)構(gòu)要素的大小的比率和各結(jié)構(gòu)要素的相對(duì)位置關(guān)系不僅僅限于圖示的形式。

首先,參照?qǐng)D1說明本實(shí)施方式的數(shù)字照相機(jī)整體的概略結(jié)構(gòu)。

如圖1所示,數(shù)字照相機(jī)10由作為照相機(jī)主體的機(jī)身單元100、和作為附件裝置之一的更換鏡頭鏡筒的鏡頭單元200構(gòu)成。

鏡頭單元200是構(gòu)成為通過設(shè)于機(jī)身單元100前面的未圖示的鏡頭安裝部件在機(jī)身單元100上自由裝卸的鏡頭鏡筒。鏡頭單元200的控制由自身具有的鏡頭控制用微型計(jì)算機(jī)(以下稱為“Lucom”)201進(jìn)行。另外,機(jī)身單元100的控制由機(jī)身控制用微型計(jì)算機(jī)(以下稱為“Bucom”)101進(jìn)行。在將鏡頭單元200安裝在機(jī)身單元100上的狀態(tài)下,這些Lucom201和Bucom101經(jīng)由通信連接器102電氣連接成能夠互相通信。并且,構(gòu)成為使Lucom201從屬于Bucom101協(xié)作動(dòng)作并作為照相機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行工作。

鏡頭單元200具有構(gòu)成攝影光學(xué)系統(tǒng)的攝影鏡頭202和光圈203。攝影鏡頭202由設(shè)于鏡頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)204內(nèi)的未圖示的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。光圈203由設(shè)于光圈驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)205內(nèi)的未圖示的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。Lucom201根據(jù)Bucom101的指令來控制這些各個(gè)電機(jī)。

在主體單元100內(nèi),例如按照?qǐng)D示配置有以下的結(jié)構(gòu)部件。例如,在光軸O上設(shè)置有焦面式的快門108。還設(shè)置有對(duì)用于驅(qū)動(dòng)快門108的前簾和后簾的彈簧進(jìn)行上勢的快門上勢機(jī)構(gòu)112和控制這些前簾和后簾的動(dòng)作的快門控制電路113。

在光軸O上設(shè)有用于對(duì)通過上述攝影鏡頭202的被攝體像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的攝像單元116。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(xué)低通濾波器(LPF)118和作為板狀的防塵部件的防塵過濾器119一體化成單元而成的。在防塵過濾器119的周緣部的單側(cè),例如沿著端部外周緣安裝配置有作為使防塵部件振動(dòng)的施振部件的壓電元件120。壓電元件120構(gòu)成為分別具有兩個(gè)電極(171、172;參照?qǐng)D4),作為驅(qū)動(dòng)單元的防塵過濾器控制電路121使壓電元件120按照根據(jù)防塵過濾器119的尺寸和材質(zhì)所確定的預(yù)定頻率振動(dòng),使防塵過濾器119產(chǎn)生預(yù)定的振動(dòng),從而能夠去除附著在過濾器表面上的塵埃。

并且,針對(duì)攝像單元116附加有校正抖動(dòng)用的防振單元。另外,防塵過濾器119整體由為多邊形狀的透明薄板狀部件形成。例示了本實(shí)施方式中的防塵過濾器119形成為大致四邊形。

校正抖動(dòng)用的防抖單元構(gòu)成為包含X軸陀螺儀160、Y軸陀螺儀161、防振控制電路162、X軸致動(dòng)器163、Y軸致動(dòng)器164、X框165、Y框166(與后述的支架145對(duì)應(yīng))、框架167、位置檢測傳感器168和致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路169等。另外,之后將說明校正抖動(dòng)用防振單元的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。

另外,本實(shí)施方式的數(shù)字照相機(jī)10中的機(jī)身單元100構(gòu)成為具有與上述CCD117連接的CCD接口電路122、作為顯示裝置的液晶監(jiān)視器123、作為存儲(chǔ)區(qū)域發(fā)揮作用的SDRAM124和閃存ROM125、以及利用上述液晶監(jiān)視器123、SDRAM124、閃存ROM125、記錄介質(zhì)127等進(jìn)行圖像處理的圖像處理控制器126,由此能夠提供電子攝像功能和電子記錄顯示功能。

作為上述電子攝像功能,包括記錄動(dòng)態(tài)圖像的動(dòng)態(tài)圖像記錄功能和所謂的實(shí)時(shí)取景顯示功能,該實(shí)時(shí)取景顯示功能是指將由CCD117拍攝的圖像作為動(dòng)態(tài)圖像同時(shí)顯示在液晶監(jiān)視器123上,并將該顯示用作被攝體觀察用的圖像取景器。另外,作為實(shí)現(xiàn)取景器功能的方法,除此以外還可以設(shè)置光學(xué)式的取景器單元等。

記錄介質(zhì)127是各種存儲(chǔ)卡或外置的HDD等外部記錄介質(zhì),被安裝成能夠通過圖像處理控制器126與主體單元100的Bucom101之間進(jìn)行通信,并且能夠相對(duì)于機(jī)身單元100進(jìn)行裝卸。并且,對(duì)該記錄介質(zhì)127記錄通過攝影動(dòng)作得到的圖像數(shù)據(jù)。作為其他存儲(chǔ)區(qū)域,例如由EEPROM構(gòu)成的非易失性存儲(chǔ)器128被設(shè)置成為能夠從Bucom101進(jìn)行存取,該非易失性存儲(chǔ)器128構(gòu)成為存儲(chǔ)進(jìn)行照相機(jī)控制所需要的預(yù)定的控制參數(shù)。

在Bucom101上連接有用于通過顯示輸出將數(shù)字照相機(jī)10的動(dòng)作狀態(tài)通知給用戶的動(dòng)作顯示用LCD129和動(dòng)作顯示用LED130、照相機(jī)操作開關(guān)131、閃光燈132、驅(qū)動(dòng)閃光燈132的閃光燈控制電路132、電源電路135。

在動(dòng)作顯示用LCD129或動(dòng)作顯示用LED130設(shè)有顯示部,其在防塵過濾器控制電路121動(dòng)作的期間顯示防塵過濾器119的振動(dòng)動(dòng)作。

照相機(jī)操作開關(guān)131例如由釋放開關(guān)、模式變更開關(guān)、電源開關(guān)等用于操作數(shù)字照相機(jī)10所需要的多個(gè)操作部件以及與這些操作部件聯(lián)動(dòng)的多個(gè)開關(guān)組構(gòu)成。

在電源電路135上連接有作為電源的電池134。并且,電源電路135是將電池134的電壓轉(zhuǎn)換為構(gòu)成數(shù)字照相機(jī)10的各個(gè)電路單元所需要的電壓并提供給它們的電路。并且,電源電路135具有電壓檢測電路(未圖示),用于檢測從外部電源通過未圖示的連接端子(插座)提供電流時(shí)的電壓變化。

如上所述構(gòu)成的數(shù)字照相機(jī)10的各個(gè)結(jié)構(gòu)部大致按照下面所述工作。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(hào),并輸出到液晶監(jiān)視器123進(jìn)行顯示。用戶能夠根據(jù)該液晶監(jiān)視器123所顯示的圖像確認(rèn)取景器圖像或攝影圖像。

SDRAM124是圖像數(shù)據(jù)的臨時(shí)保存用存儲(chǔ)器,被用作轉(zhuǎn)換圖像數(shù)據(jù)時(shí)的工作區(qū)域等。并且,臨時(shí)存儲(chǔ)在SDRAM124中的圖像數(shù)據(jù)在Bucom101的控制下由圖像處理控制器126轉(zhuǎn)換為JPEG數(shù)據(jù)等(靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)的情況)或MPEG數(shù)據(jù)等(動(dòng)態(tài)圖像數(shù)據(jù)的情況)后,被保存在記錄介質(zhì)127中。

如下進(jìn)行攝影鏡頭202的對(duì)焦,在依次變更攝影鏡頭202在光軸O上的位置的同時(shí),每次都通過CCD117進(jìn)行攝像,用圖像處理控制器126、Bucom101運(yùn)算所取得的攝像圖像中的對(duì)比度最高的位置,并通過通信連接器102傳遞至Lucom201,Lucom201對(duì)攝影鏡頭202進(jìn)行位置控制。對(duì)于測光,還根據(jù)從攝影圖像檢測到的光量進(jìn)行公知的測光處理。

下面,參照?qǐng)D2A、圖2B和圖3在以下說明包含CCD117的攝像單元116的結(jié)構(gòu)。

主要如圖2A所示,攝像單元116具有:CCD117,其是獲得與透射過攝影光學(xué)系統(tǒng)(攝影鏡頭202;參照?qǐng)D1)并照射在自身的光電轉(zhuǎn)換面上的光對(duì)應(yīng)的圖像信號(hào)的攝像元件;光學(xué)LPF118,其配置于CCD117的光電轉(zhuǎn)換面?zhèn)鹊那懊?,用于從透射過攝影光學(xué)系統(tǒng)后照射的被攝體光束中去除高頻成分;作為防塵部件的防塵過濾器119,其在該光學(xué)LPF118的前面?zhèn)雀糸_預(yù)定間隔與該光學(xué)LPF118相對(duì)配置;以及作為施振部件的壓電元件120,其配置于該防塵過濾器119的周緣部,用于對(duì)防塵過濾器119施加預(yù)定的振動(dòng)。

在本實(shí)施方式的數(shù)字照相機(jī)10中,例示了沿著防塵過濾器119的一個(gè)邊安裝了一個(gè)壓電元件120的結(jié)構(gòu),但不限于該形式,例如也可以構(gòu)成為沿著防塵過濾器119的相對(duì)的各個(gè)邊、或垂直的各個(gè)邊配置多個(gè)壓電元件。

CCD117由以下部件等構(gòu)成:CCD芯片136;固定板137;配置在固定板137上且安裝了CCD芯片136的撓性基板138;從該撓性基板138的兩端延伸出的連接部件139a、139b;安裝連接有該連接部件139a、139b的連接器141a、141b的主電路基板140;在CCD芯片117的前面?zhèn)雀糸_預(yù)定間隔與該CCD芯片117相對(duì)配置的防護(hù)玻璃142;以及固定安裝在撓性基板138上且支撐防護(hù)玻璃142的周緣部的墊片143。此外,雖然在圖2A中未示出,但在主電路基板140上設(shè)置有接口電路122等電路。

并且,在CCD117和光學(xué)LPF118之間,配置有由彈性部件等構(gòu)成的過濾器承受部件144。該過濾器承受部件144被配置在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,并且與光學(xué)LPF118的背面?zhèn)戎芫壊康母浇纸优渲?。由此過濾器承受部件144發(fā)揮保持CCD117與光學(xué)LPF118之間的氣密性的作用。

并且,由支架145覆蓋CCD117和光學(xué)LPF118的前面?zhèn)群椭芫壊?。由此,CCD117和光學(xué)LPF118成為被支架145對(duì)外表面氣密地覆蓋的形式。

支架145構(gòu)成為在圍繞光軸O的大致中央部分具有矩形的開口146(參照?qǐng)D2A)。在該開口146的靠近防塵過濾器119的內(nèi)周緣部形成有剖面形成為大致L字形狀并朝向后方擴(kuò)展的第1臺(tái)階部147a(參照?qǐng)D2A)、和剖面形成為大致L字形狀并從該第1臺(tái)階部147a起進(jìn)一步256230朝向后方擴(kuò)展的第2臺(tái)階部147b。第1臺(tái)階部147a形成用于配置光學(xué)LPF118的空間,第2臺(tái)階部147b形成用于配置CCD117的空間。

即,構(gòu)成為通過相對(duì)于支架145從其后方側(cè)朝向開口146側(cè)插入光學(xué)LPF118和CCD117,將光學(xué)LPF118和CCD117分別配置于預(yù)定的部位。并且,通過將光學(xué)LPF118的前面?zhèn)戎芫壊颗c第1臺(tái)階部147a抵接配置,兩者之間成為大致氣密的狀態(tài)。而且,將光學(xué)LPF118配置成在由第1臺(tái)階部147a進(jìn)行朝光軸O方向的位置限制的同時(shí),使得其不會(huì)從支架145的內(nèi)部向前面?zhèn)让摮觥?/p>

另一方面,在支架145的開口146的周緣部,沿著整周形成有一個(gè)防塵過濾器承受部148,該防塵過濾器承受部148用于將防塵過濾器119隔開預(yù)定間隔保持在光學(xué)LPF118的前面?zhèn)?。該防塵過濾器承受部148形成為在光軸O上,在比第1臺(tái)階部147a更靠前面?zhèn)鹊牟课?,形成與光軸O垂直的平面。并且,形成于防塵過濾器承受部148的內(nèi)周側(cè)的開口部分成為透射過攝影光學(xué)系統(tǒng)后的光束、即成像光線的通過區(qū)域149(參照?qǐng)D3)。

在防塵過濾器承受部148的前面?zhèn)鹊膬?nèi)周緣部,在整周上形成有第3臺(tái)階部147c。在該第3臺(tái)階部147c的外周部上嵌合著由橡膠等軟質(zhì)材料形成的環(huán)狀的密封件156的內(nèi)周部而進(jìn)行了定位。在密封件156上設(shè)置有唇部,該唇部朝向外側(cè)擴(kuò)展成方錐狀且前端朝前方延伸,并形成為環(huán)狀。防塵過濾器119的背面?zhèn)鹊念A(yù)定部位與該唇部前端按壓接觸。由此,將光學(xué)LPF118的前面與防塵過濾器119的背面之間的空間維持成大致密閉狀態(tài)。即,上述密封件156作為對(duì)上述防塵部件(防塵過濾器119)與上述支架145之間的預(yù)定空間進(jìn)行密封的密封部件發(fā)揮作用。此外,上述防塵部件(防塵過濾器119)與上述支架145之間配置成隔著預(yù)定間隔。

在防塵過濾器119的前面?zhèn)?,具有用于使攝影光通過的開口部119b,沿著開口部119b的緣形成為環(huán)狀的由板狀的彈性部件構(gòu)成的按壓支撐部件(以下簡單稱作按壓部件)151配置成覆蓋防塵過濾器119的外周緣部。在本實(shí)施方式中形成為大致四邊形的畫框狀環(huán)狀,但該由板狀的彈性部件構(gòu)成的板狀的彈性部件只要具有用于使攝影光通過的開口部119b和沿著開口部119b的緣形成為環(huán)狀的部分即可,可以是任何形狀。即,可以是圓弧狀,也可以是后述的圖10所示那樣的形成有一部分直線部的圓弧狀。此外,按壓部件151例如是對(duì)不銹鋼、磷青銅、鈹銅等金屬制的薄板實(shí)施金屬板彎折加工而形成的部件。

該按壓部件151形成為具有:與防塵過濾器119的外周緣部中的相對(duì)的兩邊相對(duì)配置的支撐部151c;在與該支撐部151c的支撐面垂直的方向上朝向后方彎折形成的第1立起彎曲部151e;形成于該第1立起彎曲部151e的一部分上的多個(gè)固定部151d(在本實(shí)施方式中為四個(gè)部位;參照?qǐng)D3);與防塵過濾器119的外周緣部中的相對(duì)的其他兩邊相對(duì)配置且從前面?zhèn)瘸蚝蠓降拿芊饧?56(密封部件)(即在光軸O方向(Z方向)上)彈性地按壓該防塵過濾器119的按壓部即臂151b;彈性到支撐該臂151b的臂支撐部151a;以及在與該臂支撐部151a的支撐面垂直的方向上朝向后方彎折形成的第2立起彎曲部151f。

支撐部151c形成于大致四邊形畫框狀的四邊中的相對(duì)的兩邊上,與防塵過濾器119的外周緣部中的相對(duì)的兩邊隔開預(yù)定間隔而與該兩邊相對(duì)配置,形成了與防塵過濾器119平行的面。并且,支撐部151c形成為在沿著防塵過濾器119的外周緣部的方向上具有長邊的大致長方形。

多個(gè)固定部151d是為了將按壓部件151固定到支架145的防塵過濾器承受部148的面上而形成的部位。因此,多個(gè)固定部151d配置于按壓部件151的大致四角部附近,以將上述第1立起彎曲部151e的一部分朝向外側(cè)彎折的形式,形成為沿著支架145的防塵過濾器承受部148的面朝向外側(cè)延伸。并且,在多個(gè)固定部151d中穿設(shè)有螺釘孔151h。由此,按壓部件151使用通過固定部151d的螺釘孔151h而配置的螺釘150而被固定支撐于防塵過濾器承受部148上。另外,在多個(gè)固定部151d中的一部分(在本實(shí)施方式中為兩個(gè)固定部)上,形成有孔部151x,該孔部151x供從防塵過濾器承受部148朝向外部突出設(shè)置的兩根定位銷145a嵌合。這兩個(gè)孔部151x中的一個(gè)是圓孔,另一個(gè)是長孔。即,在按壓部件151被固定支撐于防塵過濾器承受部148上時(shí),通過將防塵過濾器承受部148的兩根定位銷145a分別嵌合到兩個(gè)孔部151x,進(jìn)行按壓部件151的定位。該情況下,將一個(gè)孔部151x設(shè)為了長孔是用于吸收部件制作上的尺寸誤差(銷位置或孔位置等)的措施。

臂151b形成于大致四邊形畫框狀的四邊中的、彼此相對(duì)的兩組邊中的一組上。并且,臂151b配置于夾著通過上述防塵部件的重心和上述施振部件的重心的假想軸而相互對(duì)稱的位置上,且配置于防塵過濾器119的外周緣部。其位置是使通過上述防塵部件的重心的假想軸的轉(zhuǎn)矩保持平衡的位置。此外,各臂151b由形成與防塵過濾器119平行的面的中央部分、和彈性地按壓防塵過濾器119的外周緣的板簧狀的按壓部分構(gòu)成,中央部分和按壓部分形成為在沿著防塵過濾器119的外周緣的方向上具有長邊的大致長方形。板簧狀的按壓部分通過將前端側(cè)朝向防塵過濾器119一側(cè)彎折來彈性地按壓防塵過濾器119的外周緣。并且,以如下方式形成有臂支撐部151a:該臂支撐部151a從該臂151b的大致中央部分起沿著通過上述防塵過濾器119的重心并垂直于上述假想線的假想線朝向該防塵過濾器119的外側(cè)延伸。因此,從正面?zhèn)扔^察按壓部件151時(shí)(參照?qǐng)D3)的臂支撐部151a和臂151b形成的形狀的為大致T字形狀。并且,在從圖3所示的正面?zhèn)扔^察時(shí),通過第2立起彎曲部151f進(jìn)行單側(cè)支撐成該大致T字形狀部與防塵過濾器119平行。即,成為在臂支撐部151a的前端部位一體地連接設(shè)置有臂151b、在臂支撐部151a的基端部位一體地連接設(shè)置有第2立起彎曲部151f的形式。利用該結(jié)構(gòu),將臂151b形成為從前面?zhèn)瘸蚝蠓?、即在沿著光軸O的方向(Z方向)上按壓防塵過濾器119的周緣部的彼此相對(duì)的兩邊。

另一方面,防塵過濾器119的背面?zhèn)?、即與光學(xué)LPF118相對(duì)一側(cè)的面隔著上述密封件156由防塵過濾器承受部148支撐。該密封件156由具有彈性的原料形成。

另外,在按壓部件151的臂151b的兩前端部位,設(shè)置有例如由橡膠或樹脂等具有振動(dòng)衰減性的有彈性的板狀材料、即振動(dòng)吸收材料構(gòu)成的彈性的承受部件152。由此,承受部件152介于在按壓部件151與防塵過濾器119之間。若將防塵過濾器119的振動(dòng)直接傳遞至按壓部件151,則有時(shí)會(huì)在按壓部件151中產(chǎn)生不需要的振動(dòng)從而妨礙防塵過濾器119的振動(dòng),或者產(chǎn)生可聽音。通過在防塵過濾器119與按壓部件115之間夾入具有振動(dòng)吸收性的樹脂材料或橡膠材料的密封件,阻礙振動(dòng)傳遞到按壓部件115。

此外,在按壓部件151的第1立起彎曲部151e的內(nèi)壁面上,配置有由與上述承受部件152相同的材料構(gòu)成的支撐部件154。在該支撐部件154上,抵接配置防塵過濾器119的外周端面中的兩個(gè)端面。由此,進(jìn)行防塵過濾器119的Y方向的定位。

另一方面,如圖3所示,在支架145上,設(shè)置有形成為從防塵過濾器承受部148起朝向前面突出的支撐部155。該支撐部155以夾著按壓部件151的各臂支撐部151a的方式,在其兩側(cè)分別形成有一對(duì)。并且,在該支撐部155的內(nèi)壁面也設(shè)置有支撐部件154,對(duì)該支撐部件154抵接配置防塵過濾器119的外周端面中的其他兩個(gè)端面。由此,進(jìn)行防塵過濾器119的X方向的定位。該支撐部件154也利用橡膠或樹脂等具有振動(dòng)衰減性的材料形成,從而不會(huì)阻礙防塵過濾器119的振動(dòng)。

在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中,不需要將承受部件152的配置位置(即防塵過濾器119的按壓位置)設(shè)定成在防塵過濾器119中產(chǎn)生的振動(dòng)的波節(jié)位置(將后述)。但是,如果將承受部件152的配置設(shè)定為振動(dòng)的波節(jié)位置,則即使增大按壓力也不會(huì)阻礙防塵過濾器119的振動(dòng),因此能夠構(gòu)成振動(dòng)振幅大、高效率的塵埃去除機(jī)構(gòu)。

此外,如上所述,在防塵過濾器119的周緣部與防塵過濾器承受部148之間,介入有具有環(huán)狀的唇部的密封件156,唇部與防塵過濾器119接觸配置。由此,密封件156從背面?zhèn)戎畏缐m過濾器119,并且將包括開口146在內(nèi)的空間設(shè)為了氣密狀態(tài)。

另外,當(dāng)將上述環(huán)狀唇部支撐防塵過濾器119的位置設(shè)定為在防塵過濾器119中產(chǎn)生的振動(dòng)的波節(jié)位置(將后述)時(shí),即使增大按壓力也基本不會(huì)阻礙防塵過濾器119的振動(dòng),因此當(dāng)然能夠構(gòu)成振動(dòng)振幅大、高效率的塵埃去除機(jī)構(gòu)。

此外,能夠通過將防塵過濾器119的按壓力設(shè)定為2N(牛頓)以下,構(gòu)成為即使不通過按壓部件151或密封件156按壓支撐振動(dòng)的波節(jié)位置,也基本不會(huì)阻礙防塵過濾器119的振動(dòng)

通過以上那樣的結(jié)構(gòu),本實(shí)施方式的數(shù)字照相機(jī)10中的攝像單元116具有形成為期望的大小的支架145,并使CCD117周圍成為氣密結(jié)構(gòu)。

另一方面,在上述防塵過濾器承受部148上,在與上述各個(gè)承受部件152相對(duì)的部位,配置有由與承受部件152相同的原料構(gòu)成的承受部件153。該承受部件153被配置為如下部件:在對(duì)防塵過濾器119施加按壓部件151的按壓方向的外力(光軸O方向(Z方向)且從前面朝向后方的外力)使得防塵過濾器119的平面位置發(fā)生了移位時(shí),支承該防塵過濾器119的背面?zhèn)取?/p>

并且,按壓部件151的支撐部151c成為如下部件:在對(duì)防塵過濾器119施加反按壓方向的外力從而使得防塵過濾器119的平面位置發(fā)生了移位時(shí),支承該防塵過濾器119。

支撐部151c形成于固定部151d的附近,因此反按壓力方向的力到第1立起彎曲部151e的內(nèi)壁與防塵過濾器119的外形相接觸的位置為止的距離非常短,支撐防塵過濾器119的支撐部151c的彎曲方向的彈簧常數(shù)非常大。因此,即使在防塵過濾器119受到較大的反按壓方向的力的情況下也能夠?qū)⑵湮灰埔种频梅浅P 4送?,?51b的最大位移量成為和防塵過濾器119的前面與支撐部151c之間的間隔大體一致的預(yù)定的位移量。即,臂151b的剛性小、彈簧常數(shù)也小且容易變形,但將位移抑制為了預(yù)定的較小的值,因此不會(huì)由于外力而較大移位并破損,或者防塵過濾器119的保持不會(huì)脫開。而且,支撐部151c與按壓部件151形成為一體,并且形成為板狀,因此按壓部件151所需的空間與以往的防塵部件按壓機(jī)構(gòu)相比基本沒有變化。

此處,將圖3的按壓部件151設(shè)為彈簧用磷青銅板、彈簧用鈹銅板、彈簧用不銹鋼板等金屬板或具有較高的彎曲強(qiáng)度的樹脂材料,在設(shè)其臂151b的板厚為t、楊氏模量為E、寬度為Wb、長度為Lb(展開長度)時(shí),臂151b的彈簧常數(shù)kb用下式表示:

kb=1/4·(E·Wb·t3)/Lb3。

另一方面,在將支撐部151c假定為單純的懸臂梁,設(shè)懸臂梁的寬度為Wc、長度為Lc、板厚為t、楊氏模量為E時(shí),同樣彈簧常數(shù)kc如下式:

kc=L/4·(E·Wc·t3)/Lc3。

此處,圖3所示的支撐部151c不是單純的懸臂梁,而具有比上述式子的值大的彈簧常數(shù),但為了簡單說明假定為懸臂梁,計(jì)算kc作為最小的彈簧常數(shù)。

在上述兩個(gè)式子中,假如Wb≒Wc,則各個(gè)彈簧常數(shù)kb,kc的比kc/kb為

kc/kb=I/(Lc/Lb)3,

與各個(gè)梁的長度Lb、Lc之比的立方成反比。

并且,具體而言,如果設(shè)為Lb=5mm、Lc=0.5mm,則彈簧常數(shù)的比kc/kb=1000,支撐部151c具有臂151b的彈簧常數(shù)的1000倍的彈簧常數(shù)。如果相對(duì)于預(yù)定的力的變形較小,則剛性變高,可以認(rèn)為剛性的比與彈簧常數(shù)成正比,因此支撐部151c的剛性是臂151b的剛性的1000倍。

并且,具有導(dǎo)電性圖案的撓性印刷基板157與作為施振部件的壓電元件120的端部電氣連接。設(shè)置該撓性印刷基板157是為了將來自防塵過濾器控制電路121的預(yù)定的電氣信號(hào)(后面敘述)輸入給壓電元件120。由此,壓電元件120接收防塵過濾器控制電路121的控制信號(hào)而產(chǎn)生預(yù)定的振動(dòng)。撓性印刷基板157由樹脂和銅箔等形成,具有柔軟性,所以使壓電元件120的振動(dòng)衰減的情況較少,而通過將壓電元件120設(shè)置在振動(dòng)振幅小的部位(后面敘述的振動(dòng)的波節(jié)位置),能夠進(jìn)一步抑制振動(dòng)的衰減。

另一方面,在本實(shí)施方式的數(shù)字照相機(jī)10中,具有下面敘述那樣結(jié)構(gòu)的抖動(dòng)校正用的防抖單元(以下稱作抖動(dòng)校正機(jī)構(gòu))。該情況下,壓電元件120相對(duì)于主體單元100進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)。因此,在將防塵過濾器控制電路121與主體單元100設(shè)置成一體的情況下,對(duì)防塵過濾器控制電路121與壓電元件120之間進(jìn)行電氣連接的撓性印刷基板157根據(jù)抖動(dòng)校正機(jī)構(gòu)的動(dòng)作而變形且其位置發(fā)生移位。該情況下,由于撓性印刷基板157由具有柔軟性且較薄的原料形成,因此對(duì)于減少抖動(dòng)校正機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)的負(fù)荷和進(jìn)行小型化是有效的。并且,在本實(shí)施方式中,將撓性印刷基板157設(shè)為了從其端部的一個(gè)部位拉出的簡單結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)是最適合于具有抖動(dòng)校正機(jī)構(gòu)的圖像設(shè)備(數(shù)字照相機(jī)10)的結(jié)構(gòu)。

另外,從防塵過濾器119的表面脫離的塵埃如后面所述,由于其振動(dòng)的慣性力和重力的作用,落到機(jī)身單元100的底面?zhèn)龋ㄏ路剑?。因此,如圖5所示,在本實(shí)施方式的數(shù)字照相機(jī)10中,在防塵過濾器119的下緣端119a附近配置了塵埃吸附部件159。該塵埃吸附部件159例如由粘接材料、粘接帶等具有粘接性部件的部件形成,用于通過可靠地吸附并保持防塵過濾器119振動(dòng)而從其表面脫離落下的塵埃,使這些塵埃不會(huì)再次附著到防塵過濾器119的表面。因此,如圖5所示,在按壓部件151中,在其外周緣部中的下端側(cè)的支撐部151c的一部分、且被下端側(cè)的兩個(gè)固定部151d夾著的區(qū)域中,形成有使支撐部151c的外周緣部在沿著光軸O的方向上(Z方向)且朝向后方的彎折部151g。并且,以圖5所示的形式將塵埃吸附部件159粘貼到該彎折部151g的內(nèi)側(cè)面且防塵過濾器119的下緣端119a附近的部位。

接著,對(duì)本實(shí)施方式的數(shù)字照相機(jī)10中的抖動(dòng)校正機(jī)構(gòu)進(jìn)行簡單說明。

如以上在圖1的說明中敘述那樣,本實(shí)施方式的數(shù)字照相機(jī)10中的抖動(dòng)校正機(jī)構(gòu)由X軸陀螺儀160、Y軸陀螺儀161、防振控制電路162、X軸致動(dòng)器163、Y軸致動(dòng)器164、X框165、Y框166(與上述支架145對(duì)應(yīng))、框架167、位置檢測傳感器168和致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路169等構(gòu)成。

X軸陀螺儀160檢測數(shù)字照相機(jī)10繞X軸的抖動(dòng)的角速度。Y軸陀螺儀161檢測數(shù)字照相機(jī)10繞Y軸的抖動(dòng)的角速度。

防振控制電路162根據(jù)來自X軸陀螺儀160和Y軸陀螺儀161的角速度信號(hào),運(yùn)算抖動(dòng)補(bǔ)償量。此處,在將沿著光軸O的方向設(shè)為Z軸方向時(shí),將在與光軸O垂直的XY平面內(nèi)分別與Z軸垂直的兩個(gè)軸設(shè)為X軸方向(第1方向)、Y軸方向(第2方向)。防振控制電路162根據(jù)計(jì)算出的抖動(dòng)補(bǔ)償量數(shù)據(jù),使CCD117在XY平面內(nèi)分別沿X軸方向和Y軸方向移動(dòng)預(yù)定量,以補(bǔ)償像抖動(dòng)。

X軸致動(dòng)器163是接收來自致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路169的驅(qū)動(dòng)信號(hào)從而沿X軸方向驅(qū)動(dòng)CCD117的驅(qū)動(dòng)源。Y軸致動(dòng)器164是接收來自致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路169的驅(qū)動(dòng)信號(hào)從而沿Y軸方向驅(qū)動(dòng)CCD117的驅(qū)動(dòng)源。X軸致動(dòng)器163和Y軸致動(dòng)器164采用組合了電磁旋轉(zhuǎn)電機(jī)和絲杠進(jìn)給機(jī)構(gòu)等的機(jī)構(gòu)、或使用了音圈電機(jī)的直進(jìn)電磁電機(jī)、或直進(jìn)壓電電機(jī)等。

并且,將X框165和搭載了CCD117的Y框166(支架145)構(gòu)成為相對(duì)于框架167移動(dòng)的移動(dòng)對(duì)象物。

位置檢測傳感器168是檢測X框165和Y框166(支架145)的位置的傳感器部件。

防振控制電路162使用位置檢測傳感器168的位置信息、或?qū)ξ恢眯畔⑦M(jìn)行微分后的速度信息,控制致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路169,以對(duì)搭載了CCD117的Y框166進(jìn)行用于抖動(dòng)校正的移動(dòng)控制,并且在超過可移位移動(dòng)的范圍后不驅(qū)動(dòng)X軸致動(dòng)器163和Y軸致動(dòng)器164。

接著,參照?qǐng)D4~圖12更具體地說明本實(shí)施方式的數(shù)字照相機(jī)10中的振動(dòng)裝置(塵埃去除機(jī)構(gòu))。圖4是取出示出本實(shí)施方式的數(shù)字照相機(jī)中的振動(dòng)裝置(塵埃去除機(jī)構(gòu))的主要結(jié)構(gòu)部(振子)的主要部分放大分解立體圖。圖5是示出本實(shí)施方式的數(shù)字照相機(jī)的振動(dòng)裝置中的塵埃吸附部件的配置的主要部分放大剖面圖。另外,圖5示出了沿著圖3的[5]-[5]線的剖面。圖6是放大示出本實(shí)施方式的數(shù)字照相機(jī)的振動(dòng)裝置中的防塵部件按壓機(jī)構(gòu)的主要部分的主要部分放大剖面圖。另外,圖6示出朝反按壓方向?qū)Ψ缐m過濾器施加了外力的狀態(tài),放大示出了圖2A的一部分(圖2a的箭頭[6]所示的附近)。

圖7A、圖7B、圖7C是說明在防塵過濾器中產(chǎn)生的振動(dòng)的情形(振動(dòng)模式1)的圖,圖7A示出防塵過濾器的主視圖,圖7B示出沿著[B]-[B]線的縱剖面圖,圖7C示出沿著[C]-[C]線的橫剖面圖。圖8A、圖8B、圖8C是說明振動(dòng)裝置中的防塵過濾器的振動(dòng)的產(chǎn)生概念的圖,圖8A示出防塵過濾器的主視圖,圖8B示出沿著[B]-[B]線的縱剖面圖,圖8C示出沿著[C]-[C]線的橫剖面圖。圖9A、圖9B、圖9C是用于說明在振動(dòng)裝置中的防塵過濾器中產(chǎn)生的振動(dòng)的情形(振動(dòng)模式3)的圖,示出了與圖8A、圖8B、圖8C示出的振動(dòng)不同的振動(dòng)的情況。圖10是示出振動(dòng)裝置中的防塵過濾器的不同形式、及此時(shí)的防塵部件按壓機(jī)構(gòu)的圖。圖11是示出振動(dòng)裝置中的防塵過濾器的另一不同形式的圖。圖12是用于說明在振動(dòng)裝置中的防塵過濾器中產(chǎn)生的駐波的示意圖、且與圖7B的縱剖面圖對(duì)應(yīng)。

防塵過濾器119形成為具有至少一條關(guān)于某個(gè)對(duì)稱軸對(duì)稱的邊,整體形成多邊形的板狀(在本實(shí)施方式中為四邊形),至少從能夠獲得最大的振動(dòng)振幅的位置起沿放射方向具有預(yù)定擴(kuò)展度的區(qū)域構(gòu)成透明部。此外,防塵過濾器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而成為具有一條邊的D形狀,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,利用上述安裝機(jī)構(gòu)(支架145、按壓部件151等)在光學(xué)LPF118的前面?zhèn)雀糸_預(yù)定間隔地相對(duì)配置該防塵過濾器119的透明部。

并且,在防塵過濾器119的一個(gè)面(在本實(shí)施方式中為背面?zhèn)龋┑纳蟼?cè)外周緣部附近,通過例如粘接劑的粘接等方法,固定設(shè)置了用于對(duì)防塵過濾器119施加振動(dòng)的施振部件即壓電元件120。通過在防塵過濾器119上配置壓電元件120,形成振子170(參照?qǐng)D4)。在對(duì)壓電元件120施加了預(yù)定的頻率電壓時(shí),該振子170共振振動(dòng),并以較大的振幅產(chǎn)生圖7A、圖7B、圖7C所示的彎曲振動(dòng)。

如圖4所示,在壓電元件120上形成有信號(hào)電極171和信號(hào)電極172,信號(hào)電極172設(shè)在與該信號(hào)電極171相對(duì)的背面,并通過側(cè)面繞到具有上述信號(hào)電極171的一側(cè)的面。并且,上述撓性印刷基板157分別與信號(hào)電極171和信號(hào)電極172電氣連接。該撓性印刷基板157與防塵過濾器控制電路121連接。利用該結(jié)構(gòu),防塵過濾器控制電路121通過撓性印刷基板157對(duì)上述信號(hào)電極171、172施加具有預(yù)定周期的驅(qū)動(dòng)電壓,能夠使防塵過濾器119產(chǎn)生圖7A、圖7B、圖7C所示的二維駐波彎曲振動(dòng)(設(shè)為振動(dòng)模式1)。

圖7A、圖7B、圖7C所示的彎曲振動(dòng)表示駐波振動(dòng),圖7A所示的網(wǎng)眼狀的區(qū)域173表示振動(dòng)的波節(jié)區(qū)域(振動(dòng)振幅小的區(qū)域)。該網(wǎng)眼狀的區(qū)域173關(guān)于通過防塵過濾器119的重心的假想線大致對(duì)稱。

另外,在圖7A、圖7B、圖7C中,標(biāo)號(hào)119a表示防塵過濾器119的重心。標(biāo)號(hào)120a表示壓電元件120的重心。標(biāo)號(hào)149表示成像光線的通過區(qū)域。標(biāo)號(hào)173表示波節(jié)區(qū)域(振動(dòng)振幅小的區(qū)域)。標(biāo)號(hào)174表示振動(dòng)振幅的波峰的峰線。標(biāo)號(hào)175表示中心振動(dòng)區(qū)域。標(biāo)號(hào)175a表示中心振動(dòng)區(qū)域的重心。標(biāo)號(hào)180表示支撐區(qū)域。用標(biāo)號(hào)181示出的雙點(diǎn)劃線表示密封件156的接觸部。

在振動(dòng)速度大的情況下,如圖7A所示,在波節(jié)區(qū)域173的間隔小時(shí),在波節(jié)區(qū)域173產(chǎn)生大的面內(nèi)振動(dòng),使處于波節(jié)區(qū)域173的塵埃沿面內(nèi)振動(dòng)方向產(chǎn)生大的慣性力(參照后面敘述的圖12的質(zhì)點(diǎn)Y2的運(yùn)動(dòng)。以波節(jié)為中心,在Y2和Y2’之間進(jìn)行圓弧振動(dòng))。如果使防塵過濾器119面朝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7A中的白色區(qū)域表示振動(dòng)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(dòng)而賦予的慣性力來去除。也可以通過在波節(jié)區(qū)域173具有振幅的其他振動(dòng)模式來施振而去除附著在振動(dòng)的波節(jié)區(qū)域173中的塵埃。

圖7A、圖7B、圖7C所示的彎曲的振動(dòng)模式1通過對(duì)X方向的彎曲振動(dòng)和Y方向的彎曲振動(dòng)進(jìn)行合成而形成。圖8A、圖8B、圖8C示出該合成的基本狀態(tài)的情形。如圖8A、圖8B、圖8C所示,在該例中,將關(guān)于防塵過濾器119的中心軸X對(duì)稱地配置兩個(gè)壓電元件120、121而成的部件設(shè)為振子170。將該振子170放置在海綿等幾乎沒有振動(dòng)衰減的部件上并使其自由振動(dòng)。該情況下,能夠容易地獲得產(chǎn)生圖8A、圖8B、圖8C所示的網(wǎng)格狀的波節(jié)區(qū)域173的振動(dòng)(參照上述日本特開2007-267189號(hào)公報(bào))。該情況下,在X方向產(chǎn)生波長λx的駐波彎曲振動(dòng),而且在Y方向產(chǎn)生波長λy的駐波彎曲振動(dòng)。圖8A、圖8B、圖8C示出了將兩種駐波(λx、λy)合成后的狀態(tài)。

此處,在圖8A中,如果將用標(biāo)號(hào)O示出的點(diǎn)設(shè)為坐標(biāo)x=0、y=0的原點(diǎn),在將振幅設(shè)為A(此處是設(shè)為固定值,但實(shí)際上根據(jù)振動(dòng)模式和輸入到壓電元件的功率而變化),將對(duì)應(yīng)于振動(dòng)模式的固有振動(dòng)的次數(shù)設(shè)為m、n(包含0的正整數(shù)),將任意的相位角設(shè)為γ時(shí),該圖中的任意的點(diǎn)P(x,y)的Z方向(與XY平面垂直的方向)的振動(dòng)Z(x,y)利用下式(1)表示。即,

Z(x,y)=A·Wmn(X,y)·cos(γ)

+A·Wnm(x,Y)·sin(γ)…(1)

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)

其中,例如在假設(shè)相位角γ=0時(shí),上述式(1)成為下式,

Z(X,y)=A·Wmn(x,y)

=A·sin(n·π·x/λx+π/2)

·sin(m·π·y/λy+π/2)

其中,在假設(shè)λx=λy=λ=1時(shí)(將彎曲的波長設(shè)為單位長度來表述x,y)成為下式,

Z(K,y)=A·Wmn(X,y)

=A·sin(n·π·x+π/2)

·sin(m·π·y+π/2)

圖8A、圖8B、圖8C表示m=n時(shí)的振動(dòng)模式(X方向、Y方向的振動(dòng)的次數(shù)和波長相同,所以防塵過濾器119的形狀為正方形),在X方向、Y方向以相等間隔出現(xiàn)振動(dòng)的波峰、波節(jié)、波谷,振動(dòng)的波節(jié)區(qū)域173以棋盤狀出現(xiàn)(以往的振動(dòng)模式)。并且,在m=0、n=1的情況下的振動(dòng)模式時(shí),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(dòng)。在上述的棋盤狀或與邊平行的振動(dòng)模式時(shí),X方向、Y方向的振動(dòng)只獨(dú)立出現(xiàn),在棋盤狀的振動(dòng)的X方向和Y方向的交點(diǎn)處也合成振動(dòng)且振動(dòng)振幅不會(huì)變大。

其中,當(dāng)使防塵過濾器119的形狀成為略微偏長方形時(shí),即使如本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)那樣沿一條邊配置壓電元件,也成為振動(dòng)振幅非常大的振動(dòng)模式(最大振幅與以往的圓形防塵過濾器為相同的水平)。此時(shí),成為圖7A、圖7B、圖7C所示的振動(dòng)模式1,盡管防塵過濾器119是矩形,但振動(dòng)振幅的波峰的峰線174相對(duì)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而形成駐波。

此外,圖9A、圖9B、圖9C表示通過改變圖7A、圖7B、圖7C的防塵過濾器119的施振用頻率而產(chǎn)生的另一振動(dòng)模式(設(shè)為振動(dòng)模式3),該振動(dòng)模式是形成包圍邊的中心的振動(dòng)振幅的波峰的峰線174的振動(dòng)模式。

在圖7A、圖7B、圖7C中,振子170的防塵過濾器119是30.5mm(X方向:LA)×31.5mm(Y方向:LB)×0.65mm(厚度)的玻璃板。此外,壓電元件120利用21mm(X方向)×3mm(Y方向)×0.8mm(厚度)的鋯鈦酸鉛陶瓷制成。并且,在該防塵過濾器119的背面?zhèn)鹊念A(yù)定位置、即防塵過濾器119的上側(cè)外周緣部附近,利用環(huán)氧樹脂類的粘接劑將壓電元件120粘接固定在關(guān)于防塵過濾器119的Y軸中心左右對(duì)稱的位置處。此時(shí),圖7A、圖7B、圖7C所示的振動(dòng)模式的共振頻率為78kHz左右,在防塵過濾器119的中央位置,能夠獲得與在該四邊形的防塵過濾器119所內(nèi)接的大小的圓形中形成防塵過濾器時(shí)大致匹敵的最大振動(dòng)速度、振動(dòng)振幅。

圖10示出了振子170和按壓部件151的變形例。該變形例的防塵過濾器119切去圓板狀的一部分而形成一條邊D。

即,形成了具有關(guān)于Y方向的對(duì)稱軸對(duì)稱的一邊D、整體大致D形狀的防塵過濾器119。壓電元件120以與該一邊D平行而且關(guān)于包含該一邊D的中點(diǎn)Y1的軸線(即Y方向的對(duì)稱軸Y)對(duì)稱的方式固定配置在防塵過濾器119的面上。

如果以圖10所示的形狀來形成防塵過濾器119的形狀,則關(guān)于防塵過濾器119的中心(也可以認(rèn)為是重心)的形狀對(duì)稱性提高,更容易形成圖7A、圖7B、圖7C所示的振動(dòng)狀態(tài)。另外,當(dāng)然相比圓形,防塵過濾器的形狀變得更小。

另外,對(duì)于由于與一邊D平行地配置壓電元件120,而因產(chǎn)生缺口而產(chǎn)生的關(guān)于振動(dòng)的非對(duì)稱性,能夠通過提高剛性形成更對(duì)稱的形式,使得更容易形成所要求的振動(dòng)狀態(tài)。另外此處,圖10中的長邊、短邊如圖所示,一邊沿著防塵過濾器119的上述一邊,與其相對(duì)的邊與上述一邊平行,并成為面積與防塵過濾器119相同的假想矩形176(圖10的用雙點(diǎn)劃線示出的矩形)的一邊,與該一邊垂直的邊同樣地成為面積與防塵過濾器119相同的假想矩形176的邊。

另一方面,在按壓部件151中,主體部151i以沿著防塵過濾器119的外形的方式形成為筒狀,臂151b從在主體部151i的內(nèi)周側(cè)延伸的多個(gè)臂支撐部151a的端部起沿著防塵過濾器119的外周延伸,在臂151b的端部經(jīng)由承受部件152對(duì)防塵過濾器119進(jìn)行按壓支撐。此外,在按壓部件151的主體部151i的外周側(cè),多個(gè)固定部151d延伸,并用螺釘?shù)裙潭ǖ街Ъ?45。并且,在臂151b由于外力而移位預(yù)定量時(shí),被在主體部151i的內(nèi)周側(cè)延伸出的多個(gè)支撐部151c支撐。

支撐部151c的彈簧常數(shù)比由彈性材料形成的按壓部件151的臂151b的彈簧常數(shù)大,從而支撐部151c當(dāng)然具有防止臂151b的過度變形和永久變形的功能,支撐部151c相對(duì)于假定的外力也具有充分的剛性。

為了將防塵過濾器119的按壓力設(shè)定為2N(牛頓)以下,將一個(gè)臂15lb采用了更小的剛性。此外,防塵過濾器119的X方向、Y方向的定位由多個(gè)支撐部件154進(jìn)行,該多個(gè)支撐部件154配置于防塵過濾器119與按壓部件151的支撐部151c之間,并設(shè)置于支撐部151c上。

并且,在防塵過濾器119與支架145之間,介入有密封件156。由此,密封件156從背面?zhèn)戎畏缐m過濾器119,并且使防塵過濾器119與支架145之間的空間成為塵埃不會(huì)進(jìn)入到該空間內(nèi)的水平的氣密狀態(tài)。

圖11示出了振子170的另一變形例。在該另一變形例中,防塵過濾器119通過關(guān)于圓板狀對(duì)稱地設(shè)置缺口來形成平行的兩條邊。即,形成為具有兩條關(guān)于Y方向的對(duì)稱軸Y對(duì)稱的邊的防塵過濾器119。該情況時(shí),壓電元件120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(dāng)形成這種形式時(shí),高效地配置壓電元件120,因而能夠形成更小型的振子170。另外這里,圖11中的短邊、長邊如圖所示,成為假想矩形176的長邊、短邊,該假想矩形176的一邊以及與其相對(duì)的邊沿著防塵過濾器119的兩條邊,面積與防塵過濾器119相等。即使是該防塵過濾器119的形式,也能夠應(yīng)用與圖10所示形式的按壓部件151相同的按壓部件,能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的防塵過濾器119的防塵部件按壓機(jī)構(gòu)。

下面,使用圖12具體說明塵埃的去除。

在對(duì)沿圖12的箭頭177所示的方向被實(shí)施極化的壓電元件120施加了預(yù)定的頻率電壓時(shí),在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)t0,振子170成為圖12的實(shí)線所示的狀態(tài)。

在將振動(dòng)的角速度設(shè)為ω、將Z方向的振幅設(shè)為A、并且設(shè)為Y=2πy/λ(λ:彎曲振動(dòng)的波長)時(shí),位于振子170表面的任意位置y處的質(zhì)點(diǎn)Y1在任意時(shí)刻t的Z方向的振動(dòng)z利用下面的式(2)表示如下:

Z=Asin(Y)·cos(ωC)…(2)

該式(2)表示圖7A、圖7B、圖7C所示的駐波振動(dòng)。即,在y=s·λ/2時(shí)(其中,s為整數(shù)),Y=sπ,sin(Y)為零。因此,與時(shí)間無關(guān),每個(gè)λ/2都具有Z方向的振動(dòng)振幅為零的波節(jié)178,這是駐波振動(dòng)。在圖12中虛線所示的狀態(tài)表示相對(duì)于時(shí)間t0的狀態(tài)振動(dòng)為反相的狀態(tài)、即t=kπ/ω的狀態(tài)(其中,k為奇數(shù))。

防塵過濾器119上的點(diǎn)Y1的振動(dòng)成為彎曲駐波的振動(dòng)的波腹179的位置,所以振動(dòng)振幅為A,Z方向的點(diǎn)Y1的位置z(Y1)成為:

z(Y1)=Acos(ωt)…(3)。

在將振動(dòng)的頻率設(shè)為f時(shí),由于ω=2πf,所以Y1的振動(dòng)速度Vz(Y1)為,將上述式(3)按照時(shí)間進(jìn)行微分后,成為:

Vz(Y1)=d(z(Y1))/dt

=-2πf·Asin(ωt)…(4)。

再將上述式(3)按照時(shí)間進(jìn)行微分后,Y1的振動(dòng)加速度αz(Y1)成為:

αz(Y1)=d(Vz(Y1))/dt

=-4π2f2·Acos(ωt)…(5),

附著在Y1上的塵埃79受到上述式(5)的加速度。此時(shí),將塵埃79的質(zhì)量設(shè)為M,塵埃79受到的慣性力Fk成為:

Fk=αz(Y1)·M

=-4π2f2·Acos(ψt)·M…(6)。

根據(jù)上式(6),當(dāng)提高頻率f時(shí),慣性力Fk變大,所以可知是有效的,但如果此時(shí)的振動(dòng)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(dāng)使產(chǎn)生施振的振動(dòng)能量的壓電元件120的大小一定時(shí),只能產(chǎn)生預(yù)定的振動(dòng)能量。因此,當(dāng)在相同形式的振動(dòng)模式下提高頻率時(shí),振動(dòng)振幅A與頻率f的平方成反比,在提高共振頻率以成為高次的共振模式時(shí),振動(dòng)振幅降低,振動(dòng)速度不能提高,振動(dòng)加速度也不能提高。反之,當(dāng)頻率提高時(shí),難以實(shí)現(xiàn)理想的共振,振動(dòng)能量損失增大,振動(dòng)加速度下降。

即,如果單純地以共振模式來產(chǎn)生振動(dòng),將不能成為具有大的振幅的模式,導(dǎo)致塵埃去除的效果明顯惡化。此外,在圖12的防塵過濾器119的保持中,支撐振動(dòng)的波節(jié)即可,但如果支撐振動(dòng)的波腹,則會(huì)阻礙所產(chǎn)生的振動(dòng),從而顯著降低振動(dòng)加速度,結(jié)果降低塵埃的去除性能。在本實(shí)施方式中,通過以沿著防塵過濾器119的外周部的方式形成懸臂梁狀的臂151b來將按壓力設(shè)為2N以下,構(gòu)成為即使支撐例如振動(dòng)的波腹部分,也基本不會(huì)阻礙振動(dòng)。

具體而言,構(gòu)成為通過例如后述的圖19、圖20、圖21(將后述的第2實(shí)施方式)所示的由畫框狀的橡膠材料構(gòu)成的密封件156承受防塵過濾器119的背面,改變施加到壓電元件120的電壓的頻率,分別產(chǎn)生圖7A、圖7B、圖7C所示的振動(dòng)模式1,圖9A、圖9B、圖9C所示的振動(dòng)模式3以及具有與防塵過濾器119的一條邊平行的波節(jié)的振動(dòng)模式2,用預(yù)定的力量按壓防塵過濾器119外周部的不是振動(dòng)波節(jié)的位置。并且,測量此時(shí)的防塵過濾器119的中央部的最大振動(dòng)速度V,最大振動(dòng)速度V與在將對(duì)防塵過濾器119的按壓力設(shè)為了零的情況下(其中施加防塵過濾器119的重量)的防塵過濾器119的中央部的最大振動(dòng)速度Vmax1之比V/Vmax1如圖23所示。

在將按壓力設(shè)為2N以下時(shí),在振動(dòng)模式1和振動(dòng)模式3中,V/Vmax1為70%以上,相對(duì)于將按壓力設(shè)為了零的情況振動(dòng)速度的降低為30%以下。該按壓造成的振動(dòng)速度的降低率小于等于按壓圓板狀的防塵過濾器的圓環(huán)狀的振動(dòng)波節(jié)的情況的降低率。振動(dòng)的波節(jié)不進(jìn)行振幅方向(圖12的Z方向)的振動(dòng),但如圖12所示那樣繞波節(jié)進(jìn)行圓弧振動(dòng),如果是本發(fā)明的防塵部件按壓機(jī)構(gòu),則能夠?qū)磯毫p小到極限,能夠?qū)⒗@振動(dòng)波節(jié)的振動(dòng)阻礙設(shè)為最小,能夠得到較大的振動(dòng)速度。并且,如果將按壓力設(shè)為1N左右,則根據(jù)圖23,能夠?qū)崿F(xiàn)與按壓力為零的情況相比基本不發(fā)生變化的振動(dòng)速度,能夠?qū)崿F(xiàn)具有最大的塵埃去除效果的振動(dòng)裝置。

在設(shè)振子170的質(zhì)量為m、重力加速度為g(其中重力加速度為1G=9.8m/s2)的情況下,為了防止振子170僅由于改變振動(dòng)裝置的姿勢就移位,按壓力的最低設(shè)定值Fmin為Fmin>g·m,更具體而言,F(xiàn)min=2·g·m,之前敘述的形狀、材質(zhì)的防塵過濾器119由于m=2g左右以下,因此為0.04N左右以上。在考慮到部件和組裝的偏差時(shí),優(yōu)選乘以10倍左右的安全系數(shù),將按壓力的最低設(shè)定值Fmin設(shè)定為0.4N左右。另一方面,關(guān)于外力F,假定在裝置下落時(shí)施加幾百G左右的加速度的情況,具體而言在設(shè)為了500G的情況下,外力F=9.8N。在將按壓力設(shè)為了0.4N的情況下,外力為按壓力的24.5倍,在以往的按壓部件時(shí),發(fā)生較大移位且簡單地進(jìn)行塑性變形。但是,本發(fā)明的按壓部件151具有支撐部151c,其剛性為產(chǎn)生按壓力的臂151b的剛性的1000倍以上(彈簧常數(shù)也為1000倍以上)左右,因此在臂151b變形了預(yù)定量后,支撐部151c受到減去臂151b的預(yù)定量變形所需的力△f后的外力F′=F-△f,僅移位了移位量Z1。此處,在設(shè)支撐部151c的彈簧常數(shù)為k1、預(yù)定的按壓力F1時(shí)的臂151b的移位量為Z2、臂151b的彈簧常數(shù)為k2時(shí),F(xiàn)’=Zl·kl、Fl=Z2·k2,Zl/Z2=F′/Fl·k2/kl。在設(shè)為kl/k2=1000,假如F’=9.8N、F1=0.4N時(shí),Zl/Z2=1/41,支撐部151c的移位量是臂151b的移位量的1/41,不會(huì)受到較大的應(yīng)力,并且按壓部件151所需的空間與以往的防塵部件按壓機(jī)構(gòu)所需的空間相比基本沒有變化。在實(shí)用上設(shè)定為Z1/Z2=1/10左右即可,該情況下將支撐部151c的剛性(彈簧常數(shù))設(shè)定為臂151b的250倍左右(或者其以上)即可。

另一方面,盡管防塵過濾器119是矩形,但在圖7A、圖7B、圖7C所示的振動(dòng)模式1中,振動(dòng)振幅的波峰的峰線174相對(duì)于光軸中心構(gòu)成閉合曲線。并且,在圖9A、圖9B、圖9C所示的振動(dòng)模式3中,振動(dòng)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。

其中,在所有的振動(dòng)模式中,圖7A、圖7B、圖7C的振動(dòng)模式1的中央部的最大振動(dòng)速度最大,為Vmax1。此外,圖9A、圖9B、圖9C的振動(dòng)模式3相比振動(dòng)模式1,中央部的最大振動(dòng)速度降低至超過70%的程度。并且,在振動(dòng)模式2中,中央部的最大振動(dòng)速度為振動(dòng)模式1的中央部的最大振動(dòng)速度的40%以下程度,振動(dòng)速度最低,但在將按壓力設(shè)為1N左右時(shí),基本能夠得到與將按壓力設(shè)為了零時(shí)相同的振動(dòng)速度,從而本發(fā)明的防塵部件按壓機(jī)構(gòu)發(fā)揮充分的效果。

另一方面,在振動(dòng)模式1的情況下,在按壓力2N左右時(shí),相對(duì)于按壓力,振動(dòng)速度的變化較大,但在將按壓力設(shè)為1N左右時(shí),能夠大致確保Vmax1的振動(dòng)速度,相對(duì)于按壓力的偏差,振動(dòng)速度沒有變化,能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的防塵部件按壓機(jī)構(gòu)。此外,在振動(dòng)模式1中,即使將按壓力設(shè)為2N左右,在本發(fā)明的防塵部件按壓機(jī)構(gòu)中,也能夠沿著防塵過濾器119的外周形成較長的懸臂梁狀的臂151b,能夠減小臂151b的彈簧常數(shù),相對(duì)于臂151b的移位,按壓力的變化較小,能夠相對(duì)于部件和組裝的偏差減小按壓力的變動(dòng)。

為了高效地形成該合成駐波,防塵過濾器119的形狀尺寸起到很大作用,相比將防塵過濾器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即設(shè)為正方形的方法,在將縱橫比設(shè)定為小于1時(shí),盡管僅配置了一個(gè)壓電元件120,但成為防塵過濾器119的中央位置的Z方向的振動(dòng)速度最大的區(qū)域。實(shí)際上,優(yōu)選防塵過濾器119的縱橫比(短邊/長邊)為0.9以上且小于1。

這樣,在振動(dòng)振幅的波峰的峰線174相對(duì)于光軸中心構(gòu)成閉合曲線的振動(dòng)、和構(gòu)成包圍邊中心的曲線的振動(dòng)中,能夠產(chǎn)生與防塵過濾器119是圓板狀的形狀時(shí)產(chǎn)生的同心圓狀的振動(dòng)的振幅同等的振動(dòng)速度。在單純地產(chǎn)生與邊平行的振動(dòng)振幅的振動(dòng)模式中,只能獲得圖7A、圖7B、圖7C的振動(dòng)模式1的十分之一到幾分之一左右的振動(dòng)加速度。

并且,在振動(dòng)振幅的波峰的峰線174構(gòu)成閉合曲線的振動(dòng)、和構(gòu)成包圍邊中心的曲線的振動(dòng)中,振子170的中心的振動(dòng)速度最大,越是周邊的閉合曲線或包圍曲線,振動(dòng)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O對(duì)準(zhǔn),還具有越是中心的畫質(zhì)高的地方、越不容易攝入塵埃79的優(yōu)點(diǎn)。

另外,對(duì)于成像光線通過區(qū)域149內(nèi)的振動(dòng)振幅小的區(qū)域即波節(jié)區(qū)域173,當(dāng)然可以通過改變提供給壓電元件120的驅(qū)動(dòng)頻率而以不同的振動(dòng)模式(具體而言為圖23的振動(dòng)模式1和振動(dòng)模式3等)共振,由此改變波節(jié)177的位置,能夠去除塵埃79。

另外,位于圖7A、圖7B、圖7C、圖9A、圖9B、圖9C的四角的支撐區(qū)域180是幾乎沒有振動(dòng)振幅的區(qū)域,因此在向Z方向按壓該部分時(shí),如果通過橡膠等具有振動(dòng)衰減性的承受部件153來支撐防塵過濾器119,則基本不產(chǎn)生振動(dòng)的衰減,能夠進(jìn)行可靠的按壓。即,橡膠等的承受部件153允許防塵過濾器119的面內(nèi)方向的振動(dòng),所以幾乎不會(huì)使面內(nèi)方向的振動(dòng)衰減。當(dāng)然,即使在施加了100G左右的外力的情況下,也能夠支承防塵過濾器119。在此處示出的承受部件153的結(jié)構(gòu)中,容易制成受到幾十N外力的結(jié)構(gòu)。

另一方面,承受防塵過濾器119的密封件156還必須設(shè)在具有振動(dòng)振幅的區(qū)域,但在本實(shí)施方式的振動(dòng)模式中,越到周邊的振動(dòng)振幅的波峰位置處,振動(dòng)振幅越小,因此,通過利用唇形狀來承受防塵過濾器119的周邊部,在彎曲振動(dòng)振幅方向上不會(huì)較強(qiáng)地作用力,由于原先的振動(dòng)振幅較小,因此能夠極大程度地減小密封件156引起的振動(dòng)的衰減。在本實(shí)施方式中,如圖5、圖8A、圖8B、圖8C所示,構(gòu)成為了密封件接觸部181較多地接觸振動(dòng)振幅小的區(qū)域即波節(jié)區(qū)域173,所以振動(dòng)衰減更小。并且,密封件156的唇形狀在Z方向上具有彈簧性,能夠減小其彈簧常數(shù),能夠相對(duì)于Z方向的移位減小按壓力的變動(dòng),從而能夠確保穩(wěn)定的按壓力。此外,即使在施加了外力的情況下,防塵過濾器119與支撐部151c的間隔也較小,由于唇部的彈簧性,密封件156在Z方向上移位,從而保證防塵過濾器119與光學(xué)LPF118之間的空間的密閉性。

另外,使壓電元件120振動(dòng)的上述預(yù)定的頻率根據(jù)構(gòu)成振子170的防塵過濾器119的形狀尺寸、材質(zhì)、支撐的狀態(tài)而確定,但通常溫度成為影響振子170的彈性系數(shù)并使其固有振動(dòng)數(shù)變化的一個(gè)主要原因。因此,在應(yīng)用時(shí),優(yōu)選測量其溫度并考慮其固有振動(dòng)頻率的變化。該情況時(shí),在數(shù)字照相機(jī)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),將根據(jù)溫度傳感器的測量溫度預(yù)先確定的振子170的振動(dòng)頻率的校正值存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器128中,將測量溫度和校正值讀入到Bucom101中,并運(yùn)算驅(qū)動(dòng)頻率作為防塵過濾器控制電路121的驅(qū)動(dòng)頻率,由此能夠相對(duì)于溫度變化產(chǎn)生效率良好的振動(dòng)。

下面,說明本實(shí)施方式的數(shù)字照相機(jī)10的防塵過濾器控制電路121。圖13是概略示出數(shù)字照相機(jī)10的機(jī)身單元100中的防塵過濾器控制電路121的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖14A、圖14B、圖14C、圖14D是從圖13的防塵過濾器控制電路121的各個(gè)結(jié)構(gòu)部件輸出的Sig1、Sig2、Sig3、Sig4的各個(gè)信號(hào)形式的時(shí)序圖。

防塵過濾器控制電路121具有圖13所示的電路結(jié)構(gòu),在其各個(gè)部分中生成利用圖14A、圖14B、圖14C、圖14D的時(shí)序圖表示的波形的信號(hào)(Sig1~Sig4),根據(jù)這些信號(hào)如下進(jìn)行控制。

防塵過濾器控制電路121如圖13所示,由N進(jìn)位計(jì)數(shù)器182,1/2分頻電路183,反相器184,多個(gè)MOS晶體管Q00、Q01、Q02,變壓器185和電阻R00構(gòu)成。

通過與所述變壓器185的一次側(cè)連接的MOS晶體管Q01和MOS晶體管Q02的導(dǎo)通/截止切換動(dòng)作,在該變壓器185的二次側(cè)產(chǎn)生預(yù)定周期的信號(hào)(Sig4),根據(jù)該預(yù)定周期的信號(hào)來驅(qū)動(dòng)壓電元件120,使固定安裝有防塵過濾器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(gè)IO端口P_PwCont和IO端口D_NCnt、以及位于該Bucom101內(nèi)部的時(shí)鐘產(chǎn)生器186,如下控制防塵過濾器控制電路121。

時(shí)鐘產(chǎn)生器186以與施加給壓電元件120的信號(hào)頻率相比充分快的頻率將脈沖信號(hào)(基本時(shí)鐘信號(hào))輸出到N進(jìn)位計(jì)數(shù)器182。該輸出信號(hào)是圖14A的時(shí)序圖表示的波形的信號(hào)Sig1。并且,該基本時(shí)鐘信號(hào)被輸入到N進(jìn)位計(jì)數(shù)器182。

N進(jìn)位計(jì)數(shù)器182對(duì)該脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù),每當(dāng)達(dá)到預(yù)定的值“N”時(shí),輸出計(jì)數(shù)結(jié)束脈沖信號(hào)。即,將基本時(shí)鐘信號(hào)分頻為1/N。該輸出信號(hào)是圖14B的時(shí)序圖表示的波形的信號(hào)Sig2。

該分頻后的脈沖信號(hào)的高電平與低電平的占空比不會(huì)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(hào)對(duì)應(yīng)于圖14C的時(shí)序圖表示的波形的信號(hào)Sig3。

在該轉(zhuǎn)換后的脈沖信號(hào)的高電平的狀態(tài)時(shí),被輸入了該信號(hào)的MOS晶體管Q01導(dǎo)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(hào)。因此,在脈沖信號(hào)的低電平的狀態(tài)時(shí),被輸入了該信號(hào)的MOS晶體管Q02導(dǎo)通。當(dāng)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(dǎo)通時(shí),在二次側(cè)產(chǎn)生圖14D的信號(hào)Sig4那樣的周期信號(hào)。

根據(jù)電源電路135的單元的輸出電壓和驅(qū)動(dòng)壓電元件120所需要的電壓來確定變壓器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(dòng)壓電元件120時(shí),MOS晶體管Q00處于導(dǎo)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(dǎo)通/截止控制通過Bucom101的IO端口P_PwCont來進(jìn)行。N進(jìn)位計(jì)數(shù)器182的設(shè)定值“N”能夠根據(jù)Bucom101的IO端口D_NCnt來設(shè)定,因此Bucom101能夠通過適當(dāng)控制設(shè)定值“N”,任意變更壓電元件120的驅(qū)動(dòng)頻率。

此時(shí),能夠利用下面的式(7)計(jì)算頻率。即,

fdrv=fpls/2N…(7)

其中,N表示對(duì)N進(jìn)位計(jì)數(shù)器182的設(shè)定值,fpls表示時(shí)鐘產(chǎn)生器186的輸出脈沖的頻率,fdrv表示施加給壓電元件120的信號(hào)的頻率。

另外,由Bucom101的CPU(控制單元)進(jìn)行基于該式(7)的運(yùn)算。

接著,參照?qǐng)D15和圖16在下面說明Bucom101進(jìn)行的控制。圖15是示出本實(shí)施方式的數(shù)字照相機(jī)10的動(dòng)作控制的流程圖,且例示了Bucom101進(jìn)行的照相機(jī)程序(主例程)的步驟。

在數(shù)字照相機(jī)10的機(jī)身單元100的電源開關(guān)(未圖示)被進(jìn)行了接通(ON)操作后,圖15所示的流程圖涉及的、能通過Bucom101進(jìn)行工作的控制程序開始其工作。

首先,執(zhí)行用于起動(dòng)該數(shù)字照相機(jī)10的處理(步驟S101)。即,控制電源電路135,向構(gòu)成該數(shù)字照相機(jī)10的各個(gè)電路單元提供電力。并且,進(jìn)行各個(gè)電路的初始設(shè)定。

然后,通過調(diào)用后面敘述的子例程“施振動(dòng)作”,使防塵過濾器119振動(dòng)(步驟S102)。

接下來的步驟S103~步驟S124是周期性地執(zhí)行的步驟組。即,首先檢測附件在該數(shù)字照相機(jī)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被安裝在機(jī)身單元100上的情況。該裝卸檢測動(dòng)作通過與Lucom201進(jìn)行通信,來調(diào)查鏡頭單元200的裝卸狀態(tài)。

如果檢測到預(yù)定的附件被安裝在機(jī)身單元100上(步驟S104),則通過調(diào)用子例程“施振動(dòng)作”,使防塵過濾器119振動(dòng)(步驟S105)。

由此,在附件尤其是鏡頭單元200沒有被安裝在作為照相機(jī)主體的機(jī)身單元100上的期間,塵埃附著在各個(gè)鏡頭和防塵過濾器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的安裝的時(shí)刻執(zhí)行去除塵埃的動(dòng)作比較有效。并且,在更換鏡頭時(shí),外部空氣在機(jī)身單元100內(nèi)部循環(huán),塵埃進(jìn)入并附著的可能性比較大,因此,在更換鏡頭時(shí)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被從機(jī)身單元100卸下的狀態(tài)時(shí),直接轉(zhuǎn)入后面的步驟S106。

并且,在步驟S106,進(jìn)行該數(shù)字照相機(jī)10具有的預(yù)定的操作開關(guān)的狀態(tài)檢測。

在步驟S106之后通常在液晶監(jiān)視器123上顯示所拍攝的圖像,進(jìn)行作為取景器功能的所謂的實(shí)時(shí)取景顯示,但在該流程圖中進(jìn)行了省略。當(dāng)然,此時(shí)快門108是完全打開的狀態(tài),拍攝圖像,并根據(jù)該攝像圖像進(jìn)行后述的曝光控制。

此處,根據(jù)構(gòu)成釋放開關(guān)的第一釋放開關(guān)(未圖示)的接通/斷開狀態(tài),判定該開關(guān)是否被操作(步驟S107)。讀出該狀態(tài),如果第一釋放開關(guān)沒有被進(jìn)行接通(ON)操作達(dá)到預(yù)定時(shí)間以上,則判定電源開關(guān)的狀態(tài)(步驟S108)。并且,如果電源開關(guān)被接通(ON),則返回上述步驟S103,如果被斷開(OFF),則結(jié)束處理(休眠等)。

另一方面,當(dāng)在上述步驟S107判定為第一釋放開關(guān)被進(jìn)行了接通(ON)操作時(shí),從來自圖像處理控制器126的攝像圖像獲取被攝體的亮度信息,根據(jù)該信息計(jì)算攝像單元116的曝光時(shí)間(Tv值)和鏡頭單元200的光圈設(shè)定值(Av值),并進(jìn)行曝光控制以成為適當(dāng)?shù)钠毓饬浚ú襟ES109)。

然后,同樣檢測攝像圖像的對(duì)比度(步驟S110)。并且,判定該所檢測出的對(duì)比度是否在允許范圍內(nèi)(步驟S111),在否的情況下進(jìn)行攝影鏡頭202的驅(qū)動(dòng)控制(步驟S112),并返回上述步驟S103。

另一方面,在對(duì)比度在允許范圍內(nèi)的情況下,調(diào)用子例程“施振動(dòng)作”,使防塵過濾器119開始振動(dòng)(步驟S113)。

并且,判定構(gòu)成釋放開關(guān)的第二釋放開關(guān)(未圖示)是否被進(jìn)行了接通(ON)操作(步驟S114)。在該第二釋放開關(guān)是接通(ON)狀態(tài)時(shí),轉(zhuǎn)入接下來的步驟S115并開始預(yù)定的攝影動(dòng)作(具體情況將在后面敘述),但在斷開(OFF)狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)入上述步驟S108。

另外,在攝像動(dòng)作中,按照以往那樣控制與為了曝光而預(yù)先設(shè)定的秒時(shí)(曝光速度)對(duì)應(yīng)的時(shí)間的電子攝像動(dòng)作。

關(guān)于上述攝影動(dòng)作,從步驟S115到步驟S121,按照預(yù)定的順序進(jìn)行被攝體的攝像。首先,向Lucom201發(fā)送Av值,并發(fā)出驅(qū)動(dòng)光圈203的指令(步驟S115)。然后,在快門108將前簾設(shè)為了關(guān)閉(CLOSE)狀態(tài)后,使快門108的前簾開始行進(jìn)而控制打開(OPEN)(步驟S117),并對(duì)圖像處理控制器126發(fā)出執(zhí)行“攝像動(dòng)作”的指令(步驟S118)。在對(duì)CCD117結(jié)束了利用Tv值所示的時(shí)間的曝光(攝像)后,使快門108的后簾開始行進(jìn)而控制關(guān)閉(CLOSE)(步驟S119)。并且,如果曝光結(jié)束則進(jìn)行快門108的上勢動(dòng)作(步驟S120)。在對(duì)快門108進(jìn)行了上勢的狀態(tài)下,快門108被設(shè)置成全開狀態(tài)的狀態(tài)。

然后,命令Lucom201將光圈203控制到在實(shí)時(shí)取景顯示中成為適當(dāng)曝光的預(yù)定位置(步驟S121),結(jié)束一系列的攝像動(dòng)作。

然后,檢測記錄介質(zhì)127是否被安裝在機(jī)身單元100上(步驟S122),在否的情況下,進(jìn)行警告顯示(步驟S123)。并且,再次轉(zhuǎn)入上述步驟S103,反復(fù)進(jìn)行相同的一系列處理。

另一方面,如果安裝了記錄介質(zhì)127,則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(dòng)作結(jié)束后,再次轉(zhuǎn)入上述步驟S103,反復(fù)進(jìn)行相同的一系列處理。以上說明了靜態(tài)圖像攝影的動(dòng)作,而關(guān)于動(dòng)態(tài)圖像攝影的動(dòng)作也成為相同的動(dòng)作,因此此處省略說明。

下面,關(guān)于具體的振動(dòng)形式的產(chǎn)生,根據(jù)圖16說明在上述3個(gè)步驟(S102、S105、S113)調(diào)用的“施振動(dòng)作”子例程的控制步驟。另外,該所謂的“振動(dòng)形式”指由作為施振部件的壓電元件120產(chǎn)生的振動(dòng)的形式。

圖16是示出表示上述子例程“施振動(dòng)作”的動(dòng)作步驟的流程圖的圖。在該施振動(dòng)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17所示。

圖16的子例程“施振動(dòng)作”是只以用于去除防塵過濾器119的塵埃的施振動(dòng)作為目的的例程,因此振動(dòng)頻率f0被設(shè)定為該防塵過濾器119的共振頻率附近的預(yù)定頻率。在例如圖7的振動(dòng)模式的情況下,為78kHz。

首先,從非易失性存儲(chǔ)器128的預(yù)定存儲(chǔ)區(qū)域中,讀出與用于使防塵過濾器119振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)時(shí)間(Toscf0)和驅(qū)動(dòng)頻率(共振頻率:Noscf0)相關(guān)的數(shù)據(jù)(步驟S200)。

然后,從Bucom101的IO端口D_NCnt向防塵過濾器控制電路121的N進(jìn)位計(jì)數(shù)器182輸出驅(qū)動(dòng)頻率Noscf0(步驟S201)。

在接下來的步驟S202~步驟S204中如下所述進(jìn)行塵埃去除動(dòng)作。在為了去除塵埃而將控制標(biāo)記P_PwCont設(shè)定為高電平時(shí)(步驟S202),壓電元件120按照預(yù)定的驅(qū)動(dòng)頻率(Noscf0)對(duì)防塵過濾器119施振,撣掉附著在防塵過濾器119面上的塵埃79。在該塵埃去除動(dòng)作中,撣掉附著在防塵過濾器119面上的塵埃79。

在使防塵過濾器119振動(dòng)的狀態(tài)下待機(jī)預(yù)定驅(qū)動(dòng)時(shí)間(Toscf0)(步驟S203),在經(jīng)過該預(yù)定驅(qū)動(dòng)時(shí)間(Toscf0)后,通過將控制標(biāo)記P_PwCont設(shè)定為低電平,停止塵埃去除動(dòng)作(步驟S204)。并且,返回到被調(diào)用的步驟的下一個(gè)步驟。

在該子例程中應(yīng)用的振動(dòng)頻率f0(共振頻率(Noscf0))和驅(qū)動(dòng)時(shí)間(Toscf0)呈現(xiàn)出圖17中利用曲線圖示出的波形。即,一定的振動(dòng)(f0=78kHz)成為只持續(xù)足以去除塵埃的時(shí)間(Toscf0)的連續(xù)波形。即,調(diào)整并控制提供給施振部件的驅(qū)動(dòng)頻率以產(chǎn)生該振動(dòng)形式。

圖18是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式的變形例的動(dòng)作、且表示在數(shù)字照相機(jī)的Bucom進(jìn)行的照相機(jī)程序(主例程)中調(diào)用的子例程“施振動(dòng)作”的不同動(dòng)作步驟的流程圖的圖。

該圖變更了上述第1實(shí)施方式中的圖16所示的子程序“施振動(dòng)作”的一部分動(dòng)作,防塵過濾器119的動(dòng)作與上述第1實(shí)施方式(圖16)不同。

即,在上述第1實(shí)施方式中,采取使防塵過濾器119的驅(qū)動(dòng)頻率為f0這樣的固定值來產(chǎn)生駐波的形式,但在本變形例中,通過依次變更并施加驅(qū)動(dòng)頻率,使得即使不嚴(yán)格控制驅(qū)動(dòng)頻率,也產(chǎn)生包含共振頻率的振動(dòng)振幅大的振動(dòng)。

并且,在防塵過濾器119的形狀尺寸和材質(zhì)因制造偏差而變化的情況下,共振頻率變化較大,因此需要對(duì)每個(gè)產(chǎn)品準(zhǔn)確地設(shè)定共振頻率來驅(qū)動(dòng)壓電元件120(在非共振頻率的頻率下進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí),振動(dòng)速度進(jìn)一步下降)。如果應(yīng)用本變形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(jìn)行共振頻率下的驅(qū)動(dòng),即使存在因制造偏差造成的共振頻率的偏差也能夠進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤?/p>

下面,根據(jù)圖18說明該變形例的頻率控制方法。

首先,從非易失性存儲(chǔ)器128的預(yù)定存儲(chǔ)區(qū)域中,讀出與用于使防塵過濾器119振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)時(shí)間(Toscf0)、驅(qū)動(dòng)開始頻率(Noscfs)、頻率位移量(△f)和驅(qū)動(dòng)結(jié)束頻率(Noscfe)相關(guān)的數(shù)據(jù)(步驟S211)。

然后,將驅(qū)動(dòng)開始頻率(Noscfs)設(shè)定為驅(qū)動(dòng)頻率(Noscf)(步驟S212)。并且,從Bucom101的IO端口D_NCnt向防塵過濾器控制電路121的N進(jìn)位計(jì)數(shù)器182輸出驅(qū)動(dòng)頻率Noscf(步驟S213)。

從接下來的步驟S214開始,如下進(jìn)行塵埃去除動(dòng)作。即,開始執(zhí)行塵埃去除動(dòng)作。

首先,在為了去除塵埃而將控制標(biāo)記P_PwCont設(shè)定為高電平時(shí)(步驟S214),壓電元件120按照預(yù)定的驅(qū)動(dòng)頻率(Noscf)對(duì)防塵過濾器119施振,使防塵過濾器119產(chǎn)生振動(dòng)振幅小的駐波振動(dòng)。如果振動(dòng)振幅小,則不能去除附著在防塵過濾器119面上的塵埃79(參照?qǐng)D12)。在驅(qū)動(dòng)時(shí)間(Toscf0)期間持續(xù)進(jìn)行該振動(dòng)(步驟S215)。

接著,比較判定驅(qū)動(dòng)頻率(Noscf)是否是驅(qū)動(dòng)結(jié)束頻率(Noscfe)(步驟S216),如果不一致(判定為否),則對(duì)驅(qū)動(dòng)頻率(Noscf)加上頻率位移量(△f),再次設(shè)定為驅(qū)動(dòng)頻率(Noscf)(步驟S217),反復(fù)進(jìn)行從上述步驟S213的動(dòng)作到上述步驟S215的動(dòng)作。

另一方面,在上述步驟S216中驅(qū)動(dòng)頻率(Noscf)與驅(qū)動(dòng)結(jié)束頻率(Noscfe)一致時(shí)(是的情況),將P_PwCont設(shè)定為低電平(步驟S218),結(jié)束壓電元件120的施振動(dòng)作,并結(jié)束一系列的“施振動(dòng)作”。

在如上述那樣變更頻率的情況下,駐波振動(dòng)的振幅增大。因此,如果將驅(qū)動(dòng)開始頻率(Noscfs)、頻率位移量(△f)和驅(qū)動(dòng)結(jié)束頻率(Noscfe)設(shè)定成使得通過駐波的共振頻率,則能夠進(jìn)行以下控制,即,在防塵過濾器119中首先產(chǎn)生振動(dòng)振幅小的駐波振動(dòng),然后駐波振動(dòng)的振幅逐漸增大,在成為共振振動(dòng)后,駐波振動(dòng)振幅減小。并且,只要是預(yù)定以上的振動(dòng)振幅(振動(dòng)速度),就能夠去除塵埃79,所以能夠在某個(gè)預(yù)定的頻率范圍內(nèi)去除塵埃79,由于共振時(shí)的振動(dòng)振幅大,所以其頻率范圍當(dāng)然也增大。

并且,如果將驅(qū)動(dòng)開始頻率(Noscfs)和驅(qū)動(dòng)結(jié)束頻率(Noscfe)之間的間隔擴(kuò)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?fù)鄣舾街诜缐m過濾器119上的塵埃79。并且,在存在共振頻率接近的多個(gè)振動(dòng)模式的情況下,能夠通過設(shè)定包含這多個(gè)振動(dòng)模式的驅(qū)動(dòng)頻率范圍,實(shí)現(xiàn)控制時(shí)間的縮短和控制的簡化。

如以上所說明那樣,根據(jù)上述第1實(shí)施方式,將按壓板狀的防塵過濾器119的按壓部件151構(gòu)成為設(shè)置了如下部件:按壓力低且剛性低的部件,即具有使得產(chǎn)生可減少振動(dòng)損失的程度的按壓力的彈性的按壓部即臂151b;以及剛性比該臂151b高的支撐部151c。根據(jù)該結(jié)構(gòu),在通過按壓部件151按壓支撐防塵過濾器119時(shí),在通常的低負(fù)荷狀態(tài)的情況下,能夠極大程度地減小產(chǎn)生于防塵過濾器119中的振動(dòng)的損失。此外,在施加外力從而由防塵過濾器119對(duì)按壓部件151施加強(qiáng)負(fù)荷的情況下,在設(shè)置于按壓部件151的剛性高的支撐部151c處支撐防塵過濾器119,停止受到外力,因此能夠構(gòu)成塵埃去除能力始終較高、且抗外力能力強(qiáng)的小型的塵埃去除機(jī)構(gòu)。

與彈性的臂151b的剛性相比,將支撐部151c的剛性設(shè)定為至少高大致250倍左右,因此彈性的臂151b的力較小,即使支撐部151c附近成為振動(dòng)波腹的部分,也能夠按壓防塵過濾器119。

此外,用彈性的臂151b按壓防塵過濾器119,因此能夠提供具有結(jié)構(gòu)簡單且組裝性優(yōu)良的小型塵埃去除機(jī)構(gòu)的振動(dòng)裝置。

[第2實(shí)施方式]

接著,以下使用圖19~圖22說明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的振動(dòng)裝置。

本實(shí)施方式的振動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)基本上與上述第1實(shí)施方式的振動(dòng)裝置大致相同,在該第2實(shí)施方式中,防塵過濾器119的防塵部件按壓機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不同。因此,在以下的說明中,僅說明與上述第1實(shí)施方式不同的結(jié)構(gòu),對(duì)于與第1實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)并省略其說明。

圖19、圖20、圖21、圖22是示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的振動(dòng)裝置的主要部分的圖。其中,圖19是振動(dòng)裝置的主要部分的主視圖。圖20是圖19的左側(cè)視圖。圖21是圖19的右側(cè)視圖。圖22是說明在對(duì)按壓部件151施加了外力的情況下施加到按壓部件151的力的示意圖,且是說明支撐部的作用的部分剖面圖。

在第2實(shí)施方式的振動(dòng)裝置中,主要是按壓部件151A在支架145A上的安裝結(jié)構(gòu)與上述第1實(shí)施方式不同。在上述第1實(shí)施方式中,如使用圖3說明那樣,使用螺釘150將在按壓部件151的外周側(cè)延伸出的多個(gè)固定部151d固定到支架145。

與此相對(duì),在本實(shí)施方式中,按壓部件151A在沿光軸O方向(Z方向)延伸的固定部151Ad中設(shè)置了多個(gè)切口151Aj,該切口151Aj與設(shè)置于對(duì)應(yīng)于切口151Aj的位置處的支架145A的突起145Ab卡合。另外,關(guān)于臂支撐部151a、臂151b、支撐部151c,是與上述第1實(shí)施方式大致相同的形式,因此此次省略說明。

在將按壓部件151A安裝到了支架145A的狀態(tài)下,如圖22所示,按壓部件151A僅通過在Z方向上受到臂151b產(chǎn)生的按壓力Fb就被保持,因此在Y方向上容易偏離。因此,在安裝按壓部件151A后,可以對(duì)卡合的切口151Aj與突起145Ab的部分進(jìn)行粘接固定。當(dāng)然也可以用螺釘?shù)葘⒐潭ú?51Ad固定到支架145A。

在對(duì)第2實(shí)施方式的振動(dòng)裝置施加了外力F的情況下,如圖22所示,產(chǎn)生由外力F引起的力矩M。其中,力矩M=XL·F,XL是外力F到按壓部件151A的固定部151Ad的距離。即,XL是外力F到支撐部151c與防塵過濾器119的接觸點(diǎn)的距離,構(gòu)成為能夠支撐較大的外力F。更具體而言,如在上述第1實(shí)施方式中說明那樣,在設(shè)XL=0.5mm、外力為49N時(shí),力矩M=24.5mm·N。在施加該力矩M時(shí),在第2實(shí)施方式的情況下,切口151Aj產(chǎn)生由突起145Ab較深地卡住的方向的力,從而防止切口151Aj從突起145Ab脫落。此外,當(dāng)然也可以在支架145A上設(shè)置切口,在按壓部件151A上設(shè)置突起。

在這樣構(gòu)成的上述第2實(shí)施方式中,也能夠得到與上述第1實(shí)施方式同樣的效果。

根據(jù)以上實(shí)施方式說明了本發(fā)明,但本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式,當(dāng)然能夠在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)實(shí)施各種變形和應(yīng)用。

例如,除了上述的采用施振部件的塵埃去除機(jī)構(gòu)以外,也可以組合利用空氣流來去除防塵過濾器119的塵埃79的方式、或者利用刷子來去除防塵過濾器119的塵埃79的機(jī)構(gòu)進(jìn)行使用。

此外,在上述實(shí)施方式中,取景器利用了液晶監(jiān)視器,但是當(dāng)然也可以是具有單反式光學(xué)取景器的照相機(jī)。

并且,在上述實(shí)施方式中,攝像元件是CCD,但當(dāng)然也可以是CMOS等其他的攝像元件。

此外,施振的對(duì)象不限于例示的防塵過濾器119,也可以是處于光路上并具有透光性的部件等(例如蓋玻璃或半透半反鏡等)。其中,該部件通過振動(dòng)撣掉附著在其表面的塵埃79。此外,要將與振動(dòng)相關(guān)的頻率、驅(qū)動(dòng)時(shí)間、施振部件的設(shè)置位置等設(shè)定為與該部件對(duì)應(yīng)的值。

并且,上述實(shí)施方式包含了各種階段的發(fā)明,可以通過所公開的多個(gè)結(jié)構(gòu)要素的適當(dāng)組合提取各種發(fā)明。例如,即使從上述一個(gè)實(shí)施方式所示的全部結(jié)構(gòu)要素中刪除幾個(gè)結(jié)構(gòu)要素,也能夠解決發(fā)明要解決的課題,并且,在能夠得到發(fā)明的效果的情況下,刪除了該結(jié)構(gòu)要素的結(jié)構(gòu)也可以作為發(fā)明而被提取。

另外,在上述各實(shí)施方式中說明的各處理程序只要不違反其性質(zhì),則能夠容許步驟的變更。因此,相對(duì)于上述處理程序,例如可以變更各處理步驟的執(zhí)行順序、或者同時(shí)執(zhí)行多個(gè)處理步驟,使得每執(zhí)行一系列的處理程序時(shí),各處理步驟的順序不同。

另外,關(guān)于應(yīng)用本發(fā)明的圖像設(shè)備,不限于所例示的攝像裝置(數(shù)字照相機(jī)),只要是需要塵埃去除功能的裝置,都能夠根據(jù)需要進(jìn)行變形實(shí)施并得到實(shí)際應(yīng)用。更具體地講,例如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(jī)構(gòu)。

此外,同樣能夠適用于具有使用攝像元件取得圖像、并在顯示裝置上顯示該取得圖像的功能的電子設(shè)備,例如望遠(yuǎn)鏡、雙筒鏡、顯微鏡等觀察用設(shè)備。

本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式,當(dāng)然能夠在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)實(shí)施各種變形和應(yīng)用。并且,上述實(shí)施方式包含了各種階段的發(fā)明,可以通過所公開的多個(gè)結(jié)構(gòu)要素的適當(dāng)組合提取各種發(fā)明。例如,即使從上述一個(gè)實(shí)施方式所示的全部結(jié)構(gòu)要素中刪除幾個(gè)結(jié)構(gòu)要素,也能夠解決發(fā)明要解決的課題,并且,在能夠得到發(fā)明的效果的情況下,刪除了該結(jié)構(gòu)要素的結(jié)構(gòu)也可以作為發(fā)明而被提取。本發(fā)明除了被附件權(quán)利要求限定以外,不被特定的實(shí)施方式制約。

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