(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材料と前記圧電材料に設けられた電極とを夫々備える第一の圧電素子と第二の圧電素子と、前記第一及び第二の圧電素子が設けられた振動部材と、を少なくとも有し、前記第一の圧電素子と前記第二の圧電素子とに夫々交番電圧が印加されることにより前記振動部材に少なくとも波長λの振動を発生させて前記振動部材の塵埃除去面の塵埃を除去する塵埃除去装置であって、
前記第一の圧電素子は前記振動部材の前記塵埃除去面と同じ側の第一の面に設けられ、前記第二の圧電素子は前記振動部材の前記第一の面と反対側の第二の面に設けられ、
前記第一及び第二の圧電素子の前記塵埃除去面の法線方向からの投影像において、前記第一の圧電素子の振動発生端部と前記第二の圧電素子の振動発生端部との距離ｄＬ１がｄＬ１＞０（ただしｄＬ１≠ｎλ／２、ｎは正の整数）であり、
前記第一の圧電素子と前記第二の圧電素子とに、同じ周波数を含む交番電圧を、夫々異なる期間に印加する制御手段を有することを特徴とする塵埃除去装置。
【請求項２】
前記塵埃除去面は前記第一の面の一部の領域であり、前記第一の圧電素子は、前記第一の面における前記塵埃除去面の外側の領域に設けられており、前記第二の圧電素子は、前記第二の面における前記塵埃除去面の投影像の外側の領域に設けられており、
前記第一及び第二の圧電素子の振動発生端部は、前記塵埃除去面側の端部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】
前記距離ｄＬ１が、（４ｎ−３）λ／８≦ｄＬ１≦（４ｎ−１）λ／８を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の塵埃除去装置。
【請求項４】
ｄＬ１がλ／４であることを特徴とする請求項３に記載の塵埃除去装置。
【請求項５】
前記交番電圧を印加する制御手段を更に有し、
前記制御手段は、前記第一の圧電素子と前記第二の圧電素子とに、夫々異なる周波数の交番電圧を、夫々異なる期間に順次印加することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の塵埃除去装置。
【請求項６】
前記交番電圧を印加する制御手段を更に有し、
前記制御手段は、
前記第一の圧電素子と前記第二の圧電素子とに、同じ周波数を含み且つ同位相の交番電圧を夫々印加する制御と、同じ周波数を含み且つ逆位相の交番電圧を夫々印加する制御と、を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の塵埃除去装置。
【請求項７】
前記第一の面に設けられた第三の圧電素子と、前記第二の面に設けられた第四の圧電素子と、を更に有し、
前記第三及び第四の圧電素子の前記塵埃除去面の法線方向からの投影像において、前記第三の圧電素子の振動発生端部と前記第四の圧電素子の振動発生端部との距離ｄＬ２がｄＬ２＞０（ただしｄＬ２≠ｎλ／２、ｎは正の整数）であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の塵埃除去装置。
【請求項８】
前記塵埃除去面は前記第一の面の一部の領域であり、前記第一及び第三の圧電素子は、前記第一の面における前記塵埃除去面の外側の領域に設けられており、前記第二及び第四の圧電素子は、前記第二の面における前記塵埃除去面の投影像の外側の領域に設けられており、
前記第一から第四の圧電素子の振動発生端部は、前記塵埃除去面側の端部であることを特徴とする請求項７に記載の塵埃除去装置。
【請求項９】
前記距離ｄＬ２が、（４ｎ−３）λ／８≦ｄＬ２≦（４ｎ−１）λ／８を満たすことを特徴とする請求項７又は８に記載の塵埃除去装置。
【請求項１０】
ｄＬ２がλ／４であることを特徴とする請求項９に記載の塵埃除去装置。
【請求項１１】
前記第一から第四の圧電素子に夫々第一の周波数を含む交番電圧を印加する制御手段を更に有し、
前記制御手段は、
前記第一の圧電素子と前記第三の圧電素子とに、前記第一の周波数を含み且つ同位相の交番電圧を、夫々印加する第一の制御と、
前記第二の圧電素子と前記第四の圧電素子とに、前記第一の周波数を含み且つ同位相の交番電圧を、夫々印加する第二の制御と、
前記第一の圧電素子と前記第三の圧電素子とに、前記第一の周波数を含み且つ逆位相の交番電圧を、夫々印加する第三の制御と、
前記第二の圧電素子と前記第四の圧電素子とに、前記第一の周波数を含み且つ逆位相の交番電圧を、夫々印加する第四の制御と、
を夫々異なる期間に行うことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の塵埃除去装置。
【請求項１２】
前記第一及び第二の圧電素子の圧電材料は、Ｂａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、およびＭｎを含むことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の塵埃除去装置。
【請求項１３】
少なくとも前記第一及び第二の圧電素子の圧電材料が、下記一般式（１）
一般式（１）  （Ｂａ１−ｘＣａｘ）（Ｔｉ１−ｙＺｒｙ）Ｏ３（０．０２≦ｘ≦０．３０、０．０２０≦ｙ≦０．０９５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を特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の塵埃除去装置。
【請求項１４】
少なくとも前記第一及び第二の圧電素子の圧電材料が、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を特徴とする請求項１３に記載の塵埃除去装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の塵埃除去装置と、受光素子と、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前記振動部材を透過した光が前記受光素子の受光面に入射するよう前記振動部材と前記受光面と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、塵埃除去装置及び撮像装置に関する。特に、デジタルカメラなどの撮像装置や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の除去に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
受光した被写体像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（電気信号）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、光学ローパスフィルタや赤外線カットフィルタが配置される。
【０００３】
この種の撮像装置において、撮像素子のカバーガラスや光学ローパスフィルタや赤外線カットフィルタの表面に塵埃等の異物が付着すると、その異物が黒い点となって撮影画像に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デジタルカメラでは、レンズ交換時に塵埃等の異物がレンズマウントの開口からデジタルカメラ本体内に入り込み撮像素子のカバーガラスやフィルタの表面に付着することがある。
【０００４】
そこで、圧電素子の伸縮を利用して、カバーガラスやフィルタ等の振動部材を厚さ方向へ変形（面外の曲げ振動モードの振動を励起）させて、表面に付着した塵埃を除去する技術が特許文献１、特許文献２に開示されている。
【０００５】
特許文献１は、デジタルカメラやスキャナの光学センサ付近に付着した塵埃を振動によって除去する塵埃除去装置について記載されている。この塵埃除去装置は、片方の平面に圧電素子を固定した振動板（振動部材）を備えている。圧電素子に電圧を印加することで、振動板を厚さ方向に変位させる曲げ振動を発生させて、振動板表面の画像に影響する領域（光学有効部）の塵埃を除去するものである。振動の節に相当する位置は十分な振幅が得られないため、複数の次数の振動モードを使用し、光学有効部の塵埃を除去している。
【０００６】
特許文献２には、画像読取装置において、原稿の画像が透過するように配置された透過部材（振動部材）の表面と裏面に、圧電素子が固定された構成が記載されている。両面に固定された圧電素子によって透過部材を振動させることにより、透過部材に付着した塵埃を除去する。特許文献２では、透過部材の表裏の圧電素子は、透過部材の面の法線方向から投影した形状が重なるように配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許４７２４５８４号公報
【特許文献２】特開２００４−１２４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の塵埃除去装置は、圧電素子を複数の駆動周波数にて順次発振させることで、振動の節の位置をずらす方法が用いられている。しかしながら、圧電素子の近傍では振動の次数（振動の節の数）を変えても節位置の移動がわずかであるため、十分な振動振幅が得られないという課題がある。
【０００９】
特許文献２の構成でも同様に、圧電素子の近傍では、十分な振動振幅が得られないと考えられる。
【００１０】
そこで、本発明は上記課題に鑑み、振動振幅が小さくなってしまう領域を低減し、より効果的に塵埃を除去する塵埃除去装置及び撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の塵埃除去装置は、圧電材料と前記圧電材料に設けられた電極とを夫々備える第一の圧電素子と第二の圧電素子と、前記第一及び第二の圧電素子が設けられた振動部材と、を少なくとも有し、前記第一の圧電素子と前記第二の圧電素子とに夫々交番電圧が印加されることにより前記振動部材に少なくとも波長λの振動を発生させて前記振動部材の塵埃除去面の塵埃を除去する塵埃除去装置であって、
前記第一の圧電素子は前記振動部材の前記塵埃除去面と同じ側の第一の面に設けられ、前記第二の圧電素子は前記振動部材の前記第一の面と反対側の第二の面に設けられ、
前記第一及び第二の圧電素子の前記塵埃除去面の法線方向からの投影像において、前記第一の圧電素子の振動発生端部と前記第二の圧電素子の振動発生端部との距離ｄＬ１がｄＬ１＞０（ただしｄＬ１≠ｎλ／２、ｎは正の整数）であり、
前記第一の圧電素子と前記第二の圧電素子とに、同じ周波数を含む交番電圧を、夫々異なる期間に印加する制御手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、振動部材の光学有効部（塵埃付着により画像に悪影響を生じる領域）において、振動振幅の小さい領域を低減し、塵埃を効果的に除去することが可能な塵埃除去装置及び撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明が適用できる塵埃除去装置の一例を示す模式図である。
【図２】本発明が適用できる圧電素子の一例を示す模式図である。
【図３】本発明が適用できる塵埃除去装置が搭載される撮像装置の一例を示す模式図である。
【図４】本発明が適用できる塵埃除去装置の電気的構成を示すブロック図の一例である。
【図５】本発明が適用できる塵埃除去装置を搭載する画像読み取り装置の一例を示す模式図である。
【図６】本発明の実施例４の塵埃除去装置を示す模式図である。
【図７】本発明の実施例５の塵埃除去装置を示す模式図である。
【図８】本発明の比較例１の塵埃除去装置を示す模式図である。
【図９】本発明の比較例１の塵埃除去装置の振動振幅の測定値を示す図である。
【図１０】本発明の比較例２の塵埃除去装置を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施例６の塵埃除去装置を示す模式図である。
【図１２】本発明の塵埃除去装置の振動振幅ライン上の振動振幅の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の塵埃除去装置は、圧電材料と前記圧電材料に設けられた電極とを夫々備える複数の圧電素子と、塵埃除去面を有する振動部材とを少なくとも有する。そして、複数の圧電素子に夫々交番電圧が印加されることにより、振動部材に少なくとも波長λの振動を発生させて振動部材の塵埃除去面の塵埃を除去する。また、複数の圧電素子のうち、第一の圧電素子と第二の圧電素子は振動部材の別々の面に夫々設けられており、塵埃除去面の法線方向からの投影像において、第一と第二の圧電素子の振動発生端部同士の距離ｄＬ１は以下の関係を満たすことを特徴とする。
ｄＬ１＞０（ただしｄＬ１≠ｎλ／２、ｎは正の整数）
【００１５】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
＜塵埃除去装置の構成＞
図１は本発明の塵埃除去装置の一例を示す概略図である。本発明の塵埃除去装置１０は、振動部材である振動板２０と圧電素子３０とを少なくとも備える。圧電素子３０に交番電圧を印加す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に振動を発生する。本発明では、塵埃除去装置１０は、この振動板２０の振動により振動板２０の塵埃除去面Ｂ（図中、点線で囲まれた部分）に付着した異物を除去する。本発明において塵埃除去面とは、実用上で塵埃が付着する可能性のある振動板の表面のことをいう。
【００１７】
塵埃除去装置１０は、振動板２０の第一の面に設けられた板状の第一の圧電素子である圧電素子３０−１と、振動板２０の第二の面に設けられた板状の第二の圧電素子である圧電素子３０−２と、振動板２０を少なくとも有する。また、本発明の塵埃除去装置は、後述のように振動板２０の第一の面に設けられた板状の第三の圧電素子である圧電素子３０−３と、第二の面に設けられた板状の第四の圧電素子である圧電素子３０−４を有していても良い。以降の説明において、圧電素子３０−１乃至３０−４は、特に区別する必要がなければ圧電素子３０と表す。
【００１８】
本発明において、第一の面は、振動板２０の塵埃除去面と同じ側の面（表面）を示し、第二の面は、振動板２０の第一の面とは反対側の面（裏面）を示す。本発明の塵埃除去装置を光学用途に供する場合、振動板２０は透明な部材や反射性部材で形成される。
【００１９】
圧電素子３０は、外部電場（交番電圧）の印加によって振動板２０に少なくとも波長λの定在波（曲げ振動）を発生させることができる。波長λは塵埃除去装置１０に固有の数値であるが、各部材の寸法、機械物性、駆動周波数によって任意に設計することができる。本実施形態においては、振動板２０の塵埃除去面Ｂ（光学用途であれば光学有効部）の外側に位置する圧電素子３０の塵埃除去面側の端部を、振動波発生端部とする。本発明における光学有効部とは、本発明の塵埃除去装置を撮像装置に用いた時に、撮像素子に入射される光が振動板を通過する領域のことをいう。つまり、本実施形態の塵埃除去面Ｂは、第一の面の一部の領域であり、第一の圧電素子である圧電素子３０−１は、振動板２０の第一の面における塵埃除去面Ｂの外側の領域に設けられている。また、第二の圧電素子である圧電素子３０−２は、第二の面における、塵埃除去面Ｂの法線方向からの投影像の外側の領域に設けられている。
【００２０】
ここで、振動板２０の塵埃除去面Ｂの法線方向からの投影像において、第一の圧電素子３０−１の振動波発生端部と第二の圧電素子３０−２の振動波発生端部の距離（塵埃除去面に平行な方向における距離）をｄＬ１とする。この距離ｄＬ１を設けることによって、振動板２０の第一の面の圧電素子３０−１で発生する振動の節と、振動板２０の第二の面の圧電素子３０−２で発生する振動の節を有効的にスライドさせることが可能となる。本発明において、振動の節とは、振動部材である振動板２０に振動を与えて振動板２０の面上に定在波を発生させた場合に、定在波の節となる部分を結んだ節線（仮想的な線）を含むものとする。
【００２１】
ｄＬ１が０より大きければ振動振幅の小さい部分を低減するという本発明の効果が得られる。ただし、ｄＬ１＝０またはｎλ／２（ｎは正の整数）のときは、圧電素子３０−１による振動板２０の第一の面の振動の節位置と圧電素子３０−２による振動板２０の第二の面の振動の節位置とが重なるため、塵埃除去性能は向上しない。よって、本発明においては、ｄＬ１は、ｄＬ１＞０（ただしｄＬ１≠ｎλ／２、ｎは正の整数）を満たすものとする。
【００２２】
より好ましくは、定在波の波長λに対して、ｄＬ１の値が、（４ｎ−３）λ／８≦ｄＬ１≦（４ｎ−１）λ／８（ｎは正の整数）の条件を満たす時に塵埃除去性能がより向上する。さらに好ましくは、ｄＬ１＝λ／４（ｎは正の整数）の条件を満たすときは、第一の圧電素子３０−１による振動の節と腹と、第二の圧電素子３０−２による振動の腹と節とが交互に重なる。つまり、第一の圧電素子３０−１による振動で節となる位置では、第二の圧電素子３０−２による振動では腹となるため、光学有効部のすべての領域でより効果的に塵埃を除去することが可能となる。
【００２３】
また、本発明の塵埃除去装置１０は、振動板２０に少なくとも波長λの振動を発生させる第一から第四の圧電素子を含んでいてもよい。第一の圧電素子３０−１と第三の圧電素子３０−３は振動板２０の第一の面に設けられ、第二の圧電素子３０−２と第四の圧電素子３０−４は振動板２０の第二の面に設けられている。この場合も、第一および第二の圧電素子の塵埃除去面Ｂの法線方向からの投影像における第一の圧電素子３０−１の振動波発生端部と第二の圧電素子３０−２の振動波発生端部の距離ｄＬ１がｄＬ１＞０（ただしｄＬ１≠ｎλ／２、ｎは正の整数）である。そして、第三および第四の圧電素子の塵埃除去面Ｂの法線方向からの投影像における第三の圧電素子３０−３の振動波発生端部と第四の圧電素子３０−４の振動波発生端部の距離ｄＬ２もｄＬ２＞０（ただしｄＬ２≠ｎλ／２、ｎは正の整数）であることが好ましい。これにより圧電素子３０から離れた位置の塵埃除去面においても、振幅減衰の小さい定在波を発生させることができる。
【００２４】
より好ましくは、定在波の波長λに対して、ｄＬ２の値が、（４ｎ−３）λ／８≦ｄＬ２≦（４ｎ−１）λ／８（ｎは正の整数）の条件を満たす時に塵埃除去性能がより向上する。さらに好ましくは、ｄＬ２＝λ／４（ｎは正の整数）のときは、振動板の第一の面の第三の圧電素子３０−３による振動の節と腹と、振動板の第二の面の第四の圧電素子３０−４の振動と腹が交互に重なるため、光学有効部のすべての領域でより効果的に塵埃を除去することが可能となる。
【００２５】
第一乃至第四の圧電素子の寸法や材料は、同一である必要はない。圧電素子の形状は図１で示した短冊形状に限定されず、塵埃除去面の周囲を囲むような円環状（ドーナツ状）の板であってもよい。なお、ｄＬ１やｄＬ２は発生する振動方向（節と直交する方向）に対して、振動板２０の大きさを超えて配置することはない。すなわち、ｄＬ１やｄＬ２の上限値は振動板２０の大きさ、または塵埃除去面の大きさによって決まる。なお、以降の説明において、ｄＬ１とｄＬ２は、特に区別する必要がなければｄＬと表す。
【００２６】
＜圧電素子の構成＞
図２は、本発明の圧電素子の一例を示す模式図である。圧電素子３０は図２に示すように圧電材料３１と第１の電極３２と第２の電極３３とより構成され、第１の電極３２と第２の電極３３とは圧電材料３１の板面に対向して配置されている。圧電材料３１の素材は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）やチタン酸バリウム、チタン酸バリウムカルシウム、チタン酸ビスマスナトリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウムナトリウム、鉄酸ビスマスなどの圧電セラミックスや、これらを主成分とした圧電セラミックス等を用いることが出来る。圧電材料３１は下記一般式（１）
一般式（１）  （Ｂａ１−ｘＣａｘ）（Ｔｉ１−ｙＺｒｙ）Ｏ３（０．０２≦ｘ≦０．３０、０．０２０≦ｙ≦０．０９５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。
【００２７】
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。
【００２８】
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とＺｒ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。
【００２９】
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２．９４〜１．００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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
本発明において、キュリー温度とは、強誘電性が消失する温度をいう。その特定方法は、測定温度を変えながら強誘電性が消失する温度を直接測定する方法に加えて、微小交流電界を用いて測定温度を変えながら誘電率を測定し誘電率が極大を示す温度から求める方法がある。
【００３４】
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Ｔを室温付近から実用温度以下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。
【００３５】
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とＺｒのモル量との比を示すＡ１／Ｂ１は、１．００≦Ａ１／Ｂ１≦１．０１の範囲であることが好ましい。Ａ１／Ｂ１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、Ａ１／Ｂ１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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。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、効果的に圧電素子を振動させることができる。
【００４０】
絶縁性と機械的品質係数の向上は、ＴｉやＺｒと価数が異なるＭｎによって欠陥双極子が導入されて内部電界が発生することに由来すると考えられる。内部電界が存在すると、圧電素子３０に電圧を印加し駆動させた際に、圧電素子３０の信頼性が確保できる。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
Ｍｎは金属Ｍｎに限らず、Ｍｎ成分として圧電材料に含まれていれば良く、その含有の形態は問わない。例えば、Ｂサイトに固溶していても良いし、粒界に含まれていてもかまわない。または、金属、イオン、酸化物、金属塩、錯体などの形態でＭｎ成分が圧電材料３１に含まれていても良い。より好ましい含有の形態は、絶縁性や焼結容易性という観点からＢサイトに固溶することである。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およびＭｎのモル量の比をＡ２／Ｂ２とすると、好ましいＡ２／Ｂ２の範囲は０．９９３≦Ａ２／Ｂ２≦０．９９８である。Ａ２／Ｂ２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、塵埃除去性能に優れ、かつ、耐久性に優れた塵埃除去装置１０を得ることができる。
【００４４】
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重量部より少ないことが好ましい。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、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、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。
【００４５】
副成分の例として、ＳｉやＣｕ、Ｂ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やＭｇは、本発明の圧電材料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。
【００４６】
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。
【００４７】
圧電素子３０の第１の電極３２が形成された面を第１の電極面３６、第２の電極３３が形成された面が第２の電極面３７である。また、発生する電圧を読み取り、振動振幅と位相を検知するセンサ電極（不図示）があってもよい。図２に示すように、第１の電極３２が第２の電極面３７に回り込んでいてもよい。電極は一般的な導電性ペースト等による導電性薄膜、スパッタや蒸着等による導電性薄膜をパターニングして用いる。圧電素子は形成した電極に高電圧を印加し、分極してから使用する。圧電材料の物性値や寸法、電極形成法や電極パターンに関しては、撮像装置の構成や塵埃除去の性能、コスト等を考慮して選択してよい。
【００４８】
圧電素子３０は、圧電素子３０の第１の電極面３６で振動板２０の表面に固定される。圧電素子３０の固定は、例えばエポキシ樹脂系接着剤などを用いる。接着剤は装置の動作温度範囲で接着強度や塵埃除去装置の特性に悪影響を及ぼさないものを選択することが好ましい。
【００４９】
＜撮像装置と画像読み取り装置＞
次に、本発明の塵埃除去装置が搭載される撮像装置と画像読取装置に関して説明する。
【００５０】
本発明の撮像装置は、本発明の塵埃除去装置と撮像ユニットとを少なくとも有し、塵埃除去装置の振動部材と撮像ユニットの受光面を同一軸上に順に設けた事を特徴とする。
【００５１】
図３は、撮像装置としてのカメラの外観および塵埃除去装置が装備された撮像部の構造を示す斜視図である。図３（Ａ）はカメラの外観を示す。カメラ９は周知のデジタルスチルカメラである。図３（Ｂ）は塵埃除去装置１０が装備されたカメラ９の撮像部の構造を示す。カメラ９の撮像部では、受光した被写体像を電気信号に変換して画像データを作成するＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の受光素子である撮像素子４が設けられている。また、撮像素子４の表（おもて）面の空間が密封されるように、矩形の板状の振動板２０が取り付けられる。
【００５２】
振動板２０はカバーガラス、赤外線カットフィルタ、あるいは、光学ローパスフィルタ等の透過率の高い光学部材で構成されており、撮像素子４の受光面には、振動板２０を透過した光が入射する。すなわち、振動板２０と撮像素子４の受光面とは同一軸上に設けられる。撮像ユニットの近辺のうちでも、受光面の前面に振動部材を設けることで画像に対する塵埃の悪影響を効果的に低減させることができる。また、撮像ユニットの受光面はカメラ使用時に垂直（重力が働く方向）に近い角度になるので、このような構成にすることで振動板上の塵埃が振動に応じて落下しやすくなる。
【００５３】
ここで、振動板２０の両端部に配置された圧電素子３０の寸法は、振動に対する曲げ変形の発生力が大きくなるように圧電材料や振動板の物性によって調整することができる。この調整に際しては、撮像装置全体の構成、塵埃除去の性能、コストを考慮して最適に調整する必要がある。
【００５４】
図４は、センサ電極がある場合の塵埃除去装置の電気的構成を示すブロック図である。点線で囲まれたブロックは、電源１４と制御回路１１と圧電素子３０とを備えた本発明の塵埃除去装置を表す。図４の構成においては、電源１４と制御回路１１とで本発明の制御手段を構成する。制御回路１１は、圧電効果によって圧電素子３０のセンサ電極（不図示）に発生する電圧を読み取り、振動の振幅および位相を検知し、電源１４が発生する交番電圧の振幅、周波数および時間的位相を制御する。
【００５５】
本実施形態において、制御回路１１には、姿勢センサ１２と、撮像素子４に接続された画像処理部１３とが接続されている。姿勢センサ１２は、塵埃除去装置（具体的には、振動板２０の塵埃除去面）の姿勢を検知する。画像処理部１３は、塵埃除去面のどの位置に塵埃が付着しているかを、撮像素子４によって撮像された画像を用いて演算する。なお、電源１４はそれぞれ圧電素子３０に交番電圧を印加する。
【００５６】
次に、本発明の塵埃除去装置が搭載される画像読取装置について説明する。図５は、本発明の実施形態に係る画像読取装置としての複写機に装備された塵埃除去装置の構成を示す斜視図である。
【００５７】
図５において、複写機は、画像読取部（リーダ部）の筐体４１の内部に、光学素子２１、スキャナユニット（光電変換素子）３５、塵埃除去装置を備えている。塵埃除去装置は、第一の圧電素子３０−１、第二の圧電素子３０−２、第三の圧電素子３０−３、第四の圧電素子３０−４、支持部材３８、３９、駆動回路３４、及び光学素子２１から構成される。駆動回路３４と圧電素子３０は配線（不図示）で接続されている。図５においては、駆動回路３４が本発明の制御手段に相当する。
【００５８】
本実施の形態では、光学素子２１を塵埃除去装置の振動板として用いる。光学素子２１は、ガラス等の光学部材から形成されると共に、板状（矩形状）に構成されている。光学素子２１の平面には、圧電素子３０が接着剤などにより固定されている。圧電素子３０の詳細は示さないが、図３の圧電素子３０と同様に表面に電極が形成されている。
【００５９】
支持部材３８、３９は、フェルト、発泡樹脂等の弾性部材、またはゴム等の弾性材料により形成されると共に、棒形状に構成されている。支持部材３８、３９は、光学素子２１及び筐体４１に粘着材により固定されている。光学素子２１は、支持部材３８、３９を介して筐体４１に支持される。光学素子２１の下方には、スキャナユニット３５が配置されている。スキャナユニット３５は、内部に光学センサ（不図示）を備えている。複写時には、光学素子２１に接触した状態で搬送機構（不図示）により搬送される原稿の反射光の光束を、光学素子２１を透過させることにより、スキャナユニット３５内の光学センサに結像する。これにより、原稿の画像情報を画像データとして読み取ることができる。駆動回路３４は、圧電素子３０に交番電圧（駆動信号）を印加することで、光学素子２１を振動させるものである。
【００６０】
＜駆動方法＞
次に、本発明の塵埃除去装置の駆動方法について説明する。まず、図１の塵埃除去装置における距離ｄＬと、点線で囲まれた塵埃除去面Ｂ（光学有効部）のＡＡ’線上（代表的な振動測定ライン）における振動板の振動振幅の関係を説明する。
【００６１】
図１の塵埃除去装置において、ｄＬ＝λ／４の配置としたときの例で説明をする。制御手段が、ある周波数の交番電圧を圧電素子３０に印加し、図１の塵埃除去装置を共振周波数で駆動した場合に振動板２０に生じる振動の波長をλとする。このとき、ｄＬに対して±５％程度の位置ずれは効果に大きな悪影響を及ぼさないため、±５％のずれは許容するものとする。
【００６２】
以下、本発明の制御手段が行う制御の詳細を説明する。まず、第一の制御として、圧電素子３０−１と圧電素子３０−３とに印加する各交番電圧を、同じ周波数（第一の周波数）を含み、且つ、位相差を０（同位相）とした場合の制御を除去駆動Ａとする。同様に、第二の制御として、圧電素子３０−２と圧電素子３０−４とに印加する各交番電圧を、同じ周波数（第一の周波数）を含み、且つ、位相差を０（同位相）とした場合の制御を除去駆動Ｂとする。次に、第三の制御として、圧電素子３０−１と圧電素子３０−３とに印加する各交番電圧を、同じ周波数（第一の周波数）を含み、且つ、位相差をπ（＝１８０°、つまり逆位相）とした場合の制御を除去駆動Ｃとする。同様に、第四の制御として、圧電素子３０−２と圧電素子３０−４とに印加する各交番電圧を、同じ周波数（第一の周波数）を含み、且つ、位相差をπ（逆位相）とした場合の制御を除去駆動Ｄとする。
【００６３】
ここで、除去駆動Ａ、除去駆動Ｂ、除去駆動Ｃ、除去駆動Ｄを、連続して（つまり、順番に時間をずらして異なる期間に）駆動した場合の、振動振幅ラインＡＡ’上の変位量（振動振幅）を図１２に示す。図１２は、除去駆動Ａ〜Ｄを全て行った場合において、各位置の振動振幅の最大値を示している。振動振幅は、例えばレーザードップラ振動計（小野測器、ＬＶ−１７００シリーズ）にて、振動測定ライン上を走査することで測定できる。塵埃除去装置においては振動振幅が大きいほど良好な塵埃除去が可能となる。図１に示すような実施形態では、振動振幅が０．３μｍ以上であると９５％以上の塵埃が除去できる。振動振幅が０．８μｍ以上ではさらに除去性能が向上して、ほぼ１００％の塵埃が除去できるため、より好ましい。
【００６４】
除去駆動Ａ乃至Ｄの入力は、どの順番で行ってもよい。また、本実施形態では、位相差０で駆動すると１９次の曲げ振動モード、位相差πで駆動すると１８次の曲げ振動モードが発生するが、本発明はこれに限定されるものではない。その他の振動モードを励起してもよい。なお、本実施の形態では、複数の振動モードを使う場合、高い次数の振動のλでｄＬを決定しているが、塵埃装置に使用する部材、塵埃装置の支持部材の物性や寸法によっては低い次数の振動のλでｄＬを決定してもよい。また、本発明は複数の振動モードを生成する形態に限定されない。本発明の圧電素子３０の配置により、節位置を有効にずらすことができるので、少なくとも１つの振動モードを生成することができれば本発明の効果は得られる。
【００６５】
本発明においては、第三と第四の圧電素子は配置せず、第一と第二の圧電素子だけで駆動することも可能である。図６に示すような２つの圧電素子３０を配した塵埃除去装置１０を駆動する際は、圧電素子３０−１の駆動と圧電素子３０−２の駆動を同期させずに順次駆動させることが好ましい。具体的には、制御手段は、第一と第二の圧電素子に、同じ周波数を含む交番電圧を、夫々異なる期間に印加（典型的には順次印加）するとよい。また、第一と第二の圧電素子に、異なる周波数の交番電圧を、夫々異なる期間に印加（典型的には順次印加）する制御でもよい。さらに、第一と第二の圧電素子に、同じ周波数を含み且つ同位相の交番電圧を夫々印加する制御と、同じ周波数を含み且つ逆位相の交番電圧を夫々印加する制御と、を異なる期間（典型的には順次）に行っても良い。
【実施例】
【００６６】
以下に本発明の実施例と比較例の構成と駆動を示す。ただし、本発明の塵埃除去装置は以下の各実施例に限定されるものではない。
【００６７】
（実施例１）
図１に示した構成の塵埃除去装置を作製した。振動板２０として赤外線カットフィルタの機能を有する横５０．８×縦３３．７×厚さ０．３ｍｍのガラス板を用い、圧電素子３０として３３．３×４．０×０．２５ｍｍの日本セラテック製ＰＺＴのＮＡ材（Ａｇペースト電極付き、分極済み）を用いた。振動板２０の３３．７ｍｍの縦方向にエポキシ樹脂系の接着剤を用いて圧電素子３０を図１に示した配置で固定した。共振周波数で振動させたときの振動の波長をλとして、ｄＬがλ／４±３％となるように複数の圧電素子を振動板上に配置した。ここで本実施例では、ｄＬ＝ｄＬ１＝ｄＬ２とする。光学有効部（点線で囲んだ塵埃除去面Ｂ）は横３０ｍｍ以上得られるようにした。
【００６８】
印加する交番電圧は±２０Ｖとした。交番電圧の周波数は、１８次の曲げ振動モードを生成する場合は１０６．５±１０ｋＨｚ、１９次の曲げ振動モードを生成する場合は、１１６．５ｋＨｚ±１０ｋＨｚの範囲で駆動した。ここで、上述したように、圧電素子３０−１と圧電素子３０−３とに印加する交番電圧の位相差を０（同位相）とした場合の制御を除去駆動Ａとする。同様に、圧電素子３０−２と圧電素子３０−４に印加する交番電圧の位相差を０とした場合の制御を除去駆動Ｂとする。圧電素子３０−１と圧電素子３０−３とに印加する交番電圧の位相差をπ（逆位相）とした場合の制御を除去駆動Ｃとする。圧電素子３０−２と圧電素子３０−４とに印加する交番電圧の位相差をπとした場合の制御を除去駆動Ｄとする。除去駆動Ａ乃至Ｄで順次駆動することにより、振動板２０を各条件の共振周波数で駆動させる。位相差０で駆動すると１９次の曲げ振動モード、位相差πで駆動すると１８次の曲げ振動モードが発生する。振動振幅測定は、レーザードップラ振動計で振動板表面を走査して振動振幅を測定した。
【００６９】
塵埃除去性能は、図３の装置に組み込んだ状態で、図４の回路を用いずに別途外部電源により各除去駆動条件で、共振周波数±１０ｋＨｚ範囲を１回ずつスイープする駆動を順次行って評価した。塵埃除去性能は、室温、湿度５０％ｒｈの環境で、水平にした振動板上にポリスチレン製ビーズ（粒径２０乃至８０ｎｍ）を載せた後に１時間放置し、振動板２０を垂直にして駆動させ、駆動前後での振動板上のビーズ量の変化を画像から判定した。塵埃除去性能の判定は４段階で行い、評価成績１が９０．０％以下の除去率、２が９８．０％以下の除去率、３が９９．９％以下の除去率、４が１００．０％除去とした。すなわち、評価成績の数値が大きいほど、塵埃除去装置としての性能は高いと言える。なお塵埃除去性能は１０回試験した結果の平均値である。
【００７０】
本実施例１においては除去駆動Ａ乃至Ｄの駆動をそれぞれ１回ずつ（各駆動時間（期間）は１秒以下）順次行い、光学有効部の振動振幅の最低値は１．１０μｍであった。また塵埃除去性能は４であった。
【００７１】
（実施例２）
実施例１と同様の振動板２０と圧電素子３０を用い、図１に示す構成でｄＬがλ／８になるように配置した。ここで、ｄＬ＝ｄＬ１＝ｄＬ２とする。除去駆動は実施例１と同様、除去駆動Ａ乃至Ｄを順次に行った。実施例１と同様、位相差０で駆動すると１９次の曲げ振動モード、位相差πで駆動すると１８次の曲げ振動モードが発生する。本実施例における光学有効部の振動振幅の最低値は０．８０μｍであった。また塵埃除去性能は３であった。
【００７２】
（実施例３）
実施例１と同様の振動板２０と圧電素子３０を用いて、図６に示す構成で塵埃除去装置を作製した。ｄＬはλ／４になるように配置した。除去駆動は、実施例１の除去駆動Ａと同様の電圧と周波数にて、まず圧電素子３０−１に交番電圧を印加し、次に第二の圧電素子３０−２に交番電圧を印加した。各圧電素子には交番電圧をそれぞれ１回ずつ（各印加時間（期間）は１秒以下）印加した。つまり、異なる期間において２つの圧電素子に順次交番電圧を印加した。本実施例の場合、圧電素子３０−１に交番電圧を印加した場合も、圧電素子３０−２に交番電圧を印加した場合も、１９次の曲げ振動モードが発生する。本実施例における光学有効部の振動振幅の最低値は０．８０μｍであった。また塵埃除去性能は３であった。
【００７３】
（実施例４）
実施例１と同様の振動板２０と圧電素子３０を用いて、図６に示す構成で塵埃除去装置を作製した。ｄＬはλ／８になるように配置した。除去駆動は、実施例１の除去駆動Ａと同様の電圧と周波数にて、まず圧電素子３０−１に交番電圧を印加し、次に圧電素子３０−２に交番電圧を印加した。各圧電素子には交番電圧をそれぞれ１回ずつ（各印加時間（期間）は１秒以下）印加した。つまり、異なる期間において２つの圧電素子に順次交番電圧を印加した。本実施例の場合、圧電素子３０−１に交番電圧を印加した場合も、圧電素子３０−２に交番電圧を印加した場合も、１９次の曲げ振動モードが発生する。本実施例における光学有効部の振動振幅の最低値は０．４４μｍであった。また塵埃除去性能は２であった。
【００７４】
（実施例５）
実施例１と同様の振動板２０と圧電素子３０を用いて、図７の構成で塵埃除去装置を作製した。ｄＬがｎλ／４（ｎは正の整数）かつ光学有効部が３０ｍｍ以上になるように、ｎが２６の位置に圧電素子を配置した。除去駆動は、実施例１の除去駆動Ａと同様の電圧と周波数にて、まず圧電素子３０−２に交番電圧を印加し、次に圧電素子３０−３に交番電圧を印加した。各圧電素子には交番電圧をそれぞれ１回ずつ（各印加時間（期間）は１秒以下）印加した。つまり、異なる期間において２つの圧電素子に順次交番電圧を印加した。本実施例の場合、圧電素子３０−３が第一の圧電素子として機能し、圧電素子３０−２が第二の圧電素子として機能する。また、本実施例の場合、圧電素子３０−１に交番電圧を印加した場合も、圧電素子３０−２に交番電圧を印加した場合も、１９次の曲げ振動モードが発生する。本実施例における光学有効部の振動振幅の最低値は０．４６μｍであった。また塵埃除去性能は２であった。
【００７５】
（実施例６）
赤外線カットフィルタとしての機能を有する横６２．８×縦４５．７×厚さ０．３ｍｍのガラス板を振動板２０として用い、図１１の構成で塵埃除去装置を作製した。圧電素子３０は実施例１と同様の材料で作成した。圧電素子３００−１の外径５０．０ｍｍ、内径４６．０ｍｍ、厚さ０．２５ｍｍ、圧電素子３００−２の外径３８ｍｍ、内径３４．０ｍｍ、厚さ０．２５ｍｍである（電極は不図示）。図１１に示すように、振動板２０の法線Ｎの方向に投影したとき、圧電素子３００−１が振動板２０と接する側の内径中心Ｃと、同様の圧電素子３００−２の内径中心Ｄが重なるように配置した。除去駆動は、実施例１の除去駆動Ａと同様の電圧で、まず圧電素子３００−１に交番電圧を印加し、次に圧電素子３００−２に交番電圧を印加した。各圧電素子には交番電圧をそれぞれ１回ずつ（各印加時間（期間）は１秒以下）印加した。本実施例における光学有効部の振動振幅の最低値は０．７８μｍであった。また塵埃除去性能は３であった。
【００７６】
（実施例７）
実施例１と同様の振動板２０と圧電素子３０を用い、図１の構成でｄＬがλ／１６になるように圧電素子３０を配置した。除去駆動は実施例１と同様に、除去駆動Ａ乃至Ｄの駆動を順次行った。本実施例における光学有効部の振動振幅の最低値は０．４０μｍであった。また塵埃除去性能は２であった。
【００７７】
（実施例８）
実施例１と同様の振動板２０と圧電素子３０を用い、図１の構成でｄＬがλ／４になるように圧電素子を配置した。除去駆動は除去駆動Ａと除去駆動Ｂを順次行った。本実施例における光学有効部の振動振幅の最低値は１．００μｍであった。また塵埃除去性能は４であった。
【００７８】
（比較例１）
本比較例の塵埃除去装置を図８に示す。振動板２０、圧電素子３０は実施例１と同様である。圧電素子３０−２及び圧電素子３０−４を振動板２０の一方の平面に固定した構成である。点線で囲まれた塵埃除去面Ｂは光学有効部を示していて、光学有効部の横が３０ｍｍ得られるように圧電素子を配置した。図８の２個の圧電素子を除去駆動Ｂで駆動した。ＡＡ’線上における光学有効部範囲（振動測定ライン）の振動板２０の振動振幅を図９に示す。図９は、除去駆動Ｂを行った場合において、各位置の振動振幅の最大値を示している。
共振周波数で駆動した際の定在波の節の部分で振動振幅が小さくなり、定在波の腹の部分で振動振幅が大きくなっている。本実施例における光学有効部の振動振幅の最低値は０．２８μｍであった。また塵埃除去性能は１であった。
【００７９】
（比較例２）
本比較例の塵埃除去装置を図１０に示す。本比較例では、ｄＬはゼロである。振動板２０、圧電素子３０は実施例１と同様である。つまり、圧電素子３０−１と３０−２とは、投影像において重なる配置となっている。除去駆動は、実施例１の除去駆動Ａと同様の電圧で、まず圧電素子３０−１に交番電圧を印加し、次に圧電素子３０−２に交番電圧を印加した。各圧電素子には交番電圧をそれぞれ１回ずつ（各印加時間（期間）は１秒以下）印加した。本比較例における光学有効部の振動振幅の最低値は０．２８μｍであった。また塵埃除去性能は１であった。
【００８０】
次に、実施例１乃至８、比較例１乃至２において、光学有効部Ｂの振動振幅と塵埃除去性能を表１に示した。
【００８１】
【表１】
0005968052.tif 000002
【００８２】
また、圧電材料をチタン酸バリウムカルシウムセラミックスに変更した以外は実施例１乃至８および比較例１乃至２と同様の構成で塵埃除去装置を作製して、同様に駆動したものを実施例９乃至１６及び比較例３乃至４とし、同様の振動振幅と塵埃除去率を測定した。測定結果を表２に示す。圧電材料の組成は（Ｂａ１−ｘＣａｘ）ａ（Ｔｉ１−ｙＺｒｙ）Ｏ３（ただし、ｘ＝０．１８７、ｙ＝０．０６０、ａ＝１．００３）セラミックス１００重量部に対してＭｎを０．２４重量部含んだものとした。
【００８３】
【表２】
0005968052.tif 000003
【００８４】
なお、この圧電材料としては、チタン酸バリウム（堺化学工業製：ＢＴ−０１）、チタン酸カルシウム（堺化学工業製：ＣＴ−０３）、ジルコン酸カルシウム（堺化学工業製：ＣＺ−０３）、炭酸Ｍｎ（高純度化学研究所製：ＭＮＨ０６ＰＢ）、蓚酸バリウム（高純度化学研究所製：ＢＡＨ１２ＸＢ）の混合粉にＰＶＡバインダーを添加し、加圧成型してから大気中で１３４０℃の最高温度で５時間保持することで焼結させたセラミックス材料を用いた。
【００８５】
以上より、実施例１乃至１６の構成の塵埃除去装置は、振動振幅が０．４０μｍ以上で、塵埃除去率が９８％以上であったため、優れた塵埃除去性能を有することが分かった。
【符号の説明】
【００８６】
４  撮像素子
９  デジタルスチルカメラ
１０  塵埃除去装置
２０  振動板
２１  光学素子
３０  圧電素子
３１  圧電材料
３２  圧電素子の第１の電極
３３  圧電素子の第２の電極
３４  駆動回路
３５  スキャナユニット
３６  第１の電極面
３７  第２の電極面
３８  支持部材
３９  支持部材
４１  筺体
３００−１  圧電素子
３００−２  圧電素子
【図１】
0005968052.tif 000004
【図２】
0005968052.tif 000005
【図３】
0005968052.tif 000006
【図４】
0005968052.tif 000007
【図５】
0005968052.tif 000008
【図６】
0005968052.tif 000009
【図７】
0005968052.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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