(57)【要約】      （修正有）【課題】塵埃などを良好に除去できる光学部品等を提供する。【解決手段】第１の辺と、前記第１の辺に交差する方向に備えられる第２の辺とを有し、光が透過可能な光透過性部材２２と、前記光透過性部材に備えられ前記光透過性部材を振動させる振動部材２０と、前記光透過性部材に前記第１の辺に平行な振動の節、及び、前記第２の辺に平行な振動の節が生じるように前記振動部材を駆動する駆動部とを有し、前記振動部材は、前記光透過性部材の前記第１の辺に平行な振動の節、及び、前記第２の辺に平行な振動の節が生じていない部分に備えられている光学部品。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の辺と、前記第１の辺に交差する方向に備えられる第２の辺とを有し、光が透過可能な光透過性部材と、
前記光透過性部材に備えられ前記光透過性部材を振動させる振動部材と、
前記光透過性部材に前記第１の辺に平行な振動の節、及び、前記第２の辺に平行な振動の節が生じるように前記振動部材を駆動する駆動部とを有し、
前記振動部材は、前記光透過性部材の前記第１の辺に平行な振動の節、及び、前記第２の辺に平行な振動の節が生じていない部分に備えられている光学部品。
【請求項２】
請求項１に記載された防塵装置であって、
前記振動部材は、前記光透過性部材の前記第１の辺に平行な振動の節、及び、前記第２の辺に平行な振動の節よりも前記光透過性部材の縁側に備えられている光学部品。
【請求項３】
第１の辺と、前記第１の辺に交差する方向に備えられる第２の辺とを有し、光が透過可能な光透過性部材と、
前記光透過性部材の前記第１の辺及び前記第２の辺に略平行な面に備えられ、前記光透過性部材の少なくとも一部を封止する封止部材と、
前記第１の辺と略平行な方向において前記封止部材よりも前記光透過性部材の縁側、かつ、前記第２の辺と略平行な方向において前記封止部材よりも前記光透過性部材の縁側に備えられ、前記光透過性部材を振動させる振動部材とを有する光学部品。
【請求項４】
第１の辺と、前記第１の辺に交差する方向に備えられる第２の辺とを有し、光が透過可能な光透過性部材と、
前記光透過性部材の前記第１の辺及び前記第２の辺に略平行な面に備えられ、前記光透過性部材を支持する支持部材と、
前記第１の辺と略平行な方向において前記支持部材よりも前記光透過性部材の縁側、かつ、前記第２の辺と略平行な方向において前記支持部材よりも前記光透過性部材の縁側に備えられ、前記光透過性部材を振動させる振動部材とを有する光学部品。
【請求項５】
請求項１から請求項４までの何れか１項に記載された光学部品であって、前記光透過性部材は、矩形であり、
前記振動部材は、前記光透過性部材の角の近傍に備えられている光学部品。
【請求項６】
請求項５に記載された光学部品であって、
前記振動部材は、複数であり、前記光透過性部材の角のそれぞれの近傍に備えられている光学部品。
【請求項７】
請求項１から請求項６までの何れか１項に記載された光学部品であって、
前記振動部材は、前記第１の辺及び前記第２の辺に略直交する方向の力を前記光透過性部材に与える光学部品。
【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部品であって、
前記振動部材を駆動するための駆動回路を有する光学部品。
【請求項９】
請求項１から請求項８までの何れか１項に記載された光学部品を含む光学機器。
【請求項１０】
請求項９に記載された光学機器であって、
前記光透過性部材に対向して備えられた撮像素子を含む光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品および光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズ交換式デジタルカメラなどでは、撮像素子周辺の光学部品にゴミが付着し、撮影した映像にゴミが写りこむなどの問題が発生している。このような問題を解消するために、撮像素子および光学ローパスフィルタ等を封止するガラス板を設け、ガラス板に圧電素子を取り付けて振動させることによって、ゴミを除去する光学部品が開発されている（特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開２００２−２０４３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、塵埃などを良好に除去できる光学部品と、このような光学部品を有する光学機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明に係る光学部品は、
第１の辺（２２ｄ）と、前記第１の辺に交差する方向に備えられる第２の辺（２２ｅ）とを有し、光が透過可能な光透過性部材（２２）と、
前記光透過性部材に備えられ前記光透過性部材を振動させる振動部材（２０）と、
前記光透過性部材に前記第１の辺に平行な振動の節（８４）、及び、前記第２の辺に平行な振動の節（８６）が生じるように前記振動部材を駆動する駆動部（５６）とを有し、
前記振動部材は、前記光透過性部材の前記第１の辺に平行な振動の節、及び、前記第２の辺に平行な振動の節が生じていない部分に備えられている。
【０００５】
また、例えば、前記振動部材は、前記光透過性部材の前記第１の辺に平行な振動の節、及び、前記第２の辺に平行な振動の節よりも前記光透過性部材の縁側に備えられていてもよい。
【０００６】
また、本発明の第２の観点に係る光学部品は、
第１の辺と、前記第１の辺に交差する方向に備えられる第２の辺とを有し、光が透過可能な光透過性部材と、
前記光透過性部材の前記第１の辺及び前記第２の辺に略平行な面に備えられ、前記光透過性部材の少なくとも一部を封止する封止部材（１８）と、
前記第１の辺と略平行な方向において前記封止部材よりも前記光透過性部材の縁側、かつ、前記第２の辺と略平行な方向において前記封止部材よりも前記光透過性部材の縁側に備えられ、前記光透過性部材を振動させる振動部材とを有している。
【０００７】
また、本発明の第３の観点に係る光学部品は、
第１の辺と、前記第１の辺に交差する方向に備えられる第２の辺とを有し、光が透過可能な光透過性部材と、
前記光透過性部材の前記第１の辺及び前記第２の辺に略平行な面に備えられ、前記光透過性部材を支持する支持部材（１７ｄ）と、
前記第１の辺と略平行な方向において前記支持部材よりも前記光透過性部材の縁側、かつ、前記第２の辺と略平行な方向において前記支持部材よりも前記光透過性部材の縁側に備えられ、前記光透過性部材を振動させる振動部材とを有する。
【０００８】
また、例えば、本発明に係る光学部品において、前記光透過性部材は、矩形であり、前記振動部材は、前記光透過性部材の角の近傍に備えられていてもよい。
【０００９】
また、例えば、前記振動部材は、複数であり、前記光透過性部材の角のそれぞれの近傍に備えられていてもよい。
【００１０】
また、例えば、前記振動部材は、前記第１の辺及び前記第２の辺に略直交する方向の力を前記光透過性部材に与えてもよい。
【００１１】
また、例えば、本発明に係る光学部品は、前記振動部材を駆動するための駆動回路を有していても良い。
【００１２】
本発明に係る光学機器は、上記いずれかに記載の光学部品を含む。
【００１３】
また、本発明に係る光学機器は、前記光透過性部材に対向して備えられた撮像素子（１２）を有していても良い。
【００１４】
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づけて説明したが、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。さらに、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】
【００１５】
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カメラの全体ブロック図、
図２は、図１に示す撮像部周辺の平面図、
図３は、図２に示す撮像部のIII−III線に沿う概略断面図、
図４は、図２に示す撮像部のIＶ−IＶ線に沿う概略断面図、
図５は、防塵フィルタに取り付けられた振動部材の部分拡大図、
図６は、防塵フィルタに発生する振動の節を表した平面図、
図７は、曲げ振動モードを説明した概略図、
図８は、本発明の第２実施形態に係るカメラに備えられる撮像部の概略断面図、
図９は、振動部材の第１の変形例を示す拡大断面図、
図１０は、他の実施形態に係る防塵フィルタ２２の平面図である。
第１実施形態
【００１６】
まず、図１に基づき、本実施形態に係るカメラ２の全体構成について説明する。カメラ２は、カメラボディ４０と、カメラボディ４０に取り付けられたレンズ鏡筒４２とを有する。レンズ鏡筒４２は、カメラボディ４０に着脱自在に装着される。なお、コンパクトカメラなどのように、レンズ鏡筒４２とカメラボディ４０とが一体であるカメラもあり、本実施形態に係る防塵フィルタ等を備えるカメラの種類は、特に限定されない。
【００１７】
カメラボディ４０の内部には、撮像素子１２および光学フィルタ群１４等を有する撮像部１０が備えられている。撮像部１０は、光学レンズ群４８のレンズ光軸αに対して、撮像素子１２および光学フィルタ群１４が、略垂直に交差するように配置される。撮像部１０については、後述する。
【００１８】
なお、カメラ２では、撮像素子１２から光学レンズ群４８に向かう方向をレンズ光軸α方向の前方とし、光学レンズ群４８から撮像素子１２に向かう方向を、レンズ光軸α方向の後方として説明を行う。
【００１９】
カメラボディ４０の内部において、撮像部１０のレンズ光軸α方向の前方には、シャッタ部材４４が配置してある。シャッタ部材４４のレンズ光軸α方向の前方には、ミラー４６が配置してあり、そのレンズ光軸α方向の前方には、レンズ鏡筒４２に内蔵してある絞り部４７および光学レンズ群４８が配置してある。
【００２０】
カメラボディ４０は、ボディＣＰＵ５０を内蔵している。ボディＣＰＵ５０は、レンズ接点５４を介してレンズＣＰＵ５８に接続されている。レンズ接点５４は、カメラボディ４０とレンズ鏡筒４２を連結し、ボディＣＰＵ５０と、レンズＣＰＵ５８とを電気的に接続する。ボディＣＰＵ５０は、カメラボディ４０に内蔵されている電源５２に接続されている。電源５２は、ボディＣＰＵ５０等に電力を供給する。
【００２１】
ボディＣＰＵ５０には、レリーズスイッチ５１、ストロボ５３、ジャイロセンサ７０、表示部５５、ＥＥＰＲＯＭ（メモリ）６０、防塵フィルタ駆動回路５６、振動モード選択回路８０、画像処理コントローラ５９、ＡＦセンサ７２などが接続してある。画像処理コントローラ５９には、インターフェース回路５７を介して、撮像部１０の撮像素子１２（図２参照）が接続してあり、撮像素子１２にて撮像された画像の画像処理を制御可能になっている。撮像素子１２としては、たとえばＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子が用いられる。
【００２２】
ボディＣＰＵ５０は、レンズ鏡筒４２との通信機能と、カメラボディ４０の制御機能を有している。例えば、ボディＣＰＵ５０は、レンズ鏡筒４２との装着が完全であるか否かの通信を行い、レンズＣＰＵ５８から入力された焦点距離、距離情報等から目標位置を演算する。ボディＣＰＵ５０は、レリーズスイッチ５１が半押しであることを示す半押し信号が入力すると、ＡＥ、ＡＦなどの撮影準備動作を行わせるための信号を、レンズＣＰＵ５８に出力する。また、ボディＣＰＵ５０は、レリーズスイッチ５１が全押しであることを示す全押し信号が入力すると、ミラー駆動、シャッタ駆動、絞り駆動等を行わせるための信号を出力する。
【００２３】
表示部５５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。
【００２４】
レリーズスイッチ５１は、シャッタ駆動のタイミングを操作するスイッチであり、ボディＣＰＵ５０に半押し、全押し等のスイッチの状態に関する信号を出力する。カメラ２は、レリーズスイッチ５１が半押しである時にはＡＦ、ＡＥ等を行い、全押しである時には、ミラーアップ、シャッタ駆動等の撮影動作を行う。
【００２５】
ミラー４６は、構図決定などに用いるファインダ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。ボディＣＰＵ５０からレリーズスイッチ５１の情報が入力され、全押し時にミラーアップ、露光終了後にミラーダウンを行う。ミラー４６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。ミラー４６には、サブミラー４６ａが連結してある。
【００２６】
サブミラー４６ａは、ＡＦセンサ７２に光を送るためのミラーであり、ミラー４６を通過した光束を反射してＡＦセンサ７２に導く。サブミラー４６ａも、メインミラー４６と同様に、露光中は光路から退避する。
【００２７】
シャッタ部材４４は、露光時間を制御する機構である。ボディＣＰＵ５０からレリーズスイッチ５１の情報が入力され、全押し時にシャッタ駆動を行う。シャッタ部材４４は、不図示のシャッタ駆動部（例えばＤＣモータ）により駆動される。ＡＦセンサ７２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７２としては、通常ＣＣＤが用いられる。
【００２８】
防塵フィルタ駆動回路５６は、防塵フィルタ２２に備えられた振動部材２０（図２）に電気的に接続されている。防塵フィルタ駆動回路５６は、所定条件を満足する場合に、ボディＣＰＵ５０からの制御を受けて振動部材２０を駆動する。防塵フィルタ駆動回路５６は、振動部材２０を駆動させ、図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すように、防塵フィルタ２２に振動を発生させ、防塵フィルタ２２の表面に付着している塵埃などを飛ばして除去する除塵動作を行う。
【００２９】
なお、図１に示す撮像部１０における防塵フィルタ２２の周辺には、振動部材２０によって発生された振動によって、防塵フィルタ２２の表面から離れた塵埃を捕獲するための捕獲手段が配置されていても良い。捕獲手段としては、例えば粘着テープ等を有するものを用いることができる。
【００３０】
振動部材２０を駆動するために、防塵フィルタ駆動回路５６から振動部材２０へ出力される駆動信号の周波数は、なるべく大きな振幅を有する振動を防塵フィルタ２２に発生させるために、防塵フィルタ２２を共振させる共振周波数とすることが好ましい。共振周波数は、防塵フィルタ２２の形状、材質、支持の方法、振動モード等によって決まる。
【００３１】
図１に示すように、防塵フィルタ駆動回路５６には、振動モード選択回路８０が接続されている。振動モード選択回路８０は、ボディＣＰＵ５０からの指示を受けて、防塵フィルタ駆動回路５６が出力する駆動信号およびその周波数等を決定する。また、防塵フィルタ駆動回路５６は、振動モード選択回路８０の決定に基づき、振動部材２０に対して駆動信号を出力する。
【００３２】
このように、振動モード選択回路８０は、防塵フィルタ駆動回路５６が出力する駆動信号およびその周波数を決定し、変化させる機能を有する。また、防塵フィルタ駆動回路５６が振動部材２０に対して出力する駆動信号を変化させることによって、防塵フィルタ２２に発生する曲げ振動の振動方向や、曲げ振動の次数を変化させることができる。防塵フィルタ２２に発生する曲げ振動については後述する。
【００３３】
図１に示すレンズ鏡筒４２には、焦点距離エンコーダ６６、距離エンコーダ６４、絞り部４７、絞り部４７を制御するステッピングモータ（ＳＴＭ）６８、レンズＣＰＵ５８、ボディ部とのレンズ接点５４、及び、単数または複数の光学レンズ群４８が具備してある。レンズ接点５４には、カメラボディ４０からレンズ駆動系電源を供給するための接点とレンズＣＰＵ５８を駆動するためのＣＰＵ電源の接点とデジタル通信用の接点とがある。駆動系電源およびＣＰＵ電源はカメラボディ４０の電源５２から供給される。
【００３４】
レンズ鏡筒４２の焦点距離エンコーダ６６は、レンズ群４８の一構成要素であるズームレンズ群の位置情報をレンズＣＰＵ５８に出力する。距離エンコーダ６４は、光学レンズ群４８の一構成要素であるフォーカシングレンズ群の位置情報をレンズＣＰＵ５８に出力する。
【００３５】
レンズＣＰＵ５８は、カメラボディ４０との通信機能、光学レンズ群４８の制御機能を有している。レンズＣＰＵ５８は、焦点距離および被写体距離等を、レンズ接点５４を介してボディＣＰＵ５０に出力する。また、レンズＣＰＵには、ボディＣＰＵ５０からレンズ接点５４を介して、レリーズ情報、ＡＦ情報が入力される。
【００３６】
図２〜図４に示すように、本実施形態に係る撮像部１０は、基板１６、撮像素子１２、および光学フィルタ群１４を有する。光学フィルタ群１４は、図３に示すように、複数の光学フィルタによって構成される光学部材要素３０と、防塵フィルタ２２とを有する。
【００３７】
撮像部１０における基板１６の中央部前面（レンズ光軸α方向の前方側の面）には、撮像素子１２が固定してある。撮像素子１２の周囲には、ケース１７が配置してあり、基板１６の表面に、着脱自在に、あるいは着脱不可に固定してある。
【００３８】
本実施形態において、図３に示す防塵フィルタ２２は、入射した光線を２つの方向に分離する複屈折板である。また、防塵フィルタ２２と撮像素子１２との間に配置される光学部材要素３０は、複数の光学板の積層構造であり、第２複屈折板２８と、赤外線吸収ガラス板２６と、水晶波長板（λ／４波長板）２４との積層板で構成してある。
【００３９】
光学部材要素３０の第２複屈折板２８も、入射した光線を２つの方向に分離する複屈折板である。ただし、第２複屈折板２８が光線を分離する方向は、防塵フィルタ２２が光線を分離する方向に対して、略直交するように構成されている。すなわち、本実施形態では、防塵フィルタ２２および第２複屈折板２８から構成させる２枚の複屈折板により、基本的には、光学ローパスフィルタ（ＯＬＰＦ）を構成している。
【００４０】
また、図５に示す防塵フィルタ２２は、光学部材要素３０および撮像素子１２が配置された空間を封止し、光学部材要素３０および撮像素子１２に塵埃が付着することを防止するカバー部材を兼ねている。このため、本実施形態に係る撮像部１０は、光学ローパスフィルタ以外の他の部品（例えばガラス板等）を追加することなく撮像素子１２等を封止しているため、部品点数が抑えられ、小型でシンプルな構造となっている。
【００４１】
なお、光学部材要素３０を構成する光学板のうち、水晶波長板２４は、直線偏光を円偏光に変えることができる光学板であり、赤外線吸収板２６は、赤外線を吸収する機能を有する。光学ローパスフィルタは、二つの複屈折板２２，２８の間に、赤外線吸収板２６および水晶波長板２４が積層されている本実施形態のような形態であってもよいが、本発明に係る光学フィルタ群１４はこれに限定されない。
【００４２】
図４に示すケース１７は、たとえば合成樹脂あるいはセラミックなどの絶縁体などで構成され、その前面（レンズ光軸αの前方側の面）には、内周側取付部１７ａと、外周側取付部１７ｂとが段差状に形成してある。ケース１７の内周側取付部１７ａには、光透過性を有する光学部材要素３０の外周が取り付けられている。その結果、撮像素子１２の周囲は、基板１６、ケース１７および光学部材要素３０により密封される。
【００４３】
図３および図４に示すように、ケース１７の外周側取付部１７ｂには、気密シール部材１８を介して防塵フィルタ２２が配置されている。防塵フィルタ２２は、加圧部材１９によって気密シール部材１８へと押圧されている。本実施形態では、加圧部材１９として金属板を用いている。加圧部材１９は、加圧部材１９の変形に起因する弾性力により、防塵フィルタ２２を気密シール部材１８の方向へと付勢している。
【００４４】
防塵フィルタ２２における後方側（レンズ光軸α方向の後方側）の表面である封止面２２ｂは、気密シール部材１８を、当該封止面２２ｂとケース１７の外周側取付部１７ｂとの間に挟んだ状態で保持されている。防塵フィルタ２２が、当該防塵フィルタ２２とケース１７との間に、気密シール部材１８を挟んだ状態で保持されるため、光学部材要素３０および撮像素子１２が配置された空間は、防塵フィルタ２２，ケース１７および基板１６によって封止される。
【００４５】
防塵フィルタ２２における前方側（レンズ光軸α方向の前方側）の表面であるフィルタ前面２２ａは、図２に示すように、一対の横辺２２ｄと、一対の縦辺２２ｅを有する略長方形の形状を有している。図３に示すように、フィルタ前面２２ａには加圧部材１９の一部が接している。加圧部材１９は、防塵フィルタ２２をシール部材へと押圧する。
【００４６】
本実施形態における加圧部材１９は、その両端部がケース１７の外周側取付部１７ｂに、たとえば着脱自在にビス止めされている。また、矩形平板形状の防塵フィルタ２２は、図２または図４に示すように、ケース１７の前面（レンズ光軸α方向の前方側の面）に形成してある位置決めピン１７ｃにより、防塵フィルタ２２の横辺２２ｄに沿う方向の位置決めがなされている。
【００４７】
なお、図３および図４に示す気密シール部材１８は、たとえば発泡樹脂、ゴムなどの剛性の低い材料で構成される。気密シール部材１８は、気密を確保しながら、後述する防塵フィルタ２２の曲げ振動を吸収し、曲げ振動がケース１７に伝わるのを抑制できる。  
【００４８】
防塵フィルタ２２には、振動部材２０が取り付けられている。本実施形態に係る撮像部１０において、振動部材２０は、図２に示すように、防塵フィルタ２２の角の近傍に備えられている。拡大断面図５に示すように、本実施形態に係る振動部材２０は、圧電効果を生じる複数の圧電素子３４を積層して構成されている。
【００４９】
積層された各圧電素子３４には、圧電素子３４に電気信号を印加するための電極が設けられている（不図示）。図５に示す圧電素子３４は、圧電素子３４の両側に設けられた不図示の電極を介して、例えば周期的な矩形波もしくはサイン波等の電圧を印加される。各圧電素子３４は、印加された電圧に応じて、レンズ光軸αに沿う方向への変位を伴う周期的な伸縮運動を行うことができる。なお、圧電素子３４は、ＰＺＴ等を含む圧電セラミックス等によって構成され得るが、特に限定されない、
【００５０】
振動部材２０は、圧電素子３４の他に、固定部材としてのボルト３２およびナット３３を有している。また、圧電素子３４には、ボルト３２の胴部を貫通させるための孔が形成されている。さらに、防塵フィルタ２２の角の近傍にも、ボルト３２の胴部を貫通させるための取付孔２２ｃが形成されている。
【００５１】
ボルト３２は、圧電素子３４および防塵フィルタ２２の取付孔２２ｃを貫通した状態で、ボルト３２の先端に形成されているねじ部にナット３３を螺合させられ、防塵フィルタ２２に固定される。このように、圧電素子３４は、ボルト３２およびナット３３によって、防塵フィルタ２２に対して固定される。なお、ボルト３２、圧電素子３４、防塵フィルタ２２およびナット３３の各部材の間には、弾性部材３５が挟まれていても良い。
【００５２】
図５（ａ）に示す振動部材２０は、圧電素子３４が変形した際に発生する慣性力によって、防塵フィルタ２２を振動させることができる。例えば、図５（ｂ）に示すように、圧電素子３４がレンズ光軸α方向に沿って延びる方向（矢印３６で示す方向）に変位した場合は、振動部材２０の重心が、防塵フィルタ２２に対してレンズ光軸α方向の前方側へ移動する。したがって、防塵フィルタ２２に対して、当該防塵フィルタ２２をレンズ光軸α方向の後方側へ向かって変形させる慣性力が働く。
【００５３】
これとは反対に、圧電素子３４がレンズ光軸α方向に沿って縮む方向に変位した場合は、防塵フィルタ２２に対して、当該防塵フィルタ２２を光軸αの前方側へ向かって変形させる慣性力が働く。このように、振動部材２０は、防塵フィルタ２２に対して慣性力を及ぼすことによって、後述のように、防塵フィルタ２２に曲げ振動を発生させることができる。
【００５４】
なお、図５（ａ）に示す振動部材２０は、ボルト３２およびナット３３によって防塵フィルタ２２に固定されているが、振動部材２０の固定方法はこれに限定されない。例えば、電極を介して積層された圧電素子３４を、接着剤等によって防塵フィルタ２２の表面に固定してもよい。
【００５５】
積層された圧電素子３４を有する振動部材２０は、単層の場合より大きく変位することができるため、防塵フィルタ２２を大きく振動させることができる。また、振動部材２０を、複数の圧電素子３４が積層された構造とすることによって、振動部材２０を小型化することができる。
【００５６】
振動部材２０は、防塵フィルタ２２または防塵フィルタ２２を含む撮像部１０を小型化させ得る位置に配置されることが好ましい。例えば、振動部材２０は、防塵フィルタ２２の横辺２２ｄおよび縦辺２２ｅの少なくとも一方について、辺の全長をＡ１としたとき、光学フィルタ部材の縁からＡ１／４よりも縁側に設けることが好ましい。また、更に好ましくは、防塵フィルタ２２の縁からＡ１／５よりも縁側に設けることが好ましい。
【００５７】
また、振動部材２０の固定位置は、防塵フィルタ２２に効率的に振動を発生させることができる位置とすることが好ましい。たとえば、振動部材２０は、図３に示すように、縦辺２２ｅに沿う方向に関して気密シール部材１８よりも防塵フィルタ２２の縁側に備えられ得る。また、横辺２２ｄ方向に関しても、振動部材２０は、気密シール部材１８よりも防塵フィルタ２２の縁側に備えられ得る。
【００５８】
気密シール部材１８と防塵フィルタ２２の接触部分は、防塵フィルタ２２を振動させる際に、大きな振幅を発生させにくい部分となる場合がある。しかし、振動部材２０を気密シール部材１８よりも防塵フィルタ２２の縁側に備えることによって、防塵フィルタ２２に大きな振幅を発生させ易くなる。また、振動部材２０を防塵フィルタ２２の角の近傍に配置することにより、後述する縦曲げ振動と横曲げ振動の両方を、防塵フィルタ２２に効率的に発生させることができる。さらに、振動部材２０を気密シール部材１８よりも防塵フィルタ２２の縁側に備えることによって、防塵フィルタ２２および気密シール部材１８等によって封止される空間を小さくすることができるため、撮像部１０を小型化することができる。また、図示の実施例では、振動部材２０を防塵フィルタ２２の角の近傍に配置しているので、防塵フィルタの角以外の部分において、加圧部材１９、外周側取付部１７ｂ等の配置の制約が少なくなり、撮像部１０を小型化することができる。
【００５９】
本実施形態に係る振動部材２０は、図１に示す防塵フィルタ駆動回路５６によって駆動される。塵埃の除去動作では、防塵フィルタ駆動回路５６によって振動部材２０が駆動され、振動部材２０から防塵フィルタ２２に慣性力が伝わることによって、防塵フィルタ２２が振動させられる。振動時において、防塵フィルタ２２の表面を介して塵埃に及ぼされる慣性力が塵埃の付着力を上回ると、塵埃は防塵フィルタ２２の表面から離れ、除塵される。
【００６０】
本実施形態に係る振動部材２０は、低電圧でなるべく大きな振幅を得るために、防塵フィルタ２２を共振させる振動数で駆動させることが好ましい。防塵フィルタ２２を共振させることができる周波数は、例えば防塵フィルタ２２の形状、材質、支持の方法および振動モード等によって決定される。
【００６１】
また、振動部材２０は、防塵フィルタ２２に振動の節が生じるように、防塵フィルタ２２を振動させることができる。また、振動部材２０は、圧電素子３４に加える電圧信号の周波数等を変更することによって、振動の節の数または方向が異なる複数の曲げ振動を、防塵フィルタ２２に発生させることができる。
【００６２】
図６（ａ）は、図２に示す撮像装置１０に備えられた防塵フィルタ２２の平面図であり、防塵フィルタ２２に発生する振動の節８４，８６の位置を表している。図６に示すように、振動部材２０は、防塵フィルタ２２の横辺２２ｄに平行な第１の振動の節８４が発生する横曲げ振動（図６（ｂ））と、縦辺２２ｅに平行な第２の振動の節８６が発生する縦曲げ振動（図６（ｃ））とを、防塵フィルタ２２に発生させることができる。
【００６３】
図６（ａ）には、防塵フィルタ２２に第１の振動の節８４が８本発生する７次横曲げ振動と、防塵フィルタ２２に第２の振動の節８６が８本発生する７次縦曲げ振動モードにおける振動の節８４，８６の位置が、破線で表されている。
【００６４】
振動部材２０は、発生させる曲げ振動の次数等に応じて適切な位置に配置されるが、防塵フィルタ２２の横辺２２ｄに平行な第１の振動の節８４、及び、縦辺２２ｅに平行な第２の振動の節８６が生じていない部分に備えられることが好ましい。
【００６５】
振動部材２０を、振動時において変位が発生しない部分である振動の節８４，８６を避けて配置することによって、防塵フィルタ２２を効率的に振動させることができる。また、防塵フィルタ２２の表面は、振動の節８４，８６を挟んで反対方向に変位するため、振動部材２０を振動の節８４，８６を跨いで配置すると、防塵フィルタ２２の振動を妨げる場合がある。しかし振動の節８４，８６が生じていない部分に振動部材２０を配置すれば、振動部材２０は、比較的容易に防塵フィルタ２２表面の変形に追従しながら振動できるため、防塵フィルタ２２を効率的に振動させることができる。
【００６６】
また、振動部材２０は、防塵フィルタ２２の横辺２２ｄに平行な第１の振動の節８４、及び、縦辺２２ｅに平行な第２の振動の節８６よりも防塵フィルタ２２の縁側に備えられている。言い換えると、振動部材２０は、第１の振動の節８４より横辺２２ｄに近接しており、第２の振動の節８６より縦辺２２ｅに近接している位置に配置されている。
【００６７】
振動部材２０を、第１の振動の節８４より横辺２２ｄに近接させ、第２の振動の節８６より縦辺ｅ側に近接させて配置することによって、振動部材２０を取り付けたことによる防塵フィルタ２２の面積拡大を抑制することができる。振動部材２０が配置された防塵フィルタ２２の角付近のみを避けて、撮影光を透過させればよいからである。
【００６８】
また、振動部材２０によって発生させることができる曲げ振動のモード（振動の節の数、振動の節の方向等）は、防塵フィルタ２２の除塵動作に要求される振動の大きさ等に応じて設計される。また、防塵フィルタ２２は、縦曲げ振動と横曲げ振動を別々に生じさせるように設計されてもよく、第１の振動の節８４と第２の振動の節８６とが同時に発生する縦横曲げ振動を生じさせるように設計されてもよい。
【００６９】
図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、振動部材２０は、防塵フィルタ２２に、振動の節の数が異なる複数の曲げ振動を生じさせてもよい。図７は、６次または７次縦曲げ振動が発生している防塵フィルタ２２を、横辺２２ｄ側から観察した模式図断面であるが、横曲げ振動が発生した防塵フィルタ２２を、縦辺２２ｅ側から観察した場合もこれと同様である。
【００７０】
図７に示す例では、振動部材２０および防塵フィルタ２２等は、防塵フィルタ２２に６次縦曲げ振動と７次縦曲げ振動を発生させることができるように設計されている。本実施形態に係るカメラでは、防塵フィルタ２２に曲げ振動を発生させる場合、図１に示す振動モード選択回路８０から、防塵フィルタ駆動回路５６に、６次縦曲げ振動モードを指定する信号が送られる。防塵フィルタ駆動回路５６は、振動モード選択回路８０からの信号に従い、振動部材２０に対して、６次縦曲げ振動モードに対応した周波数を有する駆動信号を出力する。これによって振動部材２０は、防塵フィルタ２２に、６次縦曲げ振動を発生させることができる。
【００７１】
６次縦曲げ振動では、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、防塵フィルタ２２の縦辺２２ｅに平行な第２の振動の節８６が７本発生する。６次縦曲げ振動では、防塵フィルタ２２は、図７（ａ）に示す状態と、図７（ｂ）に示す状態を交互に繰り返すように振動する。６次縦曲げ振動が防塵フィルタ２２に発生している間は、第２の振動の節８６の位置は変化しない。
【００７２】
振動モードを変える場合には、図１に示す振動モード選択回路８０から防塵フィルタ駆動回路５６に信号が送られる。すなわち、振動モード選択回路８０から、防塵フィルタ駆動回路５６に、７次縦曲げ振動を指定する信号が送られる。防塵フィルタ駆動回路５６は、振動部材２０に対して、７次が縦曲げ振動モードに対応した周波数を有する駆動信号を出力する。たとえば６次縦曲げ振動の時よりも高い周波数を有する駆動信号によって駆動されることによって、振動部材２０は、防塵フィルタ２２に７次縦曲げ振動を発生させることができる。
【００７３】
７次縦曲げ振動では、図７（ｃ）および図７（ｄ）に示すように、防塵フィルタ２２の縦辺２２ｅに平行な第２の振動の節８６が８本発生する。７次縦曲げ振動では、防塵フィルタ２２は、図７（ｃ）に示す状態と、図７（ｄ）に示す状態を交互に繰り返すように振動する。
【００７４】
本実施形態では、図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すように、振動モードを変化させることで、防塵フィルタ２２に発生する振動の節８４，８６の位置を変化させることができる。その結果、ある特定の振動モードでは、防塵フィルタ２２の表面において、振動の節８４，８６の位置に吹き飛ばされずに残っていた塵埃などが、他の振動モードでは、振動の節８４，８６の位置が変化するため、振動の加速度で吹き飛ばされることになる。その結果として、防塵フィルタ２２の外面全域に渡りゴミ除去が可能になる。
【００７５】
本実施形態に係るカメラに搭載されている防塵フィルタ２２では、防塵フィルタ２２の辺もしくは角の近傍に、圧電素子３４を積層して形成された振動部材２０が配置されている。このため振動部材２０は、防塵フィルタ２２を効率的に振動させることができる。また、振動部材２０は、横辺２２ｄに平行な第１の振動の節８４を有する横曲げ振動と、縦辺２２ｅに平行な第２の振動の節８６を有する縦曲げ振動の両方を、防塵フィルタ２２に発生させることができる。したがって縦曲げ振動と横曲げ振動を切り替えて、あるいは同時に防塵フィルタ２２に発生させることにより、振動の節８４，８６の位置が変化させながら除塵動作を行うことができる。
第２実施形態
【００７６】
図８は、本発明の第２実施形態に係るカメラに備えられる撮像部９０の概略断面図である。本発明の第２実施形態に係るカメラは、撮像部９０の構造が異なる他は、第１実施形態に係るカメラと同様である。また、第２実施形態に係る撮像部９０は、防塵フィルタ２２の支持構造と、防塵フィルタ２２への振動部材２０の取付方向が異なる他は、第１実施形態に係る撮像部１０と同様である。
【００７７】
第２実施形態に係る撮像素子１２の周囲には、第１実施形態と同様に、ケース１７が配置してある。ケース１７には、内周側取付部１７ａと、外周側取付部１７ｂと、防塵フィルタ支持部１７ｄが段差状に形成してある。ケース１７の内周側取付部１７ａには、光学部材要素３０の外周が取り付けられている。撮像素子１２の周囲は、第１実施形態に係る撮像部１０と同様に、基板１６、ケース１７および光学部材要素３０により密封される。
【００７８】
第２実施形態に係る撮像部９０において、防塵フィルタ２２は、一方の端部がカメラボディの筐体部に固定されている加圧部材９４によって、ケース１７の防塵フィルタ支持部１７ｄに向かって押しつけられている。すなわち、第２実施形態にかかる撮像部９０において、防塵フィルタ２２は、加圧部材９４とケース１７の防塵フィルタ支持部１７ｄの間に挟まれることによって支持されている。
【００７９】
防塵フィルタ支持部１７ｄの内周側に形成されている外周側取付部１７ｂと、防塵フィルタ２２との間には、気密シール部材１８が配置されている。防塵フィルタ２２が、当該防塵フィルタ２２とケース１７との間に、気密シール部材１８を挟んだ状態で保持されるため、光学部材要素３０および撮像素子１２が配置された空間は、防塵フィルタ２２，ケース１７および基板１６によって封止される。
【００８０】
防塵フィルタ２２には、振動部材２０が取り付けられている。本実施形態に係る振動部材２０は、防塵フィルタ２２の封止面２２ｂ側に圧電素子３４が配置されるように、防塵フィルタ２２に固定されている。また、振動部材２０は、防塵フィルタ２２の縦辺２２ｅに沿う方向に関して、防塵フィルタ支持部１７ｄよりも防塵フィルタ２２の縁側に備えられ得る。また、縦辺２２ｅ方向と垂直な横辺２２ｄ方向に関しても、振動部材２０は、防塵フィルタ支持部１７ｄよりも防塵フィルタ２２の縁側に備えられ得る。
【００８１】
防塵フィルタ支持部１７ｄと防塵フィルタ２２の接触部分は、防塵フィルタ２２を振動させる際に、大きな振幅を発生させにくい部分となる場合がある。しかし、振動部材２０を防塵フィルタ支持部１７ｄよりも防塵フィルタ２２の縁側に備えることによって、防塵フィルタ２２に大きな振幅を発生させ易くなる。さらに、振動部材２０を防塵フィルタ支持部１７ｄよりも防塵フィルタ２２の縁側に備えることによって、防塵フィルタ２２および気密シール部材１８等によって封止される空間を小さくすることができるため、撮像部１０を小型化することができる。
【００８２】
本実施形態に係る振動部材２０は、防塵フィルタ２２の封止面２２ｂ側に圧電素子３４が配置されているため、撮像部９０を小型化することが可能である。また、図示実施例では、圧電素子３４が防塵フィルタ２２の封止面２２ｂ側に備えられているので、駆動部品であるシャッタ４４等の部品と撮像部９０とを接近させても、圧電素子３４がシャッタ４４の駆動を妨げる等の不具合を生じることがない。このため、撮像部９０とシャッタ４４との間隔を小さくすることができ、その分だけ小型化を図ることができる。また、第２実施形態に係る撮像部９０は、防塵フィルタ２２の支持構造と、防塵フィルタ２２への振動部材２０の取付方向が異なる他は、第１実施形態に係る撮像部１０と同様であり、第１実施形態に係る撮像部１０と同様の効果を有する。
その他の実施形態
【００８３】
第１実施形態および第２実施形態に係る撮像部１０，９０に備えられた振動部材２０は、電極を有する圧電素子３４と、ボルト３２と、ナット３３と、弾性部材３５等によって構成されている（図５）が、振動部材２０の構成としてこれに限定されない。例えば、図９に示すように、防塵フィルタ２２に取り付けられる振動部材９６は、圧電素子３４が変位した際に発生する慣性力を調整するための重り９７を有していても良い。振動部材２０は、適切な重量の重り９７を有することによって、防塵フィルタ２２に発生させる曲げ振動の振幅を大きくすることができる。
【００８４】
さらに、防塵フィルタ２２には複数の振動部材２０，９６，９８を有しており、防塵フィルタ２２の角のそれぞれの近傍に備えられていてもよい。複数の振動部材２０，９６，９８によって防塵フィルタ２２に振動を発生させることによって、防塵フィルタ２２により大きな振幅の曲げ振動を発生させることができる。  
【００８５】
また、図１０に示した他の実施形態に係る撮像部の防塵フィルタ２２は、撮像素子１２に対向する領域８００と、４つの角８０１，８０２，８０３，８０４とを有する。防塵フィルタ２２の対角線上に備えられた角８０１，８０３の近傍には、２つの振動部材９６１，９６２が設けられている。
【００８６】
図実施例では、２つの振動部材９６１，９６２が対角線上の角８０１，８０３の近傍に備えられているので、振動部材９６１と振動部材９６２の駆動モードを適宜に調整することにより、横辺２２ｄに平行な第１の振動の節が発生する振動と、縦辺２２ｅに平行な第２の振動の節が発生する振動とを容易に生じさせることができる。例えば、２つの振動部材９６１，９６２を互いに同相モードで振動させる、互いに逆相モードで振動させる、互いの位相差を調整する等の駆動モードの調整が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るカメラの全体ブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す撮像部周辺の平面図である。
【図３】図３は、図２に示す撮像部のIII−III線に沿う概略断面図である。
【図４】図４は、図２に示す撮像部のIＶ−IＶ線に沿う概略断面図である。
【図５】図５は、防塵フィルタに取り付けられた振動部材の部分拡大図である。
【図６】図６は、防塵フィルタに発生する振動の節を表した平面図である。
【図７】図７は、曲げ振動モードを説明した概略図である。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態に係るカメラに備えられる撮像部の概略断面図である。
【図９】図９は、振動部材の第１の変形例を示す拡大断面図である。
【図１０】図１０は、他の実施形態に係る防塵フィルタ２２の平面図である。
【符号の説明】
【００８８】
４…  撮像素子ユニット
１２…  撮像素子
２２…  防塵フィルタ
２２ｄ…  横辺
２２ｅ…  縦辺
２０…  振動部材
３４…  圧電素子
３７…  第２圧電体
５０…  ボディＣＰＵ
５６…  防塵フィルタ駆動回路
８０…  振動モード選択回路
８４，８６…  振動の節
【図１】
2010041659.tif 000003
【図２】
2010041659.tif 000004
【図３】
2010041659.tif 000005
【図４】
2010041659.tif 000006
【図５】
2010041659.tif 000007
【図６】
2010041659.tif 000008
【図７】
2010041659.tif 000009
【図８】
2010041659.tif 000010
【図９】
2010041659.tif 000011
【図１０】
2010041659.tif 000012