(57)【要約】【課題】光を透過する基板に付着した塵埃を有効に除去し得る光学装置等を提供する。【解決手段】  光を透過する基板３６に備えられた光を透過する複数の電極４２と、前記基板の表面の電界を変化させるように、前記複数の電極に電圧を出力する出力回路２８とを有する光学装置。【選択図】図６
2010118950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を透過する基板に備えられた光を透過する複数の電極と、
前記基板の表面の電界を変化させるように、前記複数の電極に電圧を出力する出力回路とを有する光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載された光学装置であって、
前記複数の電極は、前記基板の表面に沿って備えられた第１電極と、前記基板の表面に沿って前記第１電極と平行に備えられた第２電極とを有する光学装置。
【請求項３】
請求項２に記載された光学装置であって、
前記出力回路は、前記第１電極に印加される電圧の位相とは異なる位相の電圧を前記第２電極に印加する光学装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載された光学装置であって、
前記出力回路は、前記基板に生じる電界が、前記第１電極の形成された方向に直交する方向に移動するように、前記第１電極及び前記第２電極に電圧を出力する光学装置。
【請求項５】
請求項２から請求項４までの何れか１項に記載された光学装置であって、
前記複数の電極は、前記基板の表面に沿って前記第１電極と平行に備えられ前記出力回路から前記第１電極と同位相の電圧が印加される第３電極と、前記基板の表面に沿って前記第２電極と平行に備えられ前記出力回路から前記第２電極と同位相の電圧が印加される第４電極とを有し、
前記第２電極は、間隔を隔てて前記第１電極と前記第３電極との間に備えられ、
前記第３電極は、間隔を隔てて前記第２電極と前記第４電極との間に備えられている光学装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか１項に記載された光学装置であって、
前記基板は、前記複数の電極を挟むように備えられ電気的な絶縁性を有する第１絶縁層と第２絶縁層とを含む光学装置。
【請求項７】
請求項６に記載された光学装置であって、
前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層の少なくとも一方は、屈折率の光の波長による変化が前記電極と略等しい光学装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までの何れか１項に記載された光学装置と、
前記光学装置の前記基板に対向して備えられ、光学系による像を撮像する撮像部とを有する撮像装置。
【請求項９】
請求項８に記載された撮像装置であって、
前記光学装置の前記基板は、前記撮像部に入射する光を透過させる光透過領域を有し、
前記電極の少なくとも一部は、前記光透過領域に形成されている撮像装置。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載された撮像装置であって、
前記光学装置の前記第１電極及び前記第２電極は、前記撮像部の撮像面に略平行に備えられている撮像装置。
【請求項１１】
請求項８から請求項１０までの何れか１項に記載された撮像装置であって、
前記光学装置の前記基板は、前記撮像部の前記撮像面と略平行に備えられた第１絶縁層と、前記第１絶縁層に対向して備えられた第２絶縁層とを有し、
前記第１電極及び前記第２電極は、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に備えられていることを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載された撮像装置であって、
前記第１絶縁層は、前記第１電極及び前記第２電極よりも前記撮像部側に備えられ光学ローパスフィルタの少なくとも一部を構成していることを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載された撮像装置であって、
前記第２絶縁層は、屈折率の光の波長による変化が前記第１電極及び前記第２電極と略等しいことを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】
光を透過する基板に光を透過する電極を形成し、
前記基板に生じる電界が移動するように前記電極に電圧を出力する出力回路を前記電極に接続する光学装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載された光学装置の製造方法であって、
前記電極に周期的な電圧が出力されるように前記出力回路を調整することを特徴とする光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置、撮像装置および光学装置の製造方法に関し、より詳細には、塵埃の除去機能を有する光学装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レンズ交換式デジタルカメラなどでは、撮像素子の光学ローパスフィルタ表面にゴミが付着し、撮影した映像にゴミが写りこむなどの問題がおこっている。このような問題を解消するために、防塵部材を、撮像素子と光学系との間に配置し、撮像素子の防塵を図ると共に、防塵部材に付着したゴミなどを物理的な振動により除去するシステムが開発されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００８−９９３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、光を透過する基板に付着した塵埃を有効に除去し得る光学装置および撮像装置と、当該光学装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明に係る光学装置は、
光を透過する基板（３６，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３６ｅ）に備えられた光を透過する複数の電極（４２，９２，９８，１０３）と、
前記基板の表面の電界を変化させるように、前記複数の電極に電圧を出力する出力回路（２８）とを有する。
【０００５】
また、例えば、前記複数の電極は、前記基板の表面に沿って備えられた第１電極（４２ａ，９２ａ，９８ａ，１０３ａ）と、前記基板の表面に沿って前記第１電極と平行に備えられた第２電極（４２ｂ，９２ｂ，９８ｂ，１０３ｂ）を有してもよい。
【０００６】
また、前記出力回路は、前記第１電極に印加される電圧の位相とは異なる位相の電圧を前記第２電極に印加してもよい。
【０００７】
また、例えば、前記出力回路は、前記基板に生じる電界が、前記第１電極の形成された方向に直交する方向に移動するように、前記第１電極及び前記第２電極に電圧を出力してもよい。
【０００８】
また、例えば、前記複数の電極は、前記基板の表面に沿って前記第１電極（４２ａ１）と平行に備えられ前記出力回路から前記第１電極と同位相の電圧が印加される第３電極（４２ａ２）と、前記基板の表面に沿って前記第２電極（４２ｂ）と平行に備えられ前記出力回路から前記第２電極と同位相の電圧が印加される第４電極（４２ｂ）とを有してもよく、
前記第２電極は、間隔を隔てて前記第１電極と前記第３電極との間に備えられ、
前記第３電極は、間隔を隔てて前記第２電極と前記第４電極との間に備えられてもよい。
【０００９】
また、例えば、前記基板は、前記複数の電極を挟むように備えられ電気的な絶縁性を有する第１絶縁層（４０）と第２絶縁層（４４，９４，９７，１０４）とを含んでいてもよい。
【００１０】
また、例えば、本発明に係る光学装置において、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層の少なくとも一方は、屈折率の光の波長による変化が前記電極と略等しくてもよい。
【００１１】
本発明に係る撮像装置は、上述の何れかの光学装置と、前記光学装置の前記基板に対向して備えられ、光学系による像を撮像する撮像部（１６）とを有する。
【００１２】
また、例えば、前記光学装置の前記基板は、前記撮像部に入射する光を透過させる光透過領域（４０ｃ）を有してもよく、
前記電極の少なくとも一部は、前記光透過領域に形成されていてもよい。
【００１３】
また、例えば、前記光学装置の前記第１電極及び前記第２電極は、前記撮像部の撮像面（１６ａ）に略平行に備えられていてもよい。
【００１４】
また、例えば、前記光学装置の前記基板は、前記撮像部の前記撮像面と略平行に備えられた第１絶縁層（４０）と、前記第１絶縁層に対向して備えられた第２絶縁層（４４，９４，９７，１０４）とを有してもよく、
前記第１電極及び前記第２電極は、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に備えられてもよい。
【００１５】
また、前記第１絶縁層は、前記第１電極及び前記第２電極よりも前記撮像部側に備えられ光学ローパスフィルタの少なくとも一部を構成していてもよい。
【００１６】
また、前記第２絶縁層は、屈折率の光の波長による変化が前記第１電極及び前記第２電極と略等しくてもよい。
【００１７】
また、本発明に係る光学装置の製造方法は、
光を透過する基板に光を透過する電極（４２，９２，９８，１０３）を形成し、
前記基板に生じる電界が移動するように前記電極に電圧を出力する出力回路（２８）を前記電極に接続する。
【００１８】
また、本発明に係る光学装置の製造方法は、
前記電極に周期的な電圧が出力されるように前記出力回路を調整してもよい。
【００１９】
なお、上述の説明では、本発明をわかりやすく説明するために、実施形態を示す図面の符号に対応つけて説明したが、本発明は、これに限定されるものでない。後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。更に、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る光学装置を搭載したカメラの全体ブロック図、
図２は、図１に示すカメラに搭載された撮像素子周辺部の平面図、
図３は、図２に示す撮像素子周辺部のIII−III線に沿う断面図、
図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、撮像素子周辺部に備えられるフィルタ部の断面図、
図５は、本発明に係る光学装置の製造工程の一例を説明したフローチャート、
図６は、図３に示す撮像素子周辺部に備えられる防塵フィルタの断面図および平面図、
図７は、図６に示す防塵フィルタを用いた除塵動作を説明するための模式図、
図８は、本発明の第２実施形態に係る光学装置における防塵フィルタの断面図および平面図、
図９は、本発明の第３実施形態に係る光学装置を搭載したカメラの全体ブロック図、
図１０は、図９に示すカメラに搭載された撮像素子周辺部の平面図、
図１１は、図１０に示す撮像素子周辺部のXI−XI線に沿う断面図、
図１２は、図１０に示す撮像素子周辺部に備えられる防塵フィルタの断面図および平面図、
図１３は、図１２に示す防塵フィルタによる除塵動作における第１の段階を説明した模式図、
図１４は、図１２に示す防塵フィルタによる除塵動作における第２の段階を説明した模式図、
図１５は、図１２に示す防塵フィルタによる除塵動作における第３の段階を説明した模式図、
図１６は、本発明の第４実施形態に係る光学装置における防塵フィルタの断面図および平面図、
図１７は、本発明の第５実施形態に係る光学装置における防塵フィルタの断面図および平面図、
図１８は、本発明の第６実施形態に係る光学装置における防塵フィルタの断面図および平面図、
図１９は、図１２に示す防塵フィルタによる除塵動作の一例を説明したフローチャートである。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態に係る光学装置を搭載したカメラ３の全体ブロック図である。カメラ３は、カメラボディ５とレンズ鏡筒７を有している。レンズ鏡筒７は、カメラボディ５に対して着脱自在に装着される。なお、カメラ３の説明においては、図１および図２等に示すように、光軸αと略平行な方向であって、レンズ鏡筒７からカメラボディ５に向かう方向をＺ軸の負方向、Ｚ軸に直交する方向をＸ軸方向およびＹ軸方向として説明を行う。
【００２２】
本発明に係る光学装置を搭載したカメラとしては、図１に示すようなレンズ交換式カメラに限定されず、レンズ鏡筒７とカメラボディ５とが一体のカメラであってもよく、カメラの種類は特に限定されない。また、本発明に係る光学装置は、スチルカメラに限らず、ビデオカメラ、顕微鏡、携帯電話などの光学機器にも適用できる。
【００２３】
カメラボディ５およびレンズ鏡筒７の内部には、撮影光学系光軸αに沿って、複数の光学部品が配置されている。図１に示すカメラボディ５における後方側（Ｚ軸負方向側）には撮像素子周辺部１５が配置されており、撮像素子周辺部１５の光軸α方向の前方側（Ｚ軸正方向側）には、シャッタ６８が配置してある。シャッタ６８の光軸α方向の前方側には、ミラー７０が配置してあり、その前方側には、レンズ鏡筒７に内蔵してある絞り部７８および光学レンズ群２４が配置してある。
【００２４】
カメラボディ５には、ボディＣＰＵ５０が内蔵してあり、レンズ接点６２を介してレンズＣＰＵ８０に接続してある。ボディＣＰＵ５０は、レンズ鏡筒７との通信機能と、カメラボディ５の制御機能を有している。レンズ接点６２は、ボディＣＰＵ５０と、レンズＣＰＵ８０とを電気的に接続する。ボディＣＰＵ５０には、カメラボディ５およびレンズ鏡筒７に備えられた電子部品に電力を供給するための電源５８が接続してある。
【００２５】
ボディＣＰＵ５０には、レリーズスイッチ５２、ストロボ５４、表示部５６、ＥＥＰＲＯＭ（メモリ）２６、画像処理コントローラ６６、ＡＦセンサ６０、電圧信号出力回路２８などが接続してある。画像処理コントローラ６６には、インターフェース回路６４を介して、撮像素子周辺部１５の撮像素子ユニット１６が接続してある。画像処理コントローラ６６およびインターフェース回路６４は、ボディＣＰＵ５０からの信号に基づき、撮像素子ユニット１６によって撮像された画像の画像処理を制御する。撮像素子ユニット１６は、たとえばＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を有する。
【００２６】
表示部５６は、主として液晶表示装置などで構成され、出力結果やメニューなどを表示する。レリーズスイッチ５２は、撮影のタイミングを操作するスイッチである。レリーズスイッチ５２は、ボディＣＰＵ５０に対して、半押し信号および全押し信号を出力する。ボディＣＰＵ５０は、レリーズスイッチ５２から半押し信号が入力されると、ＡＦ制御、ＡＥ制御等の撮影準備動作を制御し、レリーズスイッチ５２から全押し信号が入力されると、ミラーアップ、シャッタ駆動等の露光動作を制御する。
【００２７】
クイックリターンミラー７０は、構図決定の際にファインダーに像を映し出すためのもので、露光中は光路から退避する。クイックリターンミラー７０は、不図示のミラー駆動部（例えばＤＣモータ）により駆動される。
【００２８】
クイックリターンミラー７０には、ＡＦセンサ６０に光を導くサブミラー７０ａが連結してある。このサブミラー７０ａも、露光中は光路から退避する。
【００２９】
シャッタ６８は、露光時間を制御する。シャッタ６８は、ボディＣＰＵ５０からの制御に基づき、不図示のシャッタ駆動部（例えばＤＣモータ）によって駆動される。
【００３０】
ＡＦセンサ６０は、オートフォーカス（ＡＦ）を行うためのセンサである。このＡＦセンサ６０としては、通常ＣＣＤが用いられる。ＥＥＰＲＯＭ２６は、ボディＣＰＵ５０による制御に必要なパラメータ等を記憶しており、必要に応じてボディＣＰＵ５０に出力する。
【００３１】
図１に示すレンズ鏡筒７には、焦点距離エンコーダ７４、距離エンコーダ７２、絞り部７８、絞り部７８を駆動する駆動モータ７６、レンズＣＰＵ８０、レンズ接点６２及び光学レンズ群２４が具備してある。
【００３２】
レンズＣＰＵ８０は、ボディＣＰＵ５０との通信機能と、レンズ鏡筒７に搭載された電子部品の制御機能とを有している。例えば、レンズＣＰＵ８０は、焦点距離情報、被写体距離情報等を、レンズ接点６２を介してボディＣＰＵ５０に出力する。また、レンズＣＰＵ８０には、ボディＣＰＵ５０から、レリーズ情報、ＡＦ情報が入力される。レンズＣＰＵ８０は、これらの情報に基づき、絞り７８の駆動モータ７６等を制御することができる。
【００３３】
焦点距離エンコーダ７４は、不図示のズームレンズ群の位置情報から、焦点距離を算出し、レンズＣＰＵ８０に出力する。距離エンコーダ７２は、フォーカシングレンズ群の位置情報より被写体距離を算出し、レンズＣＰＵ８０に出力する。
【００３４】
図１に示すように、カメラボディ５には、電圧信号出力回路２８が備えられている。電圧信号出力回路２８は、ボディＣＰＵ５０からの制御信号に基づき、撮像素子周辺部１５におけるフィルタ部１８に備えられる複数の電極に電圧を出力する。
【００３５】
図２は、図１に示すカメラに搭載された撮像素子周辺部１５の平面図である。撮像素子周辺部１５は、ユニット固定基板１４と、ケース１２と、フィルタ部１８と、撮像素子ユニット１６とを有する。また、撮像素子周辺部１５は、フィルタ部１８に取り付けられた配線部３８を有する。撮像素子周辺部１５の断面図である図３に示すように、矩形平板形状を有するユニット固定基板１４のＺ軸正方向側の表面には、撮像素子ユニット１６とケース１２とが設置されている。撮像素子ユニット１６は、撮像面１６ａをＺ軸正方向側に向けた状態で配置される。ケース１２は、額縁形状を有しており、撮像素子ユニット１６の周辺を取り囲むように配置される。ケース１２は、例えば合成樹脂またはセラミック等の絶縁性の材料を用いて形成される。
【００３６】
ケース１２の内周面には、フィルタ部１８を取り付けるための取付部１２ａが形成されている。フィルタ部１８は、矩形平板形状を有しており、フィルタ部１８の周辺部が、取付部１２ａに接触するように設計されている。フィルタ部１８は、ケース１２に対して、例えば接着剤等によって取り付けられる。撮像素子ユニット１６は、フィルタ部１８に対向して設けられ、フィルタ部１８を透過した光は、撮像素子ユニット１６の撮像面１６ａに入射する。
【００３７】
図３に示すように、撮像素子ユニット１６の周囲は、ユニット固定基板１４、ケース１２、およびフィルタ部１８によって封止されており、図３に示す撮像素子周辺部１５は、撮像素子ユニット１６が収納される封止空間に、塵埃等が浸入することを防止している。なお、図３に示す撮像素子周辺部１５は、後述のように、フィルタ部１８を振動させることなく、当該フィルタ部１８に付着した塵埃を除去することができる。したがって、フィルタ部１８は、ケース１２に対して非可動的に固定されており、フィルタ部１８のケース１２に対する取り付け構造が単純である。また、撮像素子ユニット１６が収納される封止空間は、フィルタ部１８、ケース１２およびユニット固定基板１４によって、確実に封止される。
【００３８】
フィルタ部１８は、防塵フィルタ３６と、赤外線吸収ガラス板３２と、水晶波長板３４と第２複屈折板３０からなる４枚のフィルタを積層した積層構造を有している。積層方法としては、接着剤による積層、あるいはその他の積層方法でも良い。
【００３９】
図４（Ａ）に示すように、本実施形態に係るフィルタ部１８は、略同一の面積を有する４枚のフィルタを積層することによって形成されているが、フィルタ部１８の形状としては、これに限定されない。例えば図４（Ｂ）に示す変形例に係るフィルタ部１８では、一枚のフィルタ（第２複屈折板３０）の面積が、他の３枚のフィルタ３６，３２，３４より大きい。また、図４（Ｃ）に示す変形例に係るフィルタ部１８では、一枚のフィルタ（防塵フィルタ３６）が、他の３枚のフィルタ３２．３４．３０と別体となっている。
【００４０】
図３に示す水晶波長板３４は、直線偏光を円偏向に変えることができる光学板であり、赤外線吸収ガラス板３２は、赤外線を吸収する機能を有する。また、防塵フィルタ３６は、第２複屈折板３０に対して、相互に複屈折の方向が９０度異なる複屈折板（第１複屈折板）であり、一方が９０度方向（短辺方向）の複屈折を有する複屈折板であれば、他方の複屈折板は、０度方向（長辺方向）の複屈折を有する複屈折板である。本実施形態では、防塵フィルタ３６が０度方向（長辺方向）の複屈折を有する複屈折板であり、第２複屈折板３０が９０度方向（短辺方向）の複屈折を有する複屈折板であるが、逆でも良い。
【００４１】
本実施形態では、フィルタ部１８における防塵フィルタ３６および第２複屈折板３０により、基本的には、光学ローパスフィルタ（ＯＬＰＦ）を構成している。なお、一般的には、光学ローパスフィルタは、二つの複屈折板３６および３０の間に、赤外線吸収ガラス板３２および水晶波長板３４が積層されて光学ローパスフィルタ（ＯＬＰＦ）を構成している。
【００４２】
防塵フィルタ３６および第２複屈折板３０は、例えば水晶を特定の角度で切り出した水晶板を用いて作成される。原材料となる水晶は、人工の水晶でもよいし天然水晶でもよい。
【００４３】
図６は、図３に示す撮像素子周辺部１５に備えられる防塵フィルタ３６の断面図（図６（ａ））および平面図（図６（ｂ））である。図６（ａ）に示すように、防塵フィルタ３６は、基材部４０と、複数の電極４２と、表面層４４とを有する。基材部４０は、矩形平板状の形状を有しており、Ｚ軸負方向側に設けられた撮像素子ユニット１６に向かう光を透過させる光透過領域４０ｃ（図２）を有する。防塵フィルタ３６における基材部４０は、複屈折性を有する複屈折板である。
【００４４】
例えば、電極４２及び表面層４４は、基材部４０と同程度の透過率を有することが好ましい。例えば、電極４２、表面層４４及び基材部４０は、入射した可視光の全域（例えば、波長が０．３８μｍ以上、０．７５μｍ以下の光）において、８０％以上１００％以下の透過率を有することが好ましい。透過率が８０％以上１００％以下であれば、静止画、動画等の撮影画像を取得するのに十分な光学特性が得られるからである。更に好ましくは、電極４２、表面層４４及び基材部４０は、入射した可視光の全域において、９０％以上１００％以下の透過率を有することが好ましい。透過率が９０％以上１００％以下であれば、高精細な静止画の撮影画像を取得するのに十分な光学特性が得られるからである。
【００４５】
また、電極４２、表面層４４及び基材部４０を光が透過することにより撮像素子ユニット１６に到達する光の光量が低下する場合には、撮像素子ユニット１６で得られる信号を処理（アナログ処理又はデジタル処理）して撮影画像の光量を実質的に増加させてもよい。
【００４６】
図６（ａ）に示すように、基材部４０のＺ軸正方向側の表面には、複数の電極４２が形成されている。電極４２は、例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）やＺｎＯ（酸化亜鉛）等の光を透過する材料を用いて形成される。電極４２は、光透過領域４０ｃを含む基材部４０の全体表面に形成されており、後述のように、防塵フィルタ３６の表面に付着する塵埃を除去する電界を発生させる。電極４２は、図６（ｂ）に示すように、基材部４０の表面に沿って帯状に形成されている。本実施形態における防塵フィルタ３６において、電極４２は、基材部４０の短辺４０ｂに略平行な方向に延在するように形成されている。なお、電極４２は、図３に示す撮像素子ユニット１６の撮像面１６ａに対して、略平行に備えられている。電極４２を撮像面１６ａに対して略平行に配置することによって、後述のように、電極４２による電界が光透過領域４０ａ（図２）を効率的にカバーできる。
【００４７】
複数の電極４２は、基材部４０の長辺４２ａに沿って、例えばピッチが所定の長さｄ１であって、互いの間隔が長さｄ２となるように、間隔を空けて配置される（図６（ａ））。図６（ｂ）に示すように、各電極４２の一方の端部（本実施形態ではＹ軸正方向側の端部）には、配線部３８が取り付けられており、電極４２は、配線部３８を介して、図１に示す電圧信号出力回路２８に対して電気的に接続されている。本実施形態に係る配線部３８はＦＰＣであるが、電極４２に電圧信号を伝えるものであれば特に限定されない。
【００４８】
また、複数の電極４２は、互いに異なる位相を有する交流電圧を印加される複数のグループによって構成される。すなわち、本実施形態における複数の電極４２は、第１の電圧信号が入力される第１グループの電極４２ａと、第２の電圧信号が入力される第２グループの電極４２ｂと、第３の電圧信号が入力される第３グループの電極４２ｃと、第４の電圧信号が入力される第４グループの電極４２ｄによって構成される。
【００４９】
各グループの電極４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄは、電極４２が延在する方向であるＹ軸方向とは垂直なＸ軸方向に沿って、第１グループの電極４２ａ、第２グループの電極４２ｂ、第３グループの電極４２ｃ、第４グループの電極４２ｄの順番に、所定の間隔を隔てて周期的に配置される。すなわち、１つの第１グループの電極４２ａ１と、これと同位相の電圧信号が印加される他の１つの第１グループの電極４２ａ２との間には、第１グループの電極４２ａとは異なる位相の電圧信号が印加される１つの第２グループの電極４２ｂと、１つの第３グループの電極４２ｃと、１つの第４グループの電極４２ｄとが、互いに間隔を隔てて備えられる。第２グループの電極４２ｂ、第３グループの電極４２ｃ、第４グループの電極４２ｄについても、第１グループの電極４２ａ１，４２ａ２と同様である。
【００５０】
本実施形態に係る防塵フィルタ３６は、電極４２の表面を覆うように、防塵フィルタ３６のＺ軸負方向側の表面に設けられた表面層４４を有する（図６（ａ））。表面層４４は、基材部４０との間に、電極４２を挟むように備えられる。表面層４４は、絶縁性を有し光を透過する材料によって形成される。
【００５１】
表面層４４の屈折率は、電極４２の屈折率と略等しいことが好ましい。また、表面層４４における光の分散（屈折率の光の波長による変化）は、電極４２における光の分散と略等しいことが好ましい。電極４２と光学的な特性が略等しい表面層４４を有する防塵フィルタ３６は、撮像素子ユニット１６によって撮像される像に、電極４２の影が写りこむことを防止することができる。また、表面層４４は撥水性を有していてもよく、表面層４４が撥水性を有する場合は、防塵フィルタ３６に対する塵埃３７の付着力を低減することができる。また、表面層４４は微細な凹凸を有していてもよく、表面層４４が微細な凹凸を有する場合は、防塵フィルタ３６に対する塵埃３７の付着力（分子間力）を低減することができる
【００５２】
図７は、防塵フィルタ３６を用いた除塵動作を説明するための模式図である。電圧信号出力回路２８は、信号生成部８２と、位相調整部８４と、増幅部８６とを有する。信号生成部８２は、所定の周期を有する交流電圧信号を生成し、位相調整部に出力する。位相調整部８４は、交流電圧信号の位相を調整し、互いに異なる位相の４つの交流電圧信号を生成し、増幅部８６に出力する。
【００５３】
増幅部８６は、４つの交流電圧信号を、所定の振幅に増幅した後、駆動電圧信号として出力する。増幅部８６は、配線部３８を介して、防塵フィルタ３６に備えられる電極４２に、駆動電圧信号を出力する。したがって、電圧信号出力回路２８は、互いに位相の異なる第１駆動電圧信号ｃｈ１、第２駆動電圧信号ｃ２、第３駆動電圧信号ｃｈ３および第４駆動電圧信号ｃｈ４を、防塵フィルタ３６に備えられる電極４２に出力することができる。
【００５４】
配線部３８は、第１駆動電圧信号ｃｈ１を第１グループの電極４２ａに伝える第１配線部３８ａと、第２駆動電圧信号ｃｈ２を第２グループの電極４２ｂに伝える第２配線部３８ｂと、第３駆動電圧信号ｃｈ３を第３グループの電極４２ｃに伝える第３配線部３８ｃと、第４駆動電圧信号ｃｈ４を第４グループの電極４２ｄに伝える第４配線部３８ｄとを有する。
【００５５】
第１〜第４駆動電圧信号ｃｈ１〜ｃｈ４は、互いに位相が４分の１周期ずつずれた方形波の信号であるが、電極４２に出力される電圧信号としてこれに限定されず、正弦波や三角波等の信号であってもよい。第１〜第４駆動電圧信号ｃｈ１〜ｃｈ４の駆動周波数は、特に限定されないが、例えば１Ｈｚ〜５００Ｈｚとすることによって、塵埃を効率的に移動させることができる。
【００５６】
電圧信号出力回路２８は、防塵フィルタ３６の表面に備えられた複数の電極４２に電圧を印加することによって、防塵フィルタ３６の表面の電界を変化させることができる。本実施形態に係る防塵フィルタ３６は、光を透過する電極４２が縞状に配置されており、電極４２に４相の交流電圧が印加されるため、進行波状の電界を防塵フィルタ３６の表面に発生させることができる。
【００５７】
すなわち、防塵フィルタ３６の表面には、各グループの電極４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄが、Ｘ軸方向に沿って周期的に配置されており、各グループの電極４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄに対して、それぞれに対応する駆動電圧信号ｃｈ１，ｃｈ２，ｃｈ３，ｃｈ４が印加される。これによって防塵フィルタ３６の表面には、Ｘ軸方向に沿って移動する進行波状の電界が発生し、防塵フィルタ３６の表面に存在する塵埃３７は、電界から与えられる静電気力によって移動させられ、除去される。例えば、防塵フィルタ３６の表面に付着した塵埃３７は、例えば矢印３９で示すように、進行波状の電界が移動する方向に沿う方向に移動させられ、防塵フィルタ３６の表面から除去される。
【００５８】
本実施形態に係る電極４２には、４相の駆動電圧信号が印加されるが、本発明に係る電極４２に印加される駆動電圧信号は、単相であってもよく、２相であってもよい。単相の場合であっても、防塵フィルタ３６の表面の電界を変化させて、防塵フィルタ３６の表面に存在する塵埃を移動させることができる。また、２相以上であれば、防塵フィルタ３６の表面の電界を移動させて、防塵フィルタ３６の表面に存在する塵埃を移動させることができる。
【００５９】
しかし、電極４２に印加させる駆動電圧信号は、３相以上であることが好ましい。周期的に配置された３以上のグループによって構成される電極４２に、各グループに対応する交流電圧信号を印加することによって、防塵フィルタ３６の表面に、進行波状の電界を容易に発生させることができる。防塵フィルタ３６の表面に進行波状の電界を発生させることによって、塵埃３７の移動方向の制御が容易となり、また、比較的小さな電圧によって、塵埃３７を大きく移動させることが可能となる。なお、図示の実施例では、４グループの電極を用いた場合を例にして説明したが、電極グループは、２グループでもよいし、３グループでもよいし、５グループ以上であってもよい。
【００６０】
図５は、本実施形態に係る光学装置の製造工程の一例を説明したフローチャートである。図５に示すステップＳ００１では、図６（ａ）に示す基材部４０を準備する。図６（ａ）に示す基材部４０は、複屈折性を有する複屈折板であるが、防塵フィルタ３６における基材部４０としてはこれに限定されない。たとえば、防塵フィルタ３６を、光学ローパスフィルタとは別の光学部材とする場合には、基材部４０は、ガラス板等の他の透光部材であってもよい。また、基材部４０の形状も、矩形平板形状に限定されず、例えば円形平板形状等の他の形状であってもよい。
【００６１】
ステップＳ００２では、基材部４０の表面に電極４２を形成する。電極４２の形成方法としては、特に限定されないが、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、スピンコート法等を用いることができる。基材部４０の表面に形成される電極４２のピッチｄ１（図６（ａ））は、防塵フィルタ３６に付着する可能性の高い塵埃３７の性質に応じて適切に設計されればよく、例えば２００μｍ〜１０００μｍ（１ｍｍ）程度とすることができる。また、隣接する電極間の隙間ｄ２についても、特に限定されないが、例えば２００μｍ〜１０００μｍ（１ｍｍ）とすることができる。
【００６２】
また、ステップＳ００２では、基材部４０の表面のうち、電極４２が形成された側の表面に、表面層４４を形成する。さらに、ステップＳ００２では、必要に応じて、基材部４０に振動素子２０（図１２）を配置してもよい。振動素子２０は、接着剤等によって基材部４０に固定される。
【００６３】
さらに、ステップＳ００３では、図６（ｂ）に示す配線部３８を取り付け、当該配線部３８によって、電極４２と電圧信号出力回路２８（図１）とを電気的に接続する。なお、ステップＳ００２において、基材部４０に振動素子２０（図１２）を配置した場合は、ステップＳ００３において、図９に示す振動素子駆動回路２９を、振動素子２０に接続する。ステップＳ００４では、図６に示す電極４２に周期的な電圧が出力されるように、電圧信号出力回路２８（図１）を調整する。電極４２に出力される電圧の振幅は、防塵フィルタ３６に付着する可能性の高い塵埃３７の性質や、電極４２のピッチｄ１等に応じて適切に設計されればよく、例えば１００Ｖｐ−ｐ〜２ｋＶｐ−ｐとすることができる。なお、ステップＳ００２において、基材部４０に振動素子２０（図１２）を配置した場合は、ステップＳ００４において、電極４２の少なくとも一部の近傍に、振動の節９９（図１３）が生じるように振動素子駆動回路２９を調整してもよい。
【００６４】
本実施形態に係る光学装置は、電界を変化させることによって、防塵フィルタ３６の表面に付着した塵埃を移動させて除去する。電界が塵埃に与えることができる力は、所定の条件下では塵埃の帯電量に比例するため、本実施形態に係る光学装置は、物理的な振動を防塵フィルタに発生させる方式では除去することが困難であった帯電量が大きい塵埃を除去することができる。
【００６５】
また、本実施形態に係る光学装置は、電気的な力によって塵埃を移動させるため、物理的な振動を防塵フィルタに発生させる方式では除去することが困難であった質量の小さい塵埃を除去することができる。また、本実施形態に係る光学装置は、物理的な振動を発生させることなく塵埃を除去することができるため、静粛性に優れている。また、防塵フィルタ３６自体が発塵する恐れも少ない。
【００６６】
本実施形態に係る光学装置は、電気的な力によって塵埃を移動させるため、物理的な振動を発生させて塵埃を除去する従来技術とは異なり、防塵フィルタ３６を振動可能な状態に取り付ける必要がない。したがって、防塵フィルタ３６を含むフィルタ部１８を、ケース１２に対して非可動的に取り付けることができるため、フィルタ部１８とケース１２の隙間から、封止空間内に塵埃が浸入することを効果的に防止できる。また、防塵フィルタ３６を、弾性部材等を介在させてケース１２に取り付ける必要がないため、弾性部材の経年変化等によってゴミ除去性能が変化する恐れもない。
第２実施形態
【００６７】
図８は、本発明に係る第２実施形態に係る光学装置おける防塵フィルタ３６ａの断面図（図８（ａ））および平面図（図８（ｂ））である。第２実施形態に係る光学装置は、防塵フィルタ３６ａにおける複数の電極９２の配置が異なる他は、第１実施形態に係る光学装置と同様である。
【００６８】
防塵フィルタ３６ａは、矩形平板形状を有する基材部４０と、複数の電極９２と、表面層９４とを有している。電極９２は、第１実施形態に係る電極４２とは異なり、基材部４０のＺ軸負方向側の表面に形成されている。また、電極９２は、基材部４０の長辺４０ａに略平行な方向に延在するように形成されている。
【００６９】
複数の電極９２は、基材部４０の短辺４０ｂに沿って、互いの間隔が所定の長さとなるように、間隔を空けて配置される。各電極９２の一方の端部（本実施形態ではＸ軸正方向側の端部）には、配線部８８が取り付けられている。電極９２は、配線部８８を介して、電圧信号出力回路２８に電気的に接続されている。
【００７０】
本実施形態に係る防塵フィルタ３６ａは、基材部４０の表面のうち、撮像素子ユニット１６側（Ｚ軸負方向側）の表面に電極９２が形成されている。本実施形態に係る防塵フィルタ３６ａおいて、塵埃３７は、主として基材部４０のＺ軸正方向側の表面に付着する。しかしながら、電極９２に電圧が出力されることによって形成される電界による力は、基材部４０の反対側まで及ぶ。
【００７１】
したがって、本実施形態に係る光学装置は、第１実施形態と同様に、防塵フィルタ３６ａにおける撮像素子ユニット１６側とは反対側の表面の電界を変化させることができ、これによって防塵フィルタ３６ａの表面に付着した塵埃３７を移動させて、除去することができる。
【００７２】
また、複数の電極９２は、互いに異なる位相を有する交流電圧を印加される複数のグループによって構成される。すなわち、本実施形態における複数の電極９２は、第１の電圧信号が入力される第１グループの電極９２ａと、第２の電圧信号が入力される第２グループの電極９２ｂと、第３の電圧信号が入力される第３グループの電極９２ｃと、第４の電圧信号が入力される第４グループの電極９２ｄによって構成される。
【００７３】
各グループの電極９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄは、基材部４０の短辺方向（Ｙ軸方向）に沿って周期的に配置されており、各グループの電極９２ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄには、第１実施形態と同様に、各相の対応する駆動電圧信号ｃｈ１〜ｃｈ４が印加される。これによって防塵フィルタ３６ａの表面には、電極９２の周期的配列方向であるＹ軸方向に沿って移動する進行波状の電界が発生する。したがって、防塵フィルタ３６ａの表面に存在する塵埃は、進行波状の電界から与えられる静電気力によって移動させられ、防塵フィルタ３６ａの表面から除去される。
【００７４】
例えば、防塵フィルタ３６ａの表面に付着した塵埃３７は、例えば矢印９５で示すように、進行波状の電界が移動する方向に沿う方向（Ｙ軸方向に沿う方向）に移動させられ、防塵フィルタ３６ａの表面から除去される。本実施形態に係る光学装置は、防塵フィルタ３６ａにおける基材部４０の短辺４０ｂ方向に沿って塵埃を移動させることができるため、塵埃３７を防塵フィルタ３６ａから除去するために必要とされる搬送距離が、第１実施形態に係る防塵フィルタ３６より小さい。このため、第２実施形態に係る光学装置は、防塵フィルタ３６ａの表面に付着した塵埃３７を、より効率的に除去することができる。また、本実施形態に係る光学装置は、第１実施形態に係る光学装置と同様の効果を奏する。
第３実施形態
【００７５】
図９は、本発明の第３実施形態に係る光学装置を搭載したカメラ３ａの全体ブロック図である。カメラ３ａは、カメラボディ５ａに振動素子駆動回路２９が備えられており、カメラボディ５ａに備えられる撮像素子周辺部１５ａが、図１に示す撮像素子周辺部１５と異なる他は、図１に示すカメラ３と同様である。
【００７６】
カメラボディ５ａには、振動素子駆動回路２９が備えられている。振動素子駆動回路２９は、ボディＣＰＵ５０と撮像素子周辺部１５ａとに、電気的に接続されている。振動素子駆動回路２９は、ボディＣＰＵ５０からの制御を受けて、撮像素子周辺部１５ａに備えられる振動素子２０（図１０）を駆動することができる。
【００７７】
図１０は、図９に示すカメラ３ａに備えられる撮像素子周辺部１５ａの平面図である。撮像素子周辺部１５ａは、ユニット固定基板１４と、ケース１２と、フィルタ部１８ａと、撮像素子ユニット１６とを有する。また、撮像素子周辺部１５ａは、防塵フィルタ３６ｂ（図１１）をケース１２に対して取り付けるための加圧部材１０と、フィルタ部１８ａに取り付けられた配線部３８と、振動素子２０とを有する。
【００７８】
撮像素子周辺部１５ａの断面図である図１１に示すように、矩形平板形状を有するユニット固定基板１４のＺ軸正方向側の表面には、撮像素子ユニット１６とケース１２とが配置されている。ケース１２は、額縁形状を有しており、撮像素子ユニット１６の周辺を取り囲むように配置される。ケース１２は、例えば合成樹脂またはセラミック等の絶縁性の材料を用いて形成される。
【００７９】
ケース１２の内周面には、フィルタ部１８を取り付けるための取付部１２ａが形成されている。本実施形態のおけるフィルタ部１８ａは、防塵フィルタ３６ｂが、他の３枚のフィルタである赤外線吸収ガラス板３２，水晶波長板３４および第２複屈折板３０と別体となっている。ケース１２の取付部１２ａには、防塵フィルタ３６ｂ以外の３枚のフィルタ３２，３４，３０が取り付けられる。３枚のフィルタ３２，３４，３０は、ケース１２に対して、例えば接着剤等によって取り付けられる。
【００８０】
撮像素子ユニット１６の周囲は、ユニット固定基板１４、ケース１２、およびフィルタ部１８ａによって密封されており、撮像素子ユニット１６が収納されて密封空間に、塵埃等が浸入することを防止している。
【００８１】
防塵フィルタ３６ｂは、赤外線吸収ガラス板３２のＺ軸負方向側に、当該赤外線吸収ガラス板３２との間に封止部材１７を挟んで配置される。封止部材１７は、例えば合成樹脂あるいはゴムなどの弾性部材で構成され、防塵フィルタ３６ｂと赤外線吸収ガラス板３２の間を封止している。
【００８２】
防塵フィルタ３６ｂは、板バネ形状を有する加圧部材１０によって、ケース１２に対して、振動可能な状態に取り付けられている。すなわち、加圧部材１０は、防塵フィルタ３６ｂを、Ｚ軸正方向側から赤外線吸収ガラス板３２に向かって加圧し、封止部材１７との間に防塵フィルタ３６ｂを挟んで保持する。なお、加圧部材１０の両端部は、図１０および図１１に示すように、ケース１２に対して螺旋止めされている。
【００８３】
図１２は、図１０に示す撮像素子周辺部１５ａに備えられる防塵フィルタ３６ｂの断面図（図１２（ａ））および平面図（図１２（ｂ））である。図１２（ａ）に示すように、防塵フィルタ３６ｂは、基材部４０と、複数の電極４２と、表面層４４とを有する。また、防塵フィルタ３６ｂにおけるＺ軸正方向側の表面には、振動素子２０が取り付けられている。
【００８４】
振動素子２０は、例えば圧電素子および圧電素子に電圧を印加するための電極等を有しており、図９に示す振動素子駆動回路２９によって駆動される。振動素子駆動回路２９は、防塵フィルタ３６ｂに振動の節が生じるように、振動素子２０を駆動することができる。本実施形態に係る振動素子駆動回路２９は、図１３に示すように、例えば防塵フィルタ３６ｂが３次の屈曲振動を起こすように、振動素子２０を駆動することができる。
【００８５】
第３実施形態に係る基材部４０のＺ軸正方向側の表面には、図６に示す防塵フィルタ３６と同様に、複数の電極４２が形成されている。電極４２は、図１２（ｂ）に示すように、基材部４０の表面に沿って帯状に形成されている。本実施形態における防塵フィルタ３６ｂでは、電極４２は、基材部４０の短辺４０ｂに略平行な方向に延在するように形成されている。また、電極４２は、図１３に示す振動の節９９と略平行に備えられている。
【００８６】
電極４２を、振動の節９９と略平行に備えることによって、振動の節９９に略垂直な方向に勾配を有する電界を発生させることができるため、防塵フィルタ３６ｂは、振動の節と略垂直な方向（Ｘ軸方向）に塵埃３７を移動させることができる。したがって、防塵フィルタ３６ｂを有する光学装置は、振動の節９９の周辺に残留した塵埃３７を、振動の節９９から遠ざかる方向（振動の節と略垂直な方向）に移動させて、単一モードの屈曲振動のみで、防塵フィルタ３６ｂの表面全体の塵埃を除去することができる。
【００８７】
また、防塵フィルタ３６ｂにおける振動素子２０も、基材部４０の短辺４０ｂに略平行に備えられているため、本実施形態における光学装置において、振動素子２０と電極４２は、略平行に備えられる。振動の節は、振動素子２０と略平行な方向や、基材部４２の辺と略平行な方向に発生しやすいため、電極４２を基材部４０の辺または振動素子２０と略平行に配置することが、防塵フィルタ３６ｂの表面全体の塵埃をする上で好ましい。
【００８８】
各電極４２のＹ軸正方向側の端部には、配線部３８が取り付けられており、電極４２は配線部３８を介して、図１に示す電圧信号出力回路２８に電気的に接続されている。また、本実施形態における複数の電極４２は、図７に示す第１実施形態と同様に、第１の電圧信号が入力される第１グループの電極４２ａと、第２の電圧信号が入力される第２グループの電極４２ｂと、第３の電圧信号が入力される第３グループの電極４２ｃと、第４の電圧信号が入力される第４グループの電極４２ｄによって構成される。
【００８９】
各グループの電極４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄは、電極４２が延在する方向であるＹ軸方向とは垂直なＸ軸方向に沿って、第１グループの電極４２ａ、第２グループの電極４２ｂ、第３グループの電極４２ｃ、第４グループの電極４２ｄの順番に、所定の間隔を隔てて周期的に配置される。
【００９０】
図１９は、図１２に示す防塵フィルタ３６ｂを有するカメラ３ａ（図９）による除塵動作の一例を説明したフローチャートである。図１９に示すステップＳ１０１では、防塵フィルタ３６ｂに付着した塵埃３７を除去する除塵動作を開始する。除塵動作は、例えば図９に示すカメラ３ａの電源がＯＮされた時や、カメラボディ５ａに備えられる不図示の入力部より、ボディＣＰＵ５０に清掃開始信号が入力された時に開始される。
【００９１】
ステップＳ１０２では、図９に示すボディＣＰＵ５０から振動素子駆動回路２９に制御信号が出力され、振動素子駆動回路２９は、振動素子２０を駆動し、防塵フィルタ３６ｂを振動させる。図１３は、図１２に示す防塵フィルタ３６ｂによる除塵動作における第１の段階（ステップＳ１０２）を説明した模式図である。
【００９２】
ステップＳ１０２において、振動素子駆動回路２９は、防塵フィルタ３６ｂが３次の屈曲振動を起こすように、振動素子２０を駆動する。ステップＳ１０２では、防塵フィルタ３６ｂに付着している塵埃のうち、振動の節９９の周辺以外に付着している塵埃３７を除去することができる。しかし、屈曲振動における振動の節９９の周辺１０１は、振動の振幅が小さいため、図１３に示すように、振動の節９９の周辺に付着した塵埃３７は、十分に除去されない場合がある。
【００９３】
図１９に示すステップＳ１０３では、図９に示すボディＣＰＵ５０から電圧信号出力回路２８に制御信号が出力され、電圧信号出力回路２８は、電極４２に電圧信号を出力し、防塵フィルタ３６ｂの表面に進行波状の電界を発生させる。図１４は、図１２に示す防塵フィルタ３６ｂによる除塵動作における第２の段階（ステップＳ１０３）を説明した模式図である。
【００９４】
ステップＳ１０３において、電圧信号出力回路２８は、防塵フィルタ３６ｂの表面に備えられた複数の電極に電圧を印加することによって、防塵フィルタ３６ｂの表面の電界を変化させる。電圧信号出力回路２８は、図７に示すのと同様に、縞状に配置された電極４２に４相の交流電圧信号ｃｈ１〜ｃｈ４を印加し、Ｘ軸方向に沿って移動する進行波状の電界を、防塵フィルタ３６ｂの表面に発生させる（図１４）。
【００９５】
防塵フィルタ３６ｂの表面のうち、ステップＳ１０２における屈曲振動において振動の節９９が発生する位置の周辺部に残存する塵埃３７は、図１４（ｂ）に示すように、電界から与えられる静電気力によって、矢印１０５に示すように、Ｘ軸方向に沿って移動させられる。電圧信号出力回路２８は、振動の節９９の発生位置周辺部に残存する塵埃３７が、振動の節９９から離れた位置に移動するまで、電極４２に電圧を印加することができる。なお、ステップＳ１０２において振動の節９９の発生位置周辺部１０１に残存した塵埃の一部は、矢印１０６に示すように、ステップＳ１０３において防塵フィルタ３６ｂの表面から除去される。
【００９６】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０２と同様に、図９に示すボディＣＰＵ５０から振動素子駆動回路２９に制御信号が出力され、振動素子駆動回路２９は、防塵フィルタ３６ｂを振動させるように振動素子２０を駆動する。図１５は、図１２に示す防塵フィルタ３６ｂによる除塵動作における第３の段階（ステップＳ１０４）を説明した模式図である。
【００９７】
ステップＳ１０４において、振動素子駆動回路２９は、防塵フィルタ３６ｂが３次の屈曲振動を起こすように、振動素子２０を駆動する。ステップＳ１０３によって、防塵フィルタ３６ｂの表面に残存する塵埃３７は、振動の節９９から離れた位置に移動されているため、ステップＳ１０４における屈曲振動によって除去される。防塵フィルタ３６ｂの表面に残存する塵埃３７は、図１５において矢印で示すように、重力方向に移動して除去される。
【００９８】
図１９に示すステップＳ１０５では、除塵動作を終了する。ボディＣＰＵ５０は、ステップＳ１０５において、電圧信号出力回路２８および振動素子駆動回路２９の制御を停止する。
【００９９】
このように、本実施形態に係る光学装置は、防塵フィルタ３６ｂを屈曲振動させる除塵動作と、防塵フィルタ３６ｂの表面の電界を変化させる除塵動作の両方を行うことができるため、防塵フィルタ３６ｂの表面に付着した塵埃３７を効率的に除去することができる。すなわち、屈曲振動による除塵動作によって、質量の比較的大きい塵埃や、振動の節の周辺以外の部分に付着した塵埃を除去することができる。また、進行性電界による除塵動作によって、質量の比較的小さい塵埃や、振動の節の周辺に付着した塵埃や、帯電量の大きい塵埃等を除去することができる。
【０１００】
電圧信号出力回路２８は、振動素子駆動回路２９が振動素子２０を駆動した後に、防塵フィルタ３６ｂに生じる電界が移動するように、電極４２に電圧を出力することによって、振動の節９９の発生位置周辺に残存する塵埃３７を、振動の節９９から離れた位置に移動させることができる。したがって、本実施形態に係る光学装置は、屈曲振動させる除塵動作と、電界を変化させる除塵動作の両方を組み合わせることによって、単一モードの屈曲振動のみで、防塵フィルタ３６ｂの表面全体の塵埃を除去することができる。
【０１０１】
なお、図１９に示す除塵動作の例では、屈曲振動させる除塵動作と、電界を変化させる除塵動作を、時間をずらして行うが、除塵動作としてはこれに限定されず、例えば屈曲振動させる除塵動作と、電界を変化させる除塵動作を同時に行ってもよい。すなわち、電圧信号出力回路２８は、振動素子駆動回路２９が振動素子２０を駆動しているとき、防塵フィルタ３６ｂに生じる電界が移動するように、電極４２に電圧を出力することができる。これによって、本実施形態に係る光学装置は、防塵フィルタ３６ｂの表面全体の塵埃を短時間で除去することができる。
【０１０２】
また、本実施形態に係る防塵フィルタ３６ｂでは、図１３に示すように、防塵フィルタ３６ｂの表面全体に電極４２が形成されているが、電極４２の配置はこれに限定されず、振動の節９９の発生位置の周辺部にのみ電極４２が形成されていてもよい。振動の節９９の発生位置の周辺部にのみ電極４２を有する防塵フィルタは、電界を変化させる除塵動作によって、振動の節９９の発生位置周辺に付着している塵埃３７を、振動の節９９から離れた位置に確実に移動させ、その場所に留まらせることができる。
第４実施形態
【０１０３】
図１６は、本発明に係る第４実施形態に係る光学装置おける防塵フィルタ３６ｃの断面図（図１６（ａ））および平面図（図１６（ｂ））である。第４実施形態に係る光学装置は、防塵フィルタ３６ｃにおける複数の電極９２の配置が異なる他は、第３実施形態に係る光学装置と同様である。
【０１０４】
防塵フィルタ３６ｃは、矩形平板形状を有する基材部４０と、複数の電極９２と、表面層９４とを有している。電極９２は、第３実施形態に係る電極４２とは異なり、基材部４０のＺ軸負方向側の表面に形成されている。また、電極９２は、基材部４０の長辺４０ａに略平行な方向に延在するように形成されている。
【０１０５】
本実施形態に係る防塵フィルタ３６ｃは、基材部４０の表面のうち、撮像素子ユニット１６側（Ｚ軸負方向側）の表面に電極９２が形成されている。本実施形態に係る防塵フィルタ３６ｃにおいて、塵埃３７は、主として基材部４０のＺ軸正方向側の表面に付着する。しかしながら、電極９２に電圧が出力されることによって形成される電界による力は、基材部４０の反対側まで及ぶ。
【０１０６】
したがって、本実施形態に係る光学装置は、第３実施形態と同様に、防塵フィルタ３６ｃにおける撮像素子ユニット１６側とは反対側の表面の電界を変化させることができ、これによって防塵フィルタ３６ｃの表面に付着した塵埃３７を移動させて、除去することができる。
【０１０７】
本実施形態に係る光学装置において、振動素子２０と電極９２とは略直交して備えられる。このような配置であっても、電圧信号出力回路２８は、振動の節９９の発生位置周辺部に残存する塵埃３７を、図１６（ｂ）における矢印１０７に示すように、Ｚ軸方向に移動させることができる。したがって、本実施形態に係る光学装置は、第３実施形態に係る光学装置と同様に、防塵フィルタ３６ｃの表面全体に付着した塵埃を除去することができる。
第５実施形態
【０１０８】
図１７は、本発明に係る第５実施形態に係る光学装置おける防塵フィルタ３６ｄの断面図（図１７（ａ））および平面図（図１７（ｂ））である。第５実施形態に係る光学装置は、第１振動素子２０ａおよび第２振動素子２０ｂを有し、防塵フィルタ３６ｄにおける振動素子２０ａ，２０ｂの配置面が異なる他は、第４実施形態に係る光学装置と同様である。
【０１０９】
防塵フィルタ３６ｄは、矩形平板形状を有する基材部４０と、複数の電極９８と、表面層９７とを有している。電極９８は、第４実施形態に係る電極９２と同様に、基材部４０のＺ軸負方向側の表面に形成されている。また、電極９８は、基材部４０の長辺４０ａに略平行な方向に延在するように形成されている。
【０１１０】
複数の電極９８は、基材部４０の短辺４０ｂに沿って、互いの間隔が所定の長さとなるように、間隔を空けて配置される。各電極９８の一方の端部（本実施形態ではＸ軸正方向側の端部）には、配線部９６が取り付けられている。電極９８は、配線部９６を介して、電圧信号出力回路２８（図１）に電気的に接続されている。
【０１１１】
複数の電極９８は、互いに異なる位相を有する交流電圧を印加される複数のグループによって構成される。すなわち、本実施形態における複数の電極９８は、第１の電圧信号が入力される第１グループの電極９８ａと、第２の電圧信号が入力される第２グループの電極９８ｂと、第３の電圧信号が入力される第３グループの電極９８ｃと、第４の電圧信号が入力される第４グループの電極９８ｄによって構成される。
【０１１２】
第５実施形態に係る光学装置は、防塵フィルタ３６ｄにおける一対の短辺４０ｂに沿って備えられる第１振動素子２０ａと、第２振動素子２０ｂとを有する。第５実施形態に係る光学装置は、互いに略平行に配置される２つの振動素子２０ａ，２０ｂを有するため、防塵フィルタ３６ｄに対してより強い振動を発生させ、効率的に塵埃を除去することができる。
【０１１３】
また、第２振動素子２０ｂと配線部９６は、防塵フィルタ３６ｄにおけるＹＸ軸正方向側の端部に配置されている。すなわち、第２振動素子２０ｂと配線部９６は、光軸α方向（Ｚ軸方向）から防塵フィルタ３６ｄをみた場合、互いに重複する位置に配置されている。第２振動素子２０ｂと配線部９６とを光軸方向に重複するように配置することによって、防塵フィルタ３６ｄの表面において撮影光を透過しない領域が増加することを抑制できる。したがって、本実施形態に係る光学装置は、防塵フィルタ３６ｄに強い振動を発生させて除塵効果を高めつつも、防塵フィルタ３６ｄの面積の増加を抑制することができる。また、本実施形態に係る光学装置は、第４実施形態に係る光学装置と同様の効果を奏する。
第６実施形態
【０１１４】
図１８は、本発明に係る第６実施形態に係る光学装置おける防塵フィルタ３６ｅの断面図（図１８（ａ））および平面図（図１８（ｂ））である。第６実施形態に係る光学装置は、第１振動素子２０ａおよび第２振動素子２０ｂを有し、電極１０３および配線部１０２の配置面が異なる他は、第３実施形態に係る光学装置と同様である。
【０１１５】
防塵フィルタ３６ｅは、矩形平板形状を有する基材部４０と、複数の電極１０３と、表面層１０４とを有している。電極１０３は、第３実施形態に係る電極４２とは異なり、基材部４０のＺ軸負方向側の表面に形成されている。しかし、電極１０３は、第３実施形態に係る電極４２と同様に、基材部４０の短辺４０ｂに略平行な方向に延在するように形成されている。
【０１１６】
複数の電極１０３は、基材部４０の長辺４０ｂに沿って、互いの間隔が所定の長さとなるように、間隔を空けて配置される。各電極１０３の一方の端部（本実施形態ではＹ軸正方向側の端部）には、配線部１０２が取り付けられている。電極１０３は、配線部１０２を介して、電圧信号出力回路２８に電気的に接続されている。
【０１１７】
複数の電極１０３は、互いに異なる位相を有する交流電圧を印加される複数のグループによって構成される。すなわち、本実施形態における複数の電極１０３は、第１の電圧信号が入力される第１グループの電極１０３ａと、第２の電圧信号が入力される第２グループの電極１０３ｂと、第３の電圧信号が入力される第３グループの電極１０３ｃと、第４の電圧信号が入力される第４グループの電極１０３ｄによって構成される。
【０１１８】
第６実施形態に係る光学装置は、防塵フィルタ３６ｅの基材部４０における一対の短辺４０ｂに沿って備えられる第１振動素子２０ａと、第２振動素子２０ｂとを有する。第６実施形態に係る光学装置は、互いに略平行に配置される２つの振動素子２０ａ，２０ｂを有するため、防塵フィルタ３６ｅに対してより強い振動を発生させ、効率的に塵埃を除去することができる。
【０１１９】
また、第１及び第２振動素子２０ａ，２０ｂの一部と、配線部１０２の一部とは、光軸α方向（Ｚ軸方向）にみて、互いに重複するように配置されている。これにより、防塵フィルタ３６ｅは、図１７に示す防塵フィルタ３６ｄと同様に、防塵フィルタ３６ｅの表面において撮影光を透過しない領域が増加することを抑制できる。また、本実施形態に係る光学装置は、第３実施形態に係る光学装置と同様の効果を奏する。
その他の実施形態
【０１２０】
第５および第６実施形態に係る防塵フィルタ３６ｄ，３６ｅでは、基材の一方の表面に電極９８，１０３を配置し、基材の他方の表面に振動素子２０ａ，２０ｂを配置したが、電極と振動素子の配置はこれに限定されない。例えば、基材の一方の表面に電極および表面層を形成し、表面層に振動素子２０ａ，２０ｂを固定してもよく、これによって第５および第６実施形態に係る防塵フィルタ３６ｄ，３６ｅと同様の効果が得られる。
【０１２１】
また、図１および図９に示す画像処理コントローラ６６は、撮像素子ユニット１６によって撮像された画像に電極４２の影が写り込んだ場合、画像処理によって電極４２の影を低減してもよい。これにより、電極４２が撮像措置の光学性能に与える影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る光学装置を搭載したカメラの全体ブロック図である。
【図２】図２は、図１に示すカメラに搭載された撮像素子周辺部の平面図である。
【図３】図３は、図２に示す撮像素子周辺部のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、撮像素子周辺部に備えられるフィルタ部の断面図である。
【図５】図５は、本発明に係る光学装置の製造工程の一例を説明したフローチャートである。
【図６】図６は、図３に示す撮像素子周辺部に備えられる防塵フィルタの断面図および平面図である。
【図７】図７は、図６に示す防塵フィルタを用いた除塵動作を説明するための模式図である。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態に係る光学装置における防塵フィルタの断面図および平面図である。
【図９】図９は、本発明の第３実施形態に係る光学装置を搭載したカメラの全体ブロック図である。
【図１０】図１０は、図９に示すカメラに搭載された撮像素子周辺部の平面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示す撮像素子周辺部のXI−XI線に沿う断面図である。
【図１２】図１２は、図１０に示す撮像素子周辺部に備えられる防塵フィルタの断面図および平面図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す防塵フィルタによる除塵動作における第１の段階を説明した模式図である。
【図１４】図１４は、図１２に示す防塵フィルタによる除塵動作における第２の段階を説明した模式図である。
【図１５】図１５は、図１２に示す防塵フィルタによる除塵動作における第３の段階を説明した模式図である。
【図１６】図１６は、本発明の第４実施形態に係る光学装置における防塵フィルタの断面図および平面図である。
【図１７】図１７は、本発明の第５実施形態に係る光学装置における防塵フィルタの断面図および平面図である。
【図１８】図１８は、本発明の第６実施形態に係る光学装置における防塵フィルタの断面図および平面図である。
【図１９】図１９は、図１２に示す防塵フィルタによる除塵動作の一例を説明したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２３】
１６…  撮像素子ユニット
２０…  振動素子
２８…  電圧信号出力回路
２９…  振動素子駆動回路
３６，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３６ｅ…  防塵フィルタ
３７…  塵埃
３８…  配線部
４０…  基材部
１６…  気密シール部材
４２，９２，９８，１０３…  電極
４２ａ，９２ａ，９８ａ，１０３ａ…  第１グループの電極
４２ｂ，９２ｂ，９８ｂ，１０３ｂ…  第２グループの電極
４２ｃ，９２ｃ，９８ｃ，１０３ｃ…  第３グループの電極
４２ｄ，９２ｄ，９８ｄ，１０３ｄ…  第４グループの電極
５０…  ボディＣＰＵ
９９…  振動の節
【図１】
2010118950.tif 000003
【図２】
2010118950.tif 000004
【図３】
2010118950.tif 000005
【図４】
2010118950.tif 000006
【図５】
2010118950.tif 000007
【図６】
2010118950.tif 000008
【図７】
2010118950.tif 000009
【図８】
2010118950.tif 000010
【図９】
2010118950.tif 000011
【図１０】
2010118950.tif 000012
【図１１】
2010118950.tif 000013
【図１２】
2010118950.tif 000014
【図１３】
2010118950.tif 000015
【図１４】
2010118950.tif 000016
【図１５】
2010118950.tif 000017
【図１６】
2010118950.tif 000018
【図１７】
2010118950.tif 000019
【図１８】
2010118950.tif 000020
【図１９】
2010118950.tif 000021