(57)【要約】【課題】  振動板の光学有効領域に付着した塵埃を良好に除去することができる塵埃除去装置を提供する。【解決手段】  表面に略矩形の光学有効領域Ｂと外部領域Ａを有する振動板と、圧電素子とを有する塵埃除去装置であって、前記圧電素子における辺Ｏに沿った方向の端部の一方で、前記光学有効領域Ｂの辺Ｎ、Ｎ’を延長して圧電素子を横断する線から辺Ｐに沿った内側方向へ長さｂにわたる領域を圧電素子の端部近傍σとし、前記圧電材料の前記端部近傍σ以外の圧電定数の絶対値をｄとし、前記端部近傍σの圧電定数の絶対値をｄ０とすると、ｄ＞ｄ０の関係を満たす塵埃除去装置。ｄ０は圧電素子に交番電圧を供給する給電用配線を前記端部近傍σに熱圧着して調整する。【選択図】  図１
2014216851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板および前記振動板の表面に設けられた一つ以上の圧電素子を少なくとも有する塵埃除去装置であって、前記振動板の表面は少なくとも略矩形の光学有効領域Ｂと前記光学有効領域Ｂの外側に外部領域Ａを有しており、前記圧電素子は略直方体の圧電材料と少なくとも前記圧電材料の表面に対向して設けられた第１の電極と第２の電極を備えており、前記光学有効領域Ｂの四辺を一対の辺Ｏ、Ｏ’とそれに垂直な一対の辺Ｎ、Ｎ’としたときに、前記圧電素子の長手方向の辺Ｐは前記辺Ｏに沿って設けられており、前記圧電素子における辺Ｐにおける、前記第１の電極と第２の電極が対向している部分の長さをＰＬとし、辺Ｏに沿った方向の前記振動板の一辺の長さをＶＬとし、前記光学有効領域Ｂの辺Ｏの長さをＯＬとし、前記圧電素子における辺Ｏに沿った方向の端部の一方で、前記光学有効領域Ｂの辺Ｎ、Ｎ’を延長して圧電素子を横断する線から辺Ｐに沿った内側方向へ長さｂにわたる領域を圧電素子の端部近傍σとし、前記光学有効領域Ｂの辺Ｎ、Ｎ’を延長して圧電素子を横断する線の間で、かつ前記端部近傍σ以外の前記圧電材料の圧電定数の絶対値をｄとし、前記端部近傍σの圧電定数の絶対値をｄ０としたとき、
ＶＬ≧ＰＬ＞ＯＬであり、ｄ＞ｄ０の関係を満たし、かつ前記長さｂはＯＬ＞ｂ＞０の関係を満たすことを特徴とする塵埃除去装置。
【請求項２】
前記ｄとｄ０の関係が、０≦ｄ０≦０．９５ｄであることを特徴とする請求項１に記載の塵埃除去装置。
【請求項３】
前記長さｂが０．１×ＯＬ＞ｂであることを特徴とする請求項１または２に記載の塵埃除去装置。
【請求項４】
前記圧電材料が、下記一般式（１）
（Ｂａ１−ｘＣａｘ）（Ｔｉ１−ｙＺｒｙＳｎｚ）Ｏ３      （１）
（式中、０．０２≦ｘ≦０．３０、０．０２０≦ｙ≦０．０９５、０≦ｚ≦０．０４であり、かつｙ≦ｘである。）
で表わされるペロブスカイト型金属酸化物と、Ｍｎを含有しており、前記Ｍｎの含有量が前記ペロブスカイト型金属酸化物１００重量部に対して金属換算で０．０２重量部以上０．４０重量部以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の塵埃除去装置。
【請求項５】
表面に少なくとも略矩形の光学有効領域Ｂおよび前記光学有効領域Ｂの外側に外部領域Ａを有する振動板と、前記振動板の表面に設けられた一つ以上の略直方体の、圧電材料、第１の電極および第２の電極を備えた圧電素子とを少なくとも有する塵埃除去装置の製造方法であって、前記振動板の光学有効領域Ｂの外側の外部領域Ａに前記圧電素子を固定して、前記光学有効領域Ｂの四辺を一対の辺Ｏ、Ｏ’とそれに垂直な一対の辺Ｎ、Ｎ’としたときに、前記圧電素子の長手方向の辺Ｐを前記辺Ｏに沿って配置する工程と、
前記圧電素子における辺Ｏに沿った方向の端部の一方で、前記光学有効領域Ｂの辺Ｎ、Ｎ’を延長して圧電素子を横断する線から辺Ｐに沿った内側方向へ長さｂにわたる領域を圧電素子の端部近傍σとして特定する工程と、
前記圧電素子に交番電圧を供給する給電用配線を前記端部近傍σに熱圧着して、前記圧電材料の前記端部近傍σ以外の圧電定数の絶対値をｄとしたとき、前記端部近傍σの圧電定数の絶対値をｄ０として、ｄ＞ｄ０の関係を満たす工程を有することを特徴とする塵埃除去装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載の塵埃除去装置と撮像素子とを少なくとも有する撮像装置であって、前記塵埃除去装置の振動板と前記撮像素子の受光面を同一軸上に設けた事を特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は塵埃除去装置、その製造方法および撮像装置に関し、特にデジタルカメラなどの撮像装置及びスキャナなどの画像読み取り装置に組み込まれる光学部品の表面に付着する塵埃等の異物を振動により除去する塵埃除去装、その製造方法および撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像信号を電気信号に変換して撮像するデジタルカメラ等の撮像装置では、撮影光束をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子で受光する。そして、撮像素子から出力される光電変換信号を画像データに変換して、メモリカード等の記録媒体に記録する。このような撮像装置では、撮像素子の前方（被写体側）に、カバーガラスや、光学ローパスフィルタや赤外線吸収フィルタ等が配置される。
【０００３】
この種の撮像装置において、これら撮像素子のカバーガラスやフィルタの表面に塵埃等の異物が付着すると、その異物によって入射光束が遮られて、撮影画像に黒い点となって写り込むことがある。とくに、レンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラでは、撮像ユニット近傍に配置されているシャッターやクイックリターンミラー等の機械的に動作する部材の作動時に発生する塵埃やレンズ交換時にレンズマウント開口から侵入する塵埃があるため、これら撮像素子のカバーガラスやフィルタの表面に塵埃が付着する。そこで、これら撮像素子のカバーガラスやフィルタに圧電素子を設けて圧電素子の振動を利用することで、これら撮像素子のカバーガラスやフィルタを厚さ方向に曲げて変位させる振動により塵埃を面外に引き剥がして弾き飛ばす面外振動（以下、面外振動：Ｆｌｅｘｕｒａｌ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎと定義する）で、表面に付着した塵埃を除去する塵埃除去装置を備えた撮像装置及び画像読み取り装置が提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
特許文献１、２には、矩形の光学フィルタ（ローパスフィルタや赤外吸収フィルタ）の光学有効領域の外側で、且つ端部に沿って圧電素子を配置して、光学有効領域の表面に付着した塵埃を振動によって除去する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２２７８６７号公報
【特許文献２】特許第４８７１８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、塵埃除去装置によって振動板表面から飛散もしくは脱落した塵埃の一部は、静電的な力によって振動板表面に再付着を繰り返す。これら再付着した塵埃は再び入射光束を遮り、撮影画像に黒い点となって写り込むことがある。
【０００７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、振動板の光学有効領域に付着した塵埃を良好に除去することができる塵埃除去装置およびその製造方法を提供するものである。また、本発明は、上記の塵埃除去装置を用いた良好な画像の撮像を行うことができる撮像装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を解決するための塵埃除去装置は、振動板および前記振動板の表面に設けられた一つ以上の圧電素子を少なくとも有する塵埃除去装置であって、前記振動板の表面は少なくとも略矩形の光学有効領域Ｂと前記光学有効領域Ｂの外側に外部領域Ａを有しており、前記圧電素子は略直方体の圧電材料と少なくとも前記圧電材料の表面に対向して設けられた第１の電極と第２の電極を備えており、前記光学有効領域Ｂの四辺を一対の辺Ｏ、Ｏ’とそれに垂直な一対の辺Ｎ、Ｎ’としたときに、前記圧電素子の長手方向の辺Ｐは前記辺Ｏに沿って設けられており、前記圧電素子における辺Ｐにおける、前記第１の電極と第２の電極が対向している部分の長さをＰＬとし、辺Ｏに沿った方向の前記振動板の一辺の長さをＶＬとし、前記光学有効領域Ｂの辺Ｏの長さをＯＬとし、前記圧電素子における辺Ｏに沿った方向の端部の一方で、前記光学有効領域Ｂの辺Ｎ、Ｎ’を延長して圧電素子を横断する線から辺Ｐに沿った内側方向へ長さｂにわたる領域を圧電素子の端部近傍σとし、前記光学有効領域Ｂの辺Ｎ、Ｎ’を延長して圧電素子を横断する線の間で、かつ前記端部近傍σ以外の前記圧電材料の圧電定数の絶対値をｄとし、前記端部近傍σの圧電定数の絶対値をｄ０としたとき、
ＶＬ≧ＰＬ＞ＯＬであり、ｄ＞ｄ０の関係を満たし、かつ前記長さｂはＯＬ＞ｂ＞０の関係を満たすことを特徴とする。
【０００９】
前記の課題を解決するための塵埃除去装置の製造方法は、表面に少なくとも略矩形の光学有効領域Ｂおよび前記光学有効領域Ｂの外側に外部領域Ａを有する振動板と、前記振動板の表面に設けられた一つ以上の略直方体の、圧電材料、第１の電極および第２の電極を備えた圧電素子とを少なくとも有する塵埃除去装置の製造方法であって、前記振動板の光学有効領域Ｂの外側の外部領域Ａに前記圧電素子を固定して、前記光学有効領域Ｂの四辺を一対の辺Ｏ、Ｏ’とそれに垂直な一対の辺Ｎ、Ｎ’としたときに、前記圧電素子の長手方向の辺Ｐを前記辺Ｏに沿って配置する工程と、
前記圧電素子における辺Ｏに沿った方向の端部の一方で、前記光学有効領域Ｂの辺Ｎ、Ｎ’を延長して圧電素子を横断する線から辺Ｐに沿った内側方向へ長さｂにわたる領域を圧電素子の端部近傍σとして特定する工程と、
前記圧電素子に交番電圧を供給する給電用配線を前記端部近傍σに熱圧着して、前記圧電材料の前記端部近傍σ以外の圧電定数の絶対値をｄとしたとき、前記端部近傍σの圧電定数の絶対値をｄ０として、ｄ＞ｄ０の関係を満たす工程を有することを特徴とする。
【００１０】
前記の課題を解決するための撮像装置は、上記の塵埃除去装置と撮像素子とを少なくとも有する撮像装置であって、前記塵埃除去装置の振動板と前記撮像素子の受光面を同一軸上に設けた事を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、振動板の光学有効領域に付着した塵埃を良好に除去することができる塵埃除去装置およびその製造方法を提供することができる。また、本発明は、上記の塵埃除去装置を用いた良好な画像の撮像を行うことができる撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の塵埃除去装置の一例を光軸方向から観察した図である。
【図２】本発明に用いる圧電素子の一例を示す図である。
【図３】本発明に用いる圧電素子の一例を示す図である。
【図４】本発明の塵埃除去装置の製造方法の一例を光軸方向から観察した図である。
【図５】本発明の撮像装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
まず、本発明の塵埃除去装置について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の塵埃除去装置の一例を光軸方向から観察した図である。
【００１５】
本発明の塵埃除去装置は、振動板２０および前記振動板の表面に設けられた一つ以上の圧電素子３０を少なくとも有する塵埃除去装置であって、前記振動板２０の表面は少なくとも略矩形の光学有効領域Ｂと前記光学有効領域Ｂの外側に外部領域Ａを有しており、前記圧電素子３０は略直方体の圧電材料３１と少なくとも前記圧電材料３１の表面に対向して設けられた第１の電極３２と第２の電極３３を備えており、前記光学有効領域Ｂの四辺を一対の辺Ｏ、Ｏ’とそれに垂直な一対の辺Ｎ、Ｎ’としたときに、前記圧電素子３０の長手方向の辺Ｐは前記辺Ｏに沿って設けられており、前記圧電素子３０における辺Ｐにおける、前記第１の電極３２と前記第２の電極３３が対向している部分の長さをＰＬとし、辺Ｏに沿った方向の前記振動板２０の一辺の長さをＶＬとし、辺Ｏの長さをＯＬとし、前記圧電素子３０における辺Ｏに沿った方向の端部の一方で、前記光学有効領域Ｂの辺Ｎ、Ｎ’を延長して圧電素子３０を横断する線から辺Ｐに沿った内側方向へ長さｂにわたる領域を圧電素子の端部近傍σとし、前記光学有効領域Ｂの辺Ｎ、Ｎ’を延長して圧電素子を横断する線の間で、かつ前記端部近傍σ以外の前記圧電材料３１の圧電定数の絶対値をｄとし、前記端部近傍σの圧電定数の絶対値をｄ０としたとき、ＶＬ≧ＰＬ＞ＯＬであり、ｄ＞ｄ０の関係を満たし、かつ前記長さｂはＯＬ＞ｂ＞０の関係を満たすことを特徴とする。
【００１６】
本発明は、撮像素子に対応する振動板表面の光学有効領域に付着した塵埃を、カメラ内部の振動板以外の部品や空気中へ飛散させずに、振動板表面の光学有効領域の外側の振幅が小さい領域で捕捉することで、一旦振動板表面から飛散もしくは脱落した塵埃が光学有効領域へ再付着することを抑制し、塵埃が撮像素子に写り込むことを防止することで、良好な画像の撮像を可能にする塵埃除去装置及び撮像装置及び撮像装置を提供することができる。
【００１７】
本発明の塵埃除去装置は、振動板２０および前記振動板２０の表面に設けられた一つ以上の圧電素子３０を少なくとも有する。圧電素子３０を振動板２０の表面に設けた場合、圧電素子３０に交番電圧を印加して圧電素子３０を駆動させることにより、圧電素子３０と振動板２０との間に応力が発生し、振動板２０に面外振動を発生させることが出来る。
【００１８】
本発明の塵埃除去装置１０の振動板２０は略直方体の板材である。振動板２０の材料は特に限定されないが、光学用途に供する場合、振動板２０は光学フィルタ（ローパスフィルタや赤外吸収フィルタ）などの透明な部材や反射性部材で形成されることが好ましい。
【００１９】
前記振動板２０の表面は少なくとも略矩形の光学有効領域Ｂと前記光学有効領域Ｂの外側に外部領域Ａを有する。
【００２０】
光学有効領域Ｂとは、振動板２０の表面の一部であって、塵埃を除去する必要がある領域である。例えば撮像素子４０と組み合わせた場合は、塵埃が撮像素子４０に写り込む領域であって、撮像素子４０へ入射する光束が垂直に通過する領域を指す。
【００２１】
また、外部領域Ａとは、前記振動板２０の前記光学有効領域Ｂと同じ面上であって、光学有効領域Ｂを含まない領域を指す。外部領域Ａが光学有効領域Ｂを含まないことで、例えば撮像素子４０と組み合わせた場合に、外部領域Ａに捕捉した塵埃が光学有効領域Ｂを通過する光束を遮ること防ぐことが出来る。また、外部領域Ａが光学有効領域Ｂの外側にあることで、光学有効領域Ｂを振動板２０の中央部のより広い領域とすることが出来る。
【００２２】
ここで、略矩形とは、正方形、長方形に限定されず、基本的に４つの辺で構成されたものであり、矩形の角に丸みを持たせたものや、交差する辺が成す角度が９０°から若干ずれたもの、角が斜めに切り落とされ実質多角形になったものなども含むものとする。
【００２３】
本発明の塵埃除去装置１０は、圧電素子３０を駆動させることにより、振動板２０に発生させる面外振動により振動板２０に付着した塵埃を、光学有効領域Ｂ（図１に示すＯ、Ｏ’、Ｎ、Ｎ’の四辺に囲まれる領域）から除去して振動板２０の外部領域Ａに捕捉する装置である。
【００２４】
圧電素子３０は、振動板２０に固定する。好ましくは端部に固定することで、より小さい振動板２０を用いても光学有効領域Ｂをより広い領域とすることが出来る。ここで、本明細書中における固定する、設置する、設けるとは、必ずしも接触させて行う必要はなく、接着材などに使用する樹脂や絶縁材料、金属材料を必要に応じて介しても良い。圧電素子の厚さは１０００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以上５００μｍ以下が望ましい。厚みが１０００μｍより厚いと圧電素子３０の伸縮が振動板２０に伝えにくくなるので、好ましくない。また、１００μｍ以上では十分な強度を有すため、取り扱いが容易であるのでより好ましい。
【００２５】
また、振動板２０と圧電素子３０は共に略直方体であり、光学有効領域Ｂは略矩形であるが、略直方体である振動板２０と圧電素子３０のある一辺、および略矩形の光学有効領域Ｂのある一辺は、平行であることが好ましく、それぞれの辺の平行からのずれは１０°以内であることが好ましい。圧電素子３０と振動板２０と光学有効領域Ｂをこのような配置とすることで、光学有効領域Ｂをより広い領域とすることが出来る。圧電素子３０は振動板２０の光学有効領域Ｂと同じ面に固定しても、反対の面に固定してもよい。また、圧電素子３０は複数あっても良い。図示しないが、例えば、振動板２０に、光学有効領域Ｂを挟んで略対象位置に一対の圧電素子３０を固定してもよいし、複数の圧電素子３０を並べて固定しても良い。圧電素子３０を複数設ける場合、圧電素子３０は、５個以下であるほうが好ましい。６個以上設けると工程が複雑になり、製造コストが上昇する。
【００２６】
ここで、略直方体とは、全ての面が長方形からなる六面体に限定されず、基本的に６つの面で構成されたものであり、好ましくは板状である。角の欠けた形状や、角に丸みを持たせた形状であっても良い。
【００２７】
ここで、辺Ｏとは図１に示すように、略矩形の光学有効領域Ｂがもつ各辺のうち、略直方体の圧電素子３０に最も近い辺を指す。また、辺Ｏに沿った方向の振動板２０の一辺の長さＶＬとは、略直方体の振動板２０がもつ各辺のうち、辺Ｏと平行な一辺の長さを指す。
【００２８】
次に、本発明に用いる圧電素子の一例である、図２に示す圧電素子３０について詳細に説明する。
【００２９】
図２は、本発明に用いる圧電素子３０の一例を示す図である。圧電素子３０は、圧電材料３１と、第１の電極３２と第２の電極３３より構成される。第１の電極３２と第２の電極３３は、図で示すように第１の電極３２と第２の電極３３が対向している部分の長さＰＬの範囲で圧電材料３１を挟むように対向して配置されている。すなわち、第２の電極３３の面の垂線方向に投影した領域のうち、第１の電極３２と前記投影した領域とが重なる領域の、辺Ｏに沿った方向の長さをＰＬとする。ここで、ＰＬの範囲外では例えば図２に示すように、第１の電極３２が第２の電極面に回りこんでいても良い。第１の電極面の第１の電極３２と、第２の電極面の第１の電極３２が、互いに電気的に接続されていれば、第１の電極３２はいずれの部分においても同電位に保つことができる。このような構成にすることで、第２の電極面から交番電圧を供給することができる。
【００３０】
ここで、圧電素子３０の辺Ｐとは図１に示すように、略直方体の圧電素子３０がもつ各辺のうち、略矩形の光学有効領域Ｂに最も近い辺を指す。また、長さｂとは図１に示すように、辺Ｎ、もしくはＮ’を延長して辺Ｐと交わる位置を起点として、辺Ｐ上を略矩形の光学有効領域Ｂの内側方向、つまり、辺Ｐ上を、辺Ｎ、もしくはＮ’と接している外部領域Ａが存在する方向と反対方向の長さを指す。さらに、端部近傍σとは図１に示すように、圧電素子３０のうち、光学有効領域Ｂの辺Ｎ、Ｎ’を延長して圧電素子３０を横断する線から長さｂにわたる領域を指す。
【００３１】
本発明のＶＬとＰＬはＶＬ≧ＰＬの関係となる。圧電素子３０のＰＬが振動板２０のＶＬより長い場合、圧電素子３０を駆動することにより、振動板２０の辺が圧電素子３０と当接する部分で圧電素子３０にクラックが入り破損する場合がある。このため、ＰＬはＶＬ以下とする。
【００３２】
本発明のＰＬとＯＬはＰＬ＞ＯＬの関係となる。本発明の圧電素子３０において、圧電素子３０の辺Ｐのうち、ＰＬを含まない線上は、第１の電極３２と第２の電極３３が圧電材料３１を挟んでいない。このため、ＰＬを含まない線上を含んで第１の電極３２に接している領域では圧電素子３０に交番電圧を印加することができず、ＰＬを含まない線上を含んで第１の電極３２に接している領域の圧電材料３１には逆圧電効果が生じない。
【００３３】
光学有効領域Ｂにおける任意部分の塵埃除去能力は、任意部分から辺Ｎ、Ｎ’と平行に延長して圧電素子３０を横断する線上にある圧電素子３０の局所的位置（光学有効領域Ｂに対応する圧電素子３０の位置）における圧電材料３１の局所的な圧電性能に主に支配される。このため、ＰＬ＞ＯＬであれば光学有効領域Ｂに発生する振動板２０の面外振動を大きく保つことができる。
【００３４】
本発明の圧電材料３１の圧電定数は、端部近傍σ以外の前記圧電材料の圧電定数の絶対値をｄとし、端部近傍σの圧電定数の絶対値をｄ０としたとき、ｄ＞ｄ０の関係となる。
【００３５】
従来の塵埃除去装置は、振動板表面に付着した塵埃は、面外振動により振動板表面から飛散する場合もあるが、大部分の塵埃は面外振動の大きい場所から小さい場所へ振動板の表面に沿うように移送されて、振動板から脱落する。飛散もしくは脱落した塵埃の一部は、静電的な力によって振動板表面の光学有効領域へ再付着を繰り返す。
【００３６】
光学有効領域Ｂにおける任意部分の塵埃除去能力は、任意部分から辺Ｎ、Ｎ’と平行に延長して圧電素子３０を横断する線上にある圧電素子３０の局所的位置（光学有効領域Ｂに対応する圧電素子３０の位置）における圧電性能に主に支配される。よって、本発明においては、圧電材料３１の圧電定数がｄ＞ｄ０の関係を満たすことで、光学有効領域Ｂのｂに対応する位置の面外振動が、光学有効領域Ｂのｂに対応しない位置の面外振動と比較して小さくなり、光学有効領域Ｂに付着した塵埃が光学有効領域Ｂのｂに対応する位置へ移送される。
【００３７】
ところで図２に示すように、圧電素子３０のうち、ＰＬの範囲外の圧電材料３１の圧電定数は非常に小さいか、もしくは０である。このため、光学有効領域Ｂのｂに対応する位置へ移送された塵埃はさらに外部領域Ａへと移送されることになる。しかし、圧電材料３１の圧電定数がｄ＞ｄ０の関係を満たしているため、光学有効領域Ｂのｂに対応する位置の面外振動と外部領域Ａの面外振動の大きさの差は小さい。このため、外部領域Ａへの塵埃の移送は遅くなっており、塵埃が外部領域Ａにとどまることになる。また、外部領域Ａにとどまった塵埃は静電的な力で振動板２０に付着しているため、振動板２０から脱落することはない。
【００３８】
長さｂはＯＬ＞ｂ＞０の関係を満たすことを特徴とする。ここで、例えばｄ０が非常に小さいか、もしくは０である場合、もしくはｂが非常に長い場合、光学有効領域Ｂのｂに対応する位置に塵埃がとどまることがある。このため、ｄ０がより小さいもしくは０であるとき、ｂはより小さくなることが好ましい。しかし、仮に光学有効領域Ｂのｂに対応する位置に塵埃がとどまることになっても、振動板２０から飛散もしくは脱落した塵埃の一部が、静電的な力によって振動板２０表面に再付着する塵埃よりも塵埃の割合が少なくなる限りにおいて、ｄ０を小さくしても良いしｂを長くしてもよい。本発明の塵埃除去装置１０は、光学有効領域Ｂのｂに対応する位置の面外振動が光学有効領域Ｂのｂに対応しない位置の面外振動と比較して小さい限り、以上のように光学有効領域Ｂの塵埃の多くを外部領域Ａで捕捉することができ、塵埃除去装置１０の塵埃除去率が向上する。
【００３９】
本発明の圧電材料３１の圧電定数は、市販のインピーダンスアナライザーを用いて得られる共振周波数及び反共振周波数の測定結果から、電子情報技術産業協会規格（ＪＥＩＴＡ  ＥＭ−４５０１）に基づいて、計算により求めることができる。以下、この方法を共振−反共振法と呼ぶ。
【００４０】
本発明の圧電素子３０において、端部近傍σの圧電材料３１の圧電定数の絶対値ｄ０と、端部近傍σ以外の圧電材料３１の圧電定数の絶対値をｄは、それぞれ測定したい領域を電子情報技術産業協会規格（ＪＥＩＴＡ  ＥＭ−４５０１）に基づいた形状に切断加工することで、測定用サンプルを作製して、圧電材料３１の局所的な圧電定数を測定できる。
【００４１】
本発明における、圧電材料３１の圧電定数の絶対値ｄおよびｄ０は、共振−反共振法によって測定した圧電特性成分ｄ３１の絶対値を用いることが好ましい。塵埃除去装置１０は、圧電素子３０によって振動板２０が面外振動することで振動板２０の表面に付着した塵埃を除去する装置である。面外振動の大きさは、圧電材料３１のｄ３１という圧電定数に起因した圧電変位の大きさと密接に関係している。
【００４２】
しかし、本発明の塵埃除去装置１０に用いられる圧電素子３０は、かならずしも圧電素子３０の長さ方向の伸縮振動を利用する必要はなく、例えば厚さ方向の伸縮振動や、厚み滑り振動を利用しても良い。このため、圧電材料３１の圧電定数の絶対値はｄ３１の絶対値に限ったものではなく、例えばｄ３３の絶対値やｄ１５の絶対値を用いても良い。ｄ３３の絶対値やｄ１５の絶対値は、ｄ３１の絶対値と同様に共振−反共振法によって測定した圧電特性成分ｄ３３の絶対値やｄ１５の絶対値を用いることが出来る。また、ｄ３３の絶対値を評価する際はｄ３３メータ（Ｐｉｅｚｏ  Ｍｅｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＰＩＥＺＯ  ＴＥＳＴ社製）を用いても評価できる。
【００４３】
また、本発明の塵埃除去装置は、０≦ｄ０≦０．９５ｄであることが好ましい。さらに好ましくは０≦ｄ０≦０．９０ｄである。
【００４４】
ｄ０＞０．９５の場合は、多くの塵埃が外部領域Ａにとどまることなく振動板２０から脱落しやすい。光学有効領域Ｂに付着した塵埃は面外振動で弾き飛ぶか、塵振動の大きな部分から小さい部分へ移動する。ｄ０＜０．９５のとき、ｄからｄ０の部分へ移動し、さらに外部領域Ａへ移動する。ｄからｄ０へ振動板の振動が段階的に小さくなることで、外部領域Ａへ到達した塵埃は、外部領域Ａから面外へ弾き飛ばされずに外部領域Ａに止まりやすい。よって、ｄ０＜０．９０ｄのときは効果が顕著になり、ｄ０＜０．５ｄであるとさらに好ましい。
【００４５】
さらに、本発明の塵埃除去装置は、０．１×ＯＬ＞ｂ＞０の関係を満たすことが好ましい。さらに好ましくは０．０５×ＯＬ＞ｂ＞０である。さらに、０．１×ＯＬ＞ｂの場合、ｄ０が非常に小さい、もしくは０であったとしても塵埃を外部領域Ａにとどめることができる。よって、０．１×ＯＬ＞ｂであればｄ０＝０であっても構わないが、好ましくはｄ０＞０．１ｄである。
【００４６】
前述のように、圧電素子３０は複数あっても良いが、一つの圧電素子３０を構成する圧電材料３１は、一片の圧電材料からなることが好ましい。一片の圧電材料とは、同じ組成の原料から同時に焼成して作られた組成が均一かつ繋ぎ目の無いセラミックス状の圧電材料を意味する。繋ぎ目があると、繋ぎ目を起点とした応力集中が発生し、圧電素子３０が駆動時に破損する可能性がある。つまり、本発明の圧電材料３１の圧電定数とは、一片の圧電材料のある一部の圧電定数を指す。
【００４７】
第１の電極３２および第２の電極３３は、厚み５ｎｍから２０００ｎｍ程度の導電層よりなる。その材料は特に限定されず、圧電素子３０に通常用いられているものであればよい。例えば、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｉｒ、Ｓｒ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕなどの金属およびこれらの化合物を挙げることができる。
【００４８】
第１の電極３２および第２の電極３３は、これらのうちの１種からなるものであっても、あるいはこれらの２種以上を積層してなるものであってもよい。また、第１の電極３２および第２の電極３３が、それぞれ異なる材料であっても良い。次に、本発明に用いる圧電素子の一例である、図３に示す圧電素子３０について詳細に説明する。図３において、ＡＢは励振電極、ＡＦは励振電極、ＡＢ’は励振電極、ＡＢＴは励振電極のスルーホール、ＳＢはグランド電極、ＳＦは振動検出電極、ＳＢ’はグランド電極、ＳＢＴはグランド電極のスルーホールを示す。なお、ＳＢとＳＢ’はスルーホールを介して電気的に接続しているため、ＳＢとＳＢ’は同電位になる。
【００４９】
本発明に用いる圧電素子３０は、検知相を備えた構成であっても良い。図３には本発明の圧電素子３０の一例として、検知相を備えた圧電素子３０を示す。検知相は、ＳＦとＳＢとが対向する部分から構成されており、圧電性を有している。検知相とは、振動板２０に発生する面外振動によって、グランド電極ＳＢと振動検出電極ＳＦとに挟まれた部分の圧電材料３１に生じる正圧電効果を、グランド電極ＳＢと振動検出電極ＳＦ間に発生する電圧変化として検知することで、塵埃除去装置１０の振動状態を監視する機能をもつ。圧電素子３０が検知相を備えることにより、振動状態を駆動条件へフィードバックしたり、故障を検知したりすることができ、塵埃除去装置１０の塵埃除去性能を高めたり、故障をユーザーに知らせたりすることが可能となる。
【００５０】
検知相は、振動板２０に発生する面外振動をより効率よくとらえるため、辺Ｐと直交する方向が長辺方向となるような略矩形の形状であることが好ましい。
【００５１】
以下、図３の詳細を説明する。
【００５２】
図３（ａ）は、圧電素子３０の第１の電極面３２ａと、第２の電極面３３ａと、側面を示す図であり、図３（ｂ）は、第２の電極面３３ａから見た斜視図である。圧電素子３０は、圧電材料３１と、この上に設けられた６つの電極である、励振電極ＡＦ、励振電極ＡＢ、振動検出電極ＳＦ、グランド電極ＳＢ、励振電極ＡＢ’、グランド電極ＳＢ’、励振電極のスルーホールＡＢＴ、グランド電極のスルーホールＳＢＴから成る。
【００５３】
図３に示す圧電素子３０は、振動板２０や周辺構成に対して図２に示す圧電素子３０を備えた場合と同様の位置関係で用いることにより塵埃除去装置を形成することができる。
【００５４】
また、図３に示す圧電素子３０と図２に示す圧電素子３０において、励振電極ＡＦは第２の電極面の第２の電極３３、励振電極ＡＢは第１の電極面の第１の電極３２、励振電極ＡＢ’は第２の電極面の第１の電極３２である。また、励振電極のスルーホールＡＢＴは励振電極ＡＢと励振電極ＡＢ’を電気的に接続する導電性スルーホールである。振動検出電極ＳＦ、グランド電極ＳＢは上述の検知相を構成する電極であり、グランド電極のスルーホールＳＢＴはグランド電極ＳＢとグランド電極ＳＢ’を電気的に接続する導電性スルーホールである。図３に示す圧電素子３０も図２に示す圧電素子３０同様、第２の電極面からのみ交番電圧を供給することができる。
【００５５】
図３に示す圧電素子３０における辺Ｐ、長さｂ、端部近傍σの位置関係は、図１で示した本発明の塵埃除去装置の一例、および図２で示した本発明の圧電素子の一例を用いて説明した位置関係と同様である。また、図３に示す圧電素子３０における第１の電極３２と第２の電極３３が対向している部分の長さＰＬとは、励振電極ＡＦの面の垂線方向に投影した領域のうち、励振電極ＡＢと前記投影した領域とが重なる領域の、辺Ｏに沿った方向の長さである。
【００５６】
電極形状は図２に示した形状に限ったものでなく、撮像素子４０の大きさ、振動板２０の部材や寸法、圧電素子３０と撮像素子４０の位置関などを考慮して最適な電極形状を選択すればよい。また、図３においてはスルーホールにより各電極を電気的に接続する例を示したが、図２同様、圧電素子３０の側面に回り込み電極を設けて各電極を電気的に接続してもよい。
【００５７】
次に、本発明に用いる圧電材料３１について詳細に説明する。
【００５８】
本発明の圧電材料３１は鉛の含有量が１０００ｐｐｍ未満であることが好ましい。従来の圧電素子において、圧電材料はそのほとんどがジルコン酸チタン酸鉛を主成分とする圧電セラミックスである。このため、例えば圧電素子が廃却され酸性雨を浴びたり、過酷な環境に放置されたりした際、圧電材料中の鉛成分が土壌に溶け出し生態系に害を成す可能性が指摘されている。しかし、鉛の含有量が１０００ｐｐｍ未満であれば、例えば圧電素子３０が廃却され酸性雨を浴びたり、過酷な環境に放置されたりしても、圧電材料３１中の鉛成分が環境に悪影響を及ぼす可能性は低い。
【００５９】
圧電材料３１の鉛の含有量は、例えば蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）、ＩＣＰ発光分光分析により定量された圧電材料３１の総重量に対する鉛の含有量によって評価することができる。
【００６０】
本発明の圧電材料３１はチタン酸バリウムを主成分とする圧電セラミックスであることが好ましい。鉛成分を含まない圧電セラミックスの中で、チタン酸バリウムを主成分とする圧電セラミックスは圧電定数の絶対値ｄが大きい。従って、同じ歪量を得るために必要な電圧が小さくできる。このため、本発明の圧電材料３１は、環境面も考慮し、チタン酸バリウムを主成分とする圧電セラミックスであることが好ましい。
【００６１】
なお、本明細書中においてセラミックスとは、基本成分が金属酸化物であり、熱処理によって焼き固められた結晶粒子の凝集体（バルク体とも言う）、いわゆる多結晶を表す。焼結後に加工されたものも含まれる。
【００６２】
本発明の圧電材料３１は下記一般式（１）
一般式（１）  （Ｂａ１−ｘＣａｘ）（Ｔｉ１−ｙＺｒｙＳｎｚ）Ｏ３（０．０２≦ｘ≦０．３０、０．０２０≦ｙ≦０．０９５、０≦ｚ≦０．０４であり、かつｙ≦ｘ）で表わされるペロブスカイト型金属酸化物を主成分とすることが好ましい。
【００６３】
チタン酸バリウムを主成分とする圧電材料３１は、強誘電結晶相から別の強誘電結晶相へ相転移する温度（Ｔｒ）を有する。
【００６４】
ここで、強誘電結晶相とは、強誘電材料で、かつ、結晶格子と呼ばれる７種類の晶系のうち、三斜晶（ｔｒｉｃｌｉｎｉｃ）、単斜晶（ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ）、斜方晶（ｏｒｔｈｏｒｈｏｍｂｉｃ）、六方晶（ｈｅｘａｇｏｎａｌ）、三方晶（ｔｒｉｇｏｎａｌ）もしくは菱面体晶（ｒｈｏｍｂｏｈｅｄｒａｌ）、正方晶（ｔｅｔｒａｇｏｎａｌ）の６つの晶系のいずれかに属する材料のことを指す。
【００６５】
相転移温度Ｔｒは、例えば微小交流電界を用いて測定温度を変えながら圧電素子３０の誘電率を測定し、誘電率が極大を示す温度から求めることができる。また、Ｘ線回折やラマン分光を用いて測定温度を変えながら、圧電素子３０もしくは圧電材料３１の結晶相が変化する温度から求めることもできる。一般に、強誘電体は、第一の強誘電結晶相から第二の強誘電結晶相への相転移温度（降温時の相転移温度）と第二の強誘電結晶相から第一の強誘電結晶相への相転移温度（昇温時の相転移温度）に若干の温度差が生じるが、本発明の相転移温度Ｔｒは第一の強誘電結晶相から第二の強誘電結晶相への相転移温度、つまり降温時の相転移温度である。
【００６６】
一般に、圧電定数は、相転移温度Ｔｒを極大に非常に大きくなる。従って、相転移温度Ｔｒ付近では温度変化に伴う圧電定数の変化が大きく、同じ入力電圧に対する歪量が変化する。温度変化に対する歪量を安定させる観点では、相転移温度Ｔｒが圧電素子の動作温度範囲外にある圧電材料を用いればよい。このような圧電材料３１を本発明の圧電素子３０として用いると、温度変化に対して安定した振動性能を有する圧電素子を提供することができる。
【００６７】
温度変化に安定な圧電材料を選択する場合、相転移温度Ｔｒは−６０℃以上−１０℃以下、または４０℃以上且つキュリー温度以下、好ましくは−６０℃以上−３０℃以下が望ましい。相転移温度Ｔｒは０℃以上３５℃以下に存在しないことが好ましく、より好ましくは−５℃以上５０℃以下に存在しないことである。
【００６８】
相転移温度Ｔｒが０℃以上３５℃以下に存在しないことで、例えば５℃の温度変化があったときに、同じ入力電圧に対する歪量の変動を２０％以下に抑制することが期待出来る。また、相転移温度Ｔｒが−５℃以上５０℃以下に存在しないことで、例えば５℃の温度変化があったときに、同じ入力電圧に対する歪量の変動を１０％以下に抑制することが期待出来る。
【００６９】
本発明において、ペロブスカイト型金属酸化物とは、岩波理化学辞典  第５版（岩波書店  １９９８年２月２０日発行）に記載されているような、理想的には立方晶構造であるペロブスカイト構造（ペロフスカイト構造とも言う）を持つ金属酸化物を指す。ペロブスカイト構造を持つ金属酸化物は一般にＡＢＯ３の化学式で表現される。ペロブスカイト型金属酸化物において、元素Ａ、Ｂは各々イオンの形でＡサイト、Ｂサイトと呼ばれる単位格子の特定の位置を占める。例えば、立方晶系の単位格子であれば、Ａ元素は立方体の頂点、Ｂ元素は体心に位置する。Ｏ元素は酸素の陰イオンとして立方体の面心位置を占める。
【００７０】
前記一般式（１）で表わされる金属酸化物は、Ａサイトに位置する金属元素がＢａとＣａ、Ｂサイトに位置する金属元素がＴｉ、ＺｒおよびＳｎであることを意味する。ただし、一部のＢａとＣａがＢサイトに位置してもよい。同様に、一部のＴｉとＺｒがＡサイトに位置してもよい。しかし、圧電特性が低下するという観点で、ＳｎがＡサイトに位置することは好ましくない。
【００７１】
一般式（１）における、Ｂサイトの元素とＯ元素のモル比は１対３であるが、モル比が若干ずれた場合（例えば、１．００対２．９４から１．００対３．０６）でも、金属酸化物がペロブスカイト構造を主相としていれば、本発明の範囲に含まれる。
【００７２】
金属酸化物がペロブスカイト構造であることは、例えば、Ｘ線回折や電子線回折による構造解析から判断することができる。
【００７３】
一般式（１）において、ＡサイトにおけるＣａのモル比を示すｘは、０．０２≦ｘ≦０．３０の範囲である。ｘが０．０２より小さいと誘電損失（ｔａｎδ）が増加する。誘電損失が増えると、圧電素子３０に電圧を印加して駆動させた際に発生する発熱が増え、駆動効率が低下する恐れがある。一方で、ｘが０．３０より大きいと圧電特性が充分でなくなる恐れがある。
【００７４】
一般式（１）において、ＢサイトにおけるＺｒのモル比を示すｙは、０．０２０≦ｙ≦０．０９５の範囲である。ｙが０．０２０より小さいと、圧電特性が充分でなくなる。一方で、ｙが０．０９５より大きいとキュリー温度Ｔｃが８５℃未満と低くなり、高温において圧電特性が消失する恐れがある。
【００７５】
一般式（１）において、ＢサイトにおけるＳｎのモル比を示すｚは、０≦ｚ≦０．０４の範囲である。前記範囲の０．０４モル以下のＳｎがＢサイトに含まれると、誘電損失が特に減少する。一方で、ｚが０．０４０より大きいと結晶粒が大きくなり、素子として駆動した際に発熱しやすくなる恐れがある。
【００７６】
一般式（１）において、Ｃａのモル比ｘとＺｒのモル比ｙはｙ≦ｘの範囲である。ｙ＞ｘであると、誘電損失が増加したり、絶縁性が充分でなくなったりする。また、これまで示したｘとｙの範囲を同時に満たすと、相転移温度Ｔｒを室温付近から実用温度未満に移動させることが可能となり、広い温度領域において安定に圧電素子３０を駆動させることが可能となる。
【００７７】
また、一般式（１）において、ＡサイトにおけるＢａとＣａのモル量とＢサイトにおけるＴｉ、ＺｒおよびＳｎのモル量との比を示すＡ／Ｂは、１．００≦Ａ／Ｂ≦１．０１の範囲であることが好ましい。Ａ／Ｂが１．００より小さいと異常粒成長が生じ易くなり、圧電材料３１の機械的強度が低下してしまう。一方で、Ａ／Ｂが１．０１より大きくなると粒成長に必要な温度が高くなり過ぎ、一般的な焼成炉では密度が充分に大きくならなかったり、圧電材料３１内にポアや欠陥が多数存在してしまったりする。
【００７８】
本発明の圧電材料３１の組成を測定する手段は特に限定されない。手段としては、Ｘ線蛍光分析、ＩＣＰ発光分光分析、原子吸光分析などが挙げられる。いずれの手段においても、圧電材料３１に含まれる各元素の重量比および組成比を算出できる。
【００７９】
本発明の圧電材料３１は、前記一般式（１）で表わされるペロブスカイト型金属酸化物を主成分とし、前記金属酸化物にＭｎが含有されており、前記Ｍｎの含有量が前記金属酸化物１００重量部に対して金属換算で０．０２重量部以上０．４０重量部以下であることが好ましい。また、圧電材料に含有されるペロブスカイト型金属酸化物の含有量は、９８重量％以上１００重量％以下、好ましくは９９重量％以上９９．９８重量％が望ましい。
【００８０】
前記範囲のＭｎを含有すると、絶縁性や機械的品質係数Ｑｍが向上する。
【００８１】
ここで、機械的品質係数Ｑｍとは、圧電素子を振動子として評価した際に振動による弾性損失を表す係数であり、機械的品質係数の大きさは、インピーダンス測定における共振曲線の鋭さとして観察される。つまり圧電素子の共振の鋭さを表す定数である。機械的品質係数Ｑｍが大きいと、共振周波数付近で圧電素子の歪量がより大きくなり、効果的に圧電素子３０を振動させることができる。
【００８２】
ここで、Ｍｎの含有量を示す金属換算とは、圧電材料３１から蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）、ＩＣＰ発光分光分析、原子吸光分析などにより測定されたＢａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、ＳｎおよびＭｎの各金属の含有量から、一般式（１）で表わされる金属酸化物を構成する元素を酸化物換算し、その総重量を１００としたときに対するＭｎ重量との比によって求められた値を表す。
【００８３】
Ｍｎの含有量が０．０２重量部未満であると、圧電素子３０の駆動に必要な分極処理の効果が充分でなくなる。一方、Ｍｎの含有量が０．４０重量部より大きくなると、圧電特性が充分でなくなることや、圧電特性に寄与しない六方晶構造の結晶が発現するので好ましくない。
【００８４】
ここで、ＭｎはＢサイトに固溶することが好ましい。Ｂサイトに固溶された場合、ＡサイトにおけるＢａとＣａのモル量とＢサイトにおけるＴｉ、Ｚｒ、ＳｎおよびＭｎのモル量の比をＡ／Ｂとすると、好ましいＡ／Ｂの範囲は０．９９３≦Ａ／Ｂ≦０．９９８である。Ａ／Ｂがこれらの範囲にある圧電素子３０は、圧電素子３０の長さ方向に伸縮振動が大きく、また、機械的品質係数が高いため、振動性能に優れ、かつ、耐久性に優れた圧電素子３０を得ることができる。
【００８５】
さらに、Ｍｎの価数は４＋であることが好ましい。Ｍｎの価数は一般に４＋、２＋、３＋を取ることができる。結晶中に伝導電子が存在する場合（例えば結晶中に酸素欠陥が存在する場合や、Ａサイトをドナー元素が占有した場合等）、Ｍｎの価数が４＋から３＋または２＋などへと低くなることで伝導電子をトラップし、絶縁抵抗を向上させることができるからである。イオン半径の観点からも、Ｍｎの価数が４＋であるとＢサイトの主成分であるＴｉを容易に置換できるので好ましい。
【００８６】
一方でＭｎの価数が２＋など、４＋よりも低い場合、Ｍｎはアクセプタとなる。アクセプタとしてＭｎがペロブスカイト構造結晶中に存在すると、結晶中にホールが生成されるか、結晶中に酸素空孔が形成される。
【００８７】
加えた多数のＭｎの価数が２＋や３＋であると、酸素空孔の導入だけではホールが補償しきれなくなり、絶縁抵抗が低下する。よってＭｎの大部分は４＋であることが好ましい。ただし、ごくわずかのＭｎは４＋よりも低い価数となり、アクセプタとしてペロブスカイト構造のＢサイトを占有し、酸素空孔を形成してもかまわない。価数が２＋あるいは３＋であるＭｎと酸素空孔が欠陥双極子を形成し、圧電素子３０の絶縁性と機械的品質係数Ｑｍを向上させることができるからである。
【００８８】
本発明の一実施形態に係る圧電素子３０における圧電材料３１は、前記一般式（１）およびＭｎ以外の成分（以下、副成分）を特性が変動しない範囲で含んでいてもよい。副成分は、一般式（１）で表現される金属酸化物１００重量部に対してその合計が１．２重量部以下であることが好ましい。副成分が１．２重量部を超えると、圧電材料３１の圧電特性や絶縁特性が低下する恐れがある。また、副成分のうち前記Ｂａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｍｎ以外の金属元素の含有量は、圧電材料３１に対して酸化物換算で１．０重量部以下、または金属換算で０．９重量部以下であることが好ましい。本発明の金属元素とはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｂのような半金属元素も含む。副成分のうち前記Ｂａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｍｎ以外の金属元素の含有量が、圧電材料３１に対して酸化物換算で１．０重量部、または金属換算で０．９重量部を超えると、圧電材料３１の圧電特性や絶縁特性が著しく低下する恐れがある。副成分のうち、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ元素の合計は、圧電材料３１に対して金属換算で０．５重量部以下であることが好ましい。副成分のうち、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ元素の合計が、圧電材料３１に対して金属換算で０．５重量部を超えると、焼結が不十分となる恐れがある。副成分のうち、Ｙ、Ｖ元素の合計は、圧電材料３１に対して金属換算で０．２重量部以下であることが好ましい。副成分のうち、Ｙ、Ｖ元素の合計が圧電材料３１に対して金属換算で０．２重量部を超えると、分極処理が困難になる恐れがある。
【００８９】
副成分の例として、ＳｉやＣｕといった焼結助剤が挙げられる。また、ＢａおよびＣａの市販原料に不可避成分として含まれる程度のＳｒは、本発明の圧電材料３１に含んでいてもよい。同じく、Ｔｉの市販原料に不可避成分として含まれる程度のＮｂと、Ｚｒの市販原料に不可避成分として含まれる程度のＨｆは、本発明の圧電材料３１に含んでいてもよい。
【００９０】
副成分の重量部を測定する手段は特に限定されない。手段としては、蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）、ＩＣＰ発光分光分析、原子吸光分析などが挙げられる。
【００９１】
次に、本発明の塵埃除去装置１０の製造方法について詳細に説明する。
【００９２】
まず、本発明に用いる圧電材料３１の製造方法について説明する。
【００９３】
所望の組成に調整した原料粉末に、必要に応じて分散剤、バインダー、可塑剤等と水、もしくは有機溶媒を加えて混合し、高密度の焼結体にするのに必要な圧力でプレス成形して成形体を作製する。ここでプレス成形のみで必要な圧力が得られない場合はＣＩＰ（冷間等方圧プレス：Ｃｏｌｄ  Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  Ｐｒｅｓｓ）などにより所望の圧力を加えても良い。また、プレス成形せずに最初からＣＩＰ等で成形体インゴットを作製しても良い。また、スラリーの状態で、ドクターブレード法やダイコート法などの手法によりフィルムなどの支持体上に所定の厚みに塗工し，乾燥させてグリーンシート成形体を作製してもよい。
【００９４】
次に、成形体を焼成してセラミックス焼結体状の圧電材料３１を作製する。焼成条件は所望の圧電材料に最適な方法を選択すればよく、出来るだけ密度は高く、均一な大きさの粒成長をさせることが好ましい。なお、必要であれば成形体を所望の形状に加工してから焼成しても構わない。
【００９５】
次に、本発明に用いる圧電素子の一例である、図２に示す圧電素子３０の製造方法について詳細に説明する。
【００９６】
上記の方法で作製したセラミックス焼結体状の圧電材料３１を、所望の寸法に研削加工して、略矩形状の圧電材料３１を作製する。次に、図２に示すように、金属ペーストの焼き付け、スパッタ、蒸着法などにより、圧電素子３０の第１の電極面３２ａに第１の電極３２、第２の電極面３３ａに第２の電極３３を形成する。
【００９７】
前記第１の電極３２および第２の電極３３は、振動を励起する効率の観点で圧電材料３１表面に対して、出来るだけ広くとることが好ましい。第１の電極３２と第２の電極３３の作製方法は特に限定されず、金属ペーストの焼き付けにより形成しても良いし、スパッタ、蒸着法などにより形成してもよい。また第１の電極３２、第２の電極３３はともに所望の形状にパターニングして用いても良い。
【００９８】
また、圧電素子３０に第２の電極面からのみ交番電圧を供給することができるように、第１の電極３２が第２の電極面３２ａの一部にあっても良い。この場合、まず、圧電素子３０の第１の電極面に第１の電極３２を、第２の電極面３３ａに第２の電極３３と電気的に独立した第１の電極３２を形成する。次に、第１の電極面に設けた第１の電極３２と、第２の電極面に設けた第１の電極３２とを電気的に接続する。電気的に接続する方法は特に限定されず、圧電材料３１の側面で金属ペーストの焼き付け、スパッタ、蒸着法などにより接続してもよいし、圧電材料３１に導電性スルーホールを設けて接続しても良い。ただし、第２の電極面に設けた第１の電極３２と第２の電極３３の間の距離は後述する分極処理にて電極間で放電しない範囲で出来るだけ短いことが好ましい。
【００９９】
次に、圧電素子３０を分極処理する。処理温度はキュリー温度Ｔｃもしくは脱分極温度Ｔｄ以下が好ましい。処理時間は５分から１０時間が好ましい。処理雰囲気は、空気中もしくはシリコーンオイル等の不燃性のオイル中が好ましい。処理電圧は、０．５から５．０ｋＶ／ｍｍの電界を印加する。処理電圧の印加は、少なくとも第１の電極３２と第２の電極３３に対して行えば良い。
【０１００】
脱分極温度とは、圧電素子３０に分極処理を行って充分時間が経過した後に、室温からある温度Ｔｄ（℃）まで上げ、再度室温まで下げたときに圧電定数が温度を上げる前の圧電定数に比べて減少している温度を指す。本明細書においては温度を上げる前の圧電定数の９５％以下となる温度を脱分極温度Ｔｄと呼ぶ。
【０１０１】
分極処理は、圧電素子３０を振動板２０に固定する前に行う事が好ましいが、固定後に行っても良い。
【０１０２】
次に、本発明に用いる圧電素子の一例である、図３に示す圧電素子３０の製造方法について詳細に説明する。
【０１０３】
図３に示す圧電素子３０の製造方法についても、図２に示す圧電素子３０の製造方法と同様に作製する。
【０１０４】
まず、図２に示す圧電材料３１と同様の方法で作製した圧電材料３１を、所望の寸法に研削加工し、略矩形状の圧電材料３１を作製する。図３に示すように、圧電素子３０に励振電極のスルーホールＡＢＴ、グランド電極のスルーホールＳＢＴを形成する場合、成形体作製後に成形体に切削加工、打ち抜き加工等を用いても良いし、成形体作製のための金型に予めスルーホールとなる突起を設けておいても良い。スルーホールの直径は、圧電材料３１の強度、スルーホール電極の形成の容易さを考慮し適宜選択して良い。
【０１０５】
次に第１の電極面の励振電極ＡＢ、グランド電極ＳＢ、および第２の電極面の励振電極ＡＦ、振動検出電極ＳＦ、励振電極ＡＢ’、グランド電極ＳＢ’を図２に示す圧電素子３０と同様の方法で形成する。図３に示すスルーホール電極は、前記各電極形成時に同時に形成しても良いし、別の工程にて予め作製しておいても良い。スルーホールは、励振電極ＡＢと励振電極ＡＢ’間、およびグランド電極ＳＢとグランド電極ＳＢ’間の抵抗値が１Ω以下となるように形成することが好ましい。
【０１０６】
次に圧電素子３０を分極処理する。分極処理の方法も図２に示す圧電素子３０と同様の方法で良い。処理電圧の印加は、少なくとも励振電極ＡＢ、グランド電極ＳＢと第２の電極面の励振電極ＡＦ、振動検出電極ＳＦに対して行えば良い。
【０１０７】
次に、本発明の塵埃除去装置の一例である、図４に示す塵埃除去装置１０の製造方法について説明する。
【０１０８】
本発明の塵埃除去装置の製造方法は、表面に少なくとも略矩形の光学有効領域Ｂおよび前記光学有効領域Ｂの外側に外部領域Ａを有する振動板と、前記振動板の表面に設けられた一つ以上の略直方体の、圧電材料、第１の電極および第２の電極を備えた圧電素子とを少なくとも有する塵埃除去装置の製造方法であって、前記振動板の光学有効領域Ｂの外側の外部領域Ａに前記圧電素子を固定して、前記光学有効領域Ｂの四辺を一対の辺Ｏ、Ｏ’とそれに垂直な一対の辺Ｎ、Ｎ’としたときに、前記圧電素子の長手方向の辺Ｐを前記辺Ｏに沿って配置する工程と、
前記圧電素子における辺Ｏに沿った方向の端部の一方で、前記光学有効領域Ｂの辺Ｎ、Ｎ’を延長して圧電素子を横断する線から辺Ｐに沿った内側方向へ長さｂにわたる領域を圧電素子の端部近傍σとして特定する工程と、
前記圧電素子に交番電圧を供給する給電用配線を前記端部近傍σに熱圧着して、前記圧電材料の前記端部近傍σ以外の圧電定数の絶対値をｄとしたとき、前記端部近傍σの圧電定数の絶対値をｄ０として、ｄ＞ｄ０の関係を満たす工程を有することを特徴とする。
【０１０９】
図４は、本発明の塵埃除去装置の製造方法の一例を光軸方向から観察した図である。なお、図４の圧電素子３０は、図２の圧電素子３０を用いて説明する。
【０１１０】
まず、圧電素子３０の第一の電極３２を、透明な部材や反射性部材からなる振動板２０にエポキシ系接着剤等の接着剤等で固定する。固定する際に加熱が必要な場合の温度は、圧電材料３１のキュリー温度Ｔｃもしくは脱分極温度Ｔｄ未満であることが好ましい。固定する温度が圧電材料３１のキュリー温度ＴｃまたはＴｄ以上であると、圧電材料３１の圧電定数の絶対値ｄが小さくなる恐れがある。
【０１１１】
次に、図４に示すように、圧電素子３０に交番電圧を供給する給電用配線を接続する。第２の電極３３の供給用配線は、図２に示す圧電素子３０の第２の電極面の端部近傍σの領域に熱圧着を行うことで接続する。また、第１の電極３２の供給用配線は、図２に示す圧電素子３０の第２の電極面の第１の電極３２に熱圧着を行うことで接続する。前記２つの電極の熱圧着は図４に示すように同時に行っても構わない。同時に行えば、１回の熱圧着で圧電素子３０と供給用配線とが接続できる。図４において、３４はフレキシブルプリントケーブルの熱圧着領域を示す。図４（ｂ）の断面図に示すように、フレキシブルプリントケーブルの熱圧着領域３４は、第２の電極面の電極３３と、第１の電極面の電極３２の一部分で第２の電極面の端部に近い電極３２部分を含む領域である。図４では、第２の電極面の電極３３の熱圧着領域を端部近傍σが重なる領域とした例である。しかし、熱圧着条件と端部近傍σが重なる場合に限らず、フレキシブルケーブルプリントの形状とその圧着条件によっては、端部近傍σと熱圧着領域が重ならない場合でも効果がある。
【０１１２】
熱圧着は圧電材料３１の脱分極温度Ｔｄ付近の温度、より好ましくはＴｄ以上の温度で行うことが好ましい。Ｔｄ付近の温度もしくはＴｄ以上の温度で熱圧着を行うことで、圧電材料３１の端部近傍σの圧電定数ｄ０を小さくすることができる。さらにはキュリー温度Ｔｃ以上で熱圧着を行うことで、端部近傍σの圧電定数ｄ０をさらに小さく、もしくは０にすることができる。
【０１１３】
上記方法で熱圧着を行うことで、本発明の圧電材料３１の圧電定数は、端部近傍σ以外の前記圧電材料の圧電定数の絶対値をｄとし、端部近傍σの圧電定数の絶対値をｄ０としたとき、ｄ＞ｄ０の関係となる。
【０１１４】
ところで、熱圧着によりｄ０が小さくなりすぎた場合、もしくは０になった場合、再分極処理を行ってｄ０を所望の大きさに調整することが出来る。再分極処理の温度は、接着剤で振動板２０に固定した圧電素子３０や、熱圧着した給電用配線の接続部がはがれない範囲とすることが好ましく、例えば６０℃以下で行うことが好ましい。さらに好ましくは、室温（約２５℃）である。再分極処理の電圧は、給電用配線等の配線間で放電しない範囲とすることが好ましい。
【０１１５】
以上、圧電材料３１の端部近傍σの圧電定数ｄ０を小さくする方法を説明したが、ｄ０を小さくする方法は上記方法に限られるものではない。例えば、給電用配線をＴｄ未満の温度で接続した後に、端部近傍σにＴｄ以上の熱を与えることでも実現できる。ただし、前述の方法は製造工程が複雑化するため製造コストが上昇する。よって、Ｔｄ付近の温度、より好ましくはＴｄ以上の温度で熱圧着を行う方法が好ましい。
【０１１６】
給電用配線には、一般にフレキシブルケーブルとして販売されているものが使用できる。接続はエポキシ系接着剤等を用いて接着することも可能であるが、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）や異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を熱圧着する方法が好ましい。前述の方法は導通不良を軽減でき、プロセス速度が向上するため量産性の点で好ましい。接続は図４に示す領域に対して行うことが好ましい。
【０１１７】
本発明の塵埃除去装置１０の製造方法は、前述のように圧電素子３０に交番電圧を供給する給電用配線を端部近傍σに熱圧着することを特徴とする。一般にＡＣＰやＡＣＦを用いて熱圧着する際の熱圧着温度は１５０℃から２００℃である。このため、圧電材料３１のキュリー温度Ｔｃが２００℃以上である場合、熱圧着温度を一般にＡＣＰやＡＣＦを用いて熱圧着する際の熱圧着温度より高くしなければならない。また、熱圧着は圧電素子３０を局所的に加熱する方法であるため、加熱部と非加熱部の温度差によって圧電材料３１が破損する懸念がある。このため、本発明の圧電材料３１のキュリー温度は１５０℃以下であることが好ましい。以上、図４に示す塵埃除去装置１０の製造方法について説明したが、上記以外の方法で作製しても構わない。好ましくは圧電素子３０に交番電圧を供給する給電用配線を端部近傍σの領域に熱圧着することで本発明の塵埃除去装置１０を容易に製造できる。
【０１１８】
次に、本発明の撮像装置の一例である、図５に示す撮像装置５０について詳細に説明する。
【０１１９】
図５は、本発明の撮像装置の一例を示す図である。図５の撮像装置５０は、特に画像信号を電気信号に変換して撮像するデジタルカメラに用いられる撮像装置の一例である。
【０１２０】
本発明の撮像装置は、塵埃除去装置１０と撮像素子４０を少なくとも有し、塵埃除去装置１０の振動板２０と撮像素子４０の受光面を同一軸上に順に設けた事を特徴とする。
【０１２１】
撮像素子４０の前方に配置された振動板２０は、光路上に配置され、撮像素子４０へ入射する光束が通過できる光学有効領域Ｂを有する略矩形状の光学部材である。ローパスフィルタの機能を有する水晶やＬｉＮｂＯ３複屈折板、もしくは赤外吸収ガラスなどを用いることで、塵埃除去機能と合わせ複数の機能を持たせることができる。振動板２０の表面には、赤外カットや反射防止などの光学的なコーティングを施しても良い。
【０１２２】
振動板２０の外部領域Ａには圧電素子３０を固定する。図示しないが、外部領域Ａのうち、光学有効領域Ｂを挟むような対象位置（例えば左右、もしくは上下）に圧電素子を固定しても良い。
【０１２３】
振動板保持部材４２０は樹脂または金属で形成され、振動板２０を保持する。振動板保持部材４２０は撮像素子保持部材５１０にねじ固定される。
【０１２４】
付勢部材４４０は振動板２０を撮像素子４０の方向に付勢する。付勢部材４４０は振動板保持部材４２０に係止される。付勢部材４４０はデジタルカメラの接地電位となる部分（グランド）に電気的に接続されている。振動板２０の表面もデジタルカメラの接地電位となる部分（グランド）に電気的に接続されている。これにより、振動板２０表面への塵埃等の静電気的な付着を抑制することができる。
【０１２５】
弾性部材４５０は断面が略円形の枠形状を有し、振動板２０と振動板保持部材４２０とで挟まれる。付勢部材４４０が振動板２０を付勢することで、弾性部材４５０は振動板２０と振動板保持部材４２０との間で押しつぶされる。したがって、弾性部材４５０を押しつぶす力の大きさは、付勢部材４４０の撮像素子４０方向への付勢力により決定される。なお、弾性部材４５０にはゴムなどの熱可塑性エラストマーを用いてもよいし、発泡ポリウレタンなどの発泡樹脂を用いてもよい。
【０１２６】
光学部材４６０は、位相板（偏光解消板）、赤外カットフィルタ、複屈折板や、それらを貼り合わせた光学部材である。光学部材４６０は振動板保持部材４２０に接着固定される。
【０１２７】
撮像素子保持部材５１０は略矩形の開口部が形成され、その開口部に撮像素子４０を露出させた状態で撮像素子４０を固定保持する。撮像素子保持部材５１０はデジタルカメラの本体にねじ等で固定される。
【０１２８】
マスク５２０は撮像素子４０に撮影光路外からの余分な光が入射することを防ぐために、振動板保持部材４２０と撮像素子４０とで挟まれて保持される。
【０１２９】
撮像素子付勢部材５３０は左右一対の板バネ状の付勢部材である。撮像素子付勢部材５３０は撮像素子保持部材５１０にねじ固定され、撮像素子４０を撮像素子保持部材５１０に押し付ける。
【０１３０】
以上の構成をとることにより、振動板２０は、付勢部材４４０と弾性部材４５０とで挟み込まれて自在に振動できる状態で支持される。
【０１３１】
弾性部材４５０の撮影者側の面は振動板保持部材４２０と当接し、被写体側の面は振動板２０と当接する。振動板２０は付勢部材４４０の弾性により撮像素子４０側へと付勢されているので、弾性部材４５０は変形し、振動板２０及び振動板保持部材４２０に対して隙間無く密着する。これにより、振動板２０と振動板保持部材４２０と弾性部材４５０と光学部材４６０とにより囲まれる空間は封止され、塵埃等の異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成される。
【０１３２】
以上、本発明の撮像装置の一例として、デジタルカメラに用いられる撮像装置５０を説明したが、必ずしもデジタルカメラに用いられる撮像装置に限ったものではなく、デジタルビデオカメラ、複写機、ファクシミリ、スキャナの各種の撮像装置や画像読取装置、およびその内部の部材や部品であってもよい。
【０１３３】
次に、本発明の塵埃除去装置１０の動作方法の一例として、デジタルカメラに用いられる塵埃除去装置１０の動作方法について説明する。
【０１３４】
塵埃除去装置１０は、デジタルカメラのマイクロコンピューターからの指示で、塵埃除去モードに入る。塵埃除去モードの実行は、撮影者がデジタルカメラの電源ＯＮ操作を行ってシステムが立ち上がった直後や、電源ＯＦＦ操作でシステムをシャットダウンする直前のタイミングで自動的に行うことが塵埃を除去する上で効果的であるが、撮影者が意図したタイミングで行ってもよい。
【０１３５】
塵埃除去モード開始の信号はマイクロコンピューターが受け取り、圧電素子３０の駆動回路に駆動信号を送る。圧電素子３０の駆動回路は、振動板２０に面外振動を発生させる交番電圧を生成し、給電用配線を通して圧電素子３０に交番電圧を印加する。塵埃除去モードで圧電素子３０に印加する交番電圧は、面外振動を発生する周波数を含む周波数範囲内で順次周波数を変化させるものである。圧電素子３０は、印加される交番電圧に応じて長さ方向に伸縮振動し、振動板２０に面外振動を発生させる。
【実施例】
【０１３６】
以下に実施例を挙げて本発明の塵埃除去装置１０を具体的に説明する。実施例および比較例の塵埃除去装置は図４に示すような構成であるが、本発明は、以下の実施例により限定されるものではない。
【０１３７】
（実施例１）
実施例１の塵埃除去装置１０の振動板２０は、２６．８×３８．４×０．７ｍｍの水晶からなる直方体の複屈折板であり、表面に光学的なコーティング処理が施されている。振動板２０は光路上に配置されており、また、図１に示すように、振動板２０には光束が通過する光学有効領域Ｂが設けられている。ここで、実施例１の塵埃除去装置１０の光学有効領域Ｂは約１４．９×２２．３ｍｍの略矩形領域である。
【０１３８】
以下に実施例１の圧電素子３０の作製方法を示す。原料となる平均粒径１００ｎｍのチタン酸バリウム（堺化学工業製：ＢＴ−０１）、平均粒径３００ｎｍのチタン酸カルシウム（堺化学工業製：ＣＴ−０３）、平均粒径３００ｎｍのジルコン酸カルシウム（堺化学工業製：ＣＺ−０３）、平均粒径３００ｎｍのスズ酸カルシウムをモル比で８６．０対８．６対４．４対１．０になるように秤量した。スズ酸カルシウムは、炭酸カルシウムと酸化スズから固相法により作製した。
【０１３９】
次に、これらの秤量粉を、ボールミルを用いて２４時間の乾式混合によって混合した。得られた混合粉を造粒するために、混合粉に対してＭｎ重量が金属換算で０．２６重量部となる酢酸マンガン（ＩＩ）と混合粉に対して３重量部となるＰＶＡバインダーを、それぞれスプレードライヤー装置を用いて、混合粉表面に付着させた。
【０１４０】
次に、得られた造粒粉を金型に充填し、プレス成型機を用いて最大２００ＭＰａの成形圧をかけて密度が３．３ｇ／ｃｍ３の成形体を作製した。この成形体は冷間等方加圧成型機を用いて、更に加圧しても構わない。
【０１４１】
得られた成形体を空気雰囲気中にて昇温速度を２．５℃／分で加熱して、６００℃で３時間保持した後に１３５０℃で５時間保持する条件にて焼成を行った。これにより、式（１）の化学式で表わすことができる組成の圧電材料３１を作製した。次に、圧電材料３１の蛍光Ｘ線分析を行ったところ、（Ｂａ０．８６Ｃａ０．１４）（Ｔｉ０．９４６Ｚｒ０．０４４Ｓｎ０．０１）Ｏ３が１００重量部に対してＭｎが０．２６重量部含有されている組成であることが確認できた。また、Ｂａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、ＳｎおよびＭｎ以外の元素は検出限界以下の量であり、１重量部以下であった。
【０１４２】
次に、焼成した圧電材料３１を厚み０．２５ｍｍで略均一に研削、及び研磨加工した後、２５．６×４．０ｍｍの寸法に切断した。そのあと、圧電材料３１の両面に銀ペーストをスクリーン印刷によって、図２に示すように第一の電極３２および第２の電極３３をパターン形成した。実施例１の塵埃除去装置１０においては、第１の電極を第２の電極面まで延在する形で電極形成したが、これ以外の電極の構成でも本発明と同様の効果が得られる。
【０１４３】
次に、作製した圧電素子３０を恒温槽中で温度を上昇させながら誘電率の変化を測定することで、誘電率が極大となるキュリー温度Ｔｃを測定した。その結果、キュリー温度Ｔｃは１０５℃であった。また、圧電素子３０をホットプレートで１００℃に加熱しながら１ｋＶ／ｍｍの電界強度になるように、電極３３に直流電源によって電圧を６０分間にわたり印加して分極処理を行った後、恒温槽中で温度を上下しながら、圧電定数が初期の９５％以下となる脱分極温度Ｔｄを測定したところ、Ｔｄは９５℃であった。
【０１４４】
次に圧電材料３１をホットプレートで１００℃に加熱しながら１ｋＶ／ｍｍの電界強度になるように直流電源によって電圧を６０分間にわたり印加して、分極した圧電素子３０を作製した。
【０１４５】
次に、作製した圧電素子３０の第２の電極面で、図４に示す第１の電極３２の一部である端部近傍σと、第２の電極３３の一部に、フレキシブルケーブルをＡＣＦを用いて熱圧着して接続した。ＡＣＦを熱圧着する際の熱圧着装置の条件は１５０℃、１０秒間、２ＭＰａの圧力とした。
【０１４６】
次に、振動板２０と圧電素子３０の第１の電極面を、ｂが１．５ｍｍになるようにアライメントして、エポキシ樹脂系の接着剤で接着した。
【０１４７】
作製した塵埃除去装置１０を用いて、図５に示す本発明の撮像装置５０を作製した。
【０１４８】
塵埃除去装置１０の塵埃除去率の測定は、図５に示す撮像装置５０に組み込んで行った。
【０１４９】
塵埃除去装置１０を用いて、室温、湿度５０％ｒｈの環境で、水平に置いた振動板２０の全体にポリスチレン製ビーズ（粒径２０乃至８０μｍ）をまいて１分間放置した後、振動板２０の光学有効領域Ｂの面が垂直になるように設置した。この状態で振動板表面のポリスチレン製ビーズの付着状態を光学顕微鏡により撮影し、写真Ｐとして記録した。
【０１５０】
塵埃除去装置１０、の圧電素子３０に、フレキシブルケーブルを介して５０Ｖｐｐの交番電圧を印加した。周波数を１６０〜９０ｋＨｚとし、前記周波数範囲を周波数が高い方から低い方へ１秒間で掃引した。前記駆動を４回実施した後、撮像装置５０の姿勢を仰角９０°から俯角９０°の範囲で２０回繰り返し動かした。次に、写真Ｐを記録した際と同様、振動板表面のポリスチレン製ビーズの付着状態を光学顕微鏡により撮影し、写真Ｑとして記録した。
【０１５１】
次に、写真Ｐと写真Ｑに写ったポリスチレン製ビーズ数を数え、其々ビーズ数Ｐ’とビーズ数Ｑ’として、［（ビーズ数Ｐ’−ビーズ数Ｑ’）÷ビーズ数Ｐ’］×１００を塵埃除去装置１０の塵埃除去率とした。ここで、塵埃除去率が９５％以下では、一般的な撮像装置５０の使用状況においては、撮影した画像に塵埃が写り込むため、画像の品質が顕著に悪化すると判断する。
【０１５２】
以上の方法により実施例１の塵埃除去装置１０の塵埃除去率を評価した結果、実施例１の塵埃除去装置１０の塵埃除去率は９８％であった。従って、実施例１の塵埃除去装置１０によって、良好な塵埃除去率を有する塵埃除去装置を提供することができるとともに、画像の品質が良好な撮像装置５０を提供できることがわかった。
【０１５３】
次に、圧電材料３１の圧電定数の絶対値ｄ及びｄ０を測定した。ｄ及びｄ０の測定は、圧電素子３０を振動板２０から分離した後、圧電素子３０を所望の形状に切断加工して行った。まず、塵埃除去装置１０の塵埃除去率を測定した後、実施例１の撮像装置５０を分解して塵埃除去装置１０を取り有機溶媒に浸漬し、有機溶媒中で揺動しながら超音波を印加して放置した（超音波処理）。超音波処理により、圧電素子３０表面の接着剤が溶解し、圧電素子３０が振動板２０とフレキシブルケーブル、及びＡＣＦから分離した。その後、電子情報技術産業協会規格に基づいたアスペクト比で、圧電素子３０のＰＬ部分を端部近傍σの領域とそれ以外の領域に切断加工した。ｄ及びｄ０は、共振−反共振法により測定される圧電特性ｄ３１の絶対値として導出した。以上の方法により実施例１の塵埃除去装置１０のｄ及びｄ０を評価した結果、ｄ０は７１×１０−１２ｍ／Ｖ、ｄは７５×１０−１２ｍ／Ｖであった。
【０１５４】
（実施例２）
実施例２の塵埃除去装置１０は実施例１と同様の方法で作製した。ただし、長さｂが０．１ｍｍになるようにフレキシブルケーブルの位置を調整して、圧電素子３０を振動板２０に接着した。ＡＣＦを熱圧着する際の熱圧着装置の条件は１５０℃、６０秒間、２ＭＰａの圧力とした。
【０１５５】
実施例１と同様の方法により本発明の撮像装置５０を作製し、実施例２の塵埃除去装置１０の塵埃除去率を評価した結果、実施例２の塵埃除去装置１０の塵埃除去率は１００％であった。また、実施例１と同様の方法により実施例２の塵埃除去装置１０のｄ及びｄ０を評価した結果、ｄ０は６８×１０−１２ｍ／Ｖ、ｄは７５×１０−１２ｍ／Ｖであった。
【０１５６】
（実施例３）
実施例３の塵埃除去装置１０は実施例１と同様の方法で作製した。ただし、長さｂが１．５ｍｍになるようにフレキシブルケーブルの位置を調整して、圧電素子３０を振動板２０に接着した。ＡＣＦを熱圧着する際の熱圧着装置の条件は１５０℃、６０秒間、２ＭＰａの圧力とした。
【０１５７】
実施例１と同様の方法により本発明の撮像装置５０を作製し、実施例３の塵埃除去装置１０の塵埃除去率を評価した結果、実施例３の塵埃除去装置１０の塵埃除去率は９９％であった。また、実施例１と同様の方法により実施例３の塵埃除去装置１０のｄ及びｄ０を評価した結果、ｄ０は６８×１０−１２ｍ／Ｖ、ｄは７５×１０−１２ｍ／Ｖであった。
【０１５８】
（実施例４）
実施例４の塵埃除去装置１０は実施例１と同様の方法で作製した。ただし、長さｂが１４．７ｍｍになるようにフレキシブルケーブルの位置を調整して、圧電素子３０を振動板２０に接着した。ＡＣＦを熱圧着する際の熱圧着装置の条件は１５０℃、６０秒間、２ＭＰａの圧力とした。
【０１５９】
実施例１と同様の方法により本発明の撮像装置５０を作製し、実施例４の塵埃除去装置１０の塵埃除去率を評価した結果、実施例４の塵埃除去装置１０の塵埃除去率は９５％であった。また、実施例１と同様の方法により実施例４の塵埃除去装置１０のｄ及びｄ０を評価した結果、ｄ０は６８×１０−１２ｍ／Ｖ、ｄは７５×１０−１２ｍ／Ｖであった。
【０１６０】
（実施例５）
実施例５の塵埃除去装置１０は実施例１と同様の方法で作製した。ただし、長さｂが１４．７ｍｍになるようにフレキシブルケーブルの位置を調整して、圧電素子３０を振動板２０に接着した。ＡＣＦを熱圧着する際の熱圧着装置の条件は１５０℃、２００秒間、２ＭＰａの圧力とした。
【０１６１】
実施例１と同様の方法により本発明の撮像装置５０を作製し、実施例５の塵埃除去装置１０の塵埃除去率を評価した結果、実施例５の塵埃除去装置１０の塵埃除去率は９６％であった。また、実施例１と同様の方法により実施例５の塵埃除去装置１０のｄ及びｄ０を評価した結果、ｄ０は２３×１０−１２ｍ／Ｖ、ｄは７５×１０−１２ｍ／Ｖであった。
【０１６２】
（実施例６）
実施例６の塵埃除去装置１０は実施例１と同様の方法で作製した。ただし、長さｂが０．１ｍｍになるようにフレキシブルケーブルの位置を調整して、圧電素子３０を振動板２０に接着した。ＡＣＦを熱圧着する際の熱圧着装置の条件は１５０℃、９０秒間、２ＭＰａの圧力とした。
【０１６３】
実施例１と同様の方法により本発明の撮像装置５０を作製し、実施例６の塵埃除去装置１０の塵埃除去率を評価した結果、実施例６の塵埃除去装置１０の塵埃除去率は９９％であった。また、実施例１と同様の方法により実施例６の塵埃除去装置１０のｄ及びｄ０を評価した結果、ｄ０は６０×１０−１２ｍ／Ｖ、ｄは７５×１０−１２ｍ／Ｖであった。
【０１６４】
（実施例７）
実施例７の塵埃除去装置１０は実施例１と同様の方法で作製した。ただし、長さｂが０．７ｍｍになるようにフレキシブルケーブルの位置を調整して、圧電素子３０を振動板２０に接着した。ＡＣＦを熱圧着する際の熱圧着装置の条件は１５０℃、６０００秒間、２ＭＰａの圧力とした。
【０１６５】
実施例１と同様の方法により本発明の撮像装置５０を作製し、実施例７の塵埃除去装置１０の塵埃除去率を評価した結果、実施例７の塵埃除去装置１０の塵埃除去率は９５％であった。また、実施例１と同様の方法により実施例７の塵埃除去装置１０のｄ及びｄ０を評価した結果、ｄ０は０×１０−１２ｍ／Ｖ、ｄは７５×１０−１２ｍ／Ｖであった。
【０１６６】
（比較例１）
比較例１の塵埃除去装置は実施例１と同様の方法で作製した。ただし、圧電材料は市販のチタン酸ジルコン酸鉛（日本セラテック製）とした。また、長さｂが１．５ｍｍになるようにフレキシブルケーブルの位置を調整して、圧電素子を振動板に接着した。ＡＣＦを熱圧着する際の熱圧着装置の条件は１５０℃、６０００秒間、２ＭＰａの圧力とした。
【０１６７】
実施例１と同様の方法により比較例１の撮像装置を作製し、塵埃除去装置の塵埃除去率を評価した結果、比較例１の塵埃除去装置の塵埃除去率は９３％であった。また、実施例１と同様の方法により比較例１の塵埃除去装置のｄ及びｄ０を評価した結果、ｄ０は１６０×１０−１２ｍ／Ｖ、ｄは１６０×１０−１２ｍ／Ｖであった。
【０１６８】
以上の実施例１乃至７、及び比較例１の結果を表１に示す。
【０１６９】
【表１】
2014216851.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【０１７０】
本発明の塵埃除去装置は、振動板表面に付着した塵埃等の異物を除去することができるため、ビデオデジタルカメラ、複写機、ファクシミリ、スキャナ等の各種の撮像装置にも利用することができる。
【符号の説明】
【０１７１】
１  カメラ本体
１ａ  グリップ部
２  マウント部
４  レンズロック解除釦
５  ミラーボックス
６  クイックリターンミラー
７  シャッタボタン
８  メイン操作ダイヤル
９  ＬＣＤ表示パネル
１０  塵埃除去装置
１１  ストロボユニット
１２  ストロボ取付け用のシュー溝
１３  ストロボ接点
１４  撮影モード設定ダイヤル
１５  外部端子蓋
１６  ビデオ信号出力用ジャック
１７  ＵＳＢ出力用コネクタ
１８  ファインダ接眼窓
１９  カラー液晶モニタ
２０  振動板
２１  マウント接点
２２  動作モード設定ボタン
３０  圧電素子
３１  圧電材料
３２  第１の電極
３２ａ  第１の電極面
３３  第２の電極
３３ａ  第２の電極面
３４  フレキシブルプリントケーブルの熱圧着領域
４０  撮像素子
４３  メインスイッチ
４４  クリーニング指示操作部材
５０  撮像装置５０
２００  サブ操作ダイヤル
４４０  付勢部材
４５０  弾性部材
４６０  光学部材
４２０  振動板保持部材
５１０  撮像素子保持部材
５２０  マスク
５３０  撮像素子付勢部材
【図１】
2014216851.tif 000004
【図２】
2014216851.tif 000005
【図３】
2014216851.tif 000006
【図４】
2014216851.tif 000007
【図５】
2014216851.tif 000008