(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲げ振動を所定の部材に発生させる振動部材と、
前記振動部材を駆動部により駆動させるように制御する制御部とを有し、
前記振動部材は、互いに電気的に絶縁されている複数の駆動電極部を有し、
前記制御部は、前記複数の駆動電極部にそれぞれ出力される駆動信号の相対的な位相を可変にして、前記曲げ振動の次数を調整するように制御し、
前記曲げ振動の次数が変化すると、隣り合う２つの振動の節の間に存在する前記駆動電極部の数が変化することを特徴とする振動装置。
【請求項２】
請求項１に記載された振動装置であって、
隣り合う２つの前記振動の節の間に存在する前記駆動電極部の数が２つ以上であることを特徴とする振動装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された振動装置であって、
前記制御部は、前記駆動信号の位相を、前記振動の節と当該駆動電極部との位置関係に関連して変化させることを特徴とする振動装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載された振動装置であって、
前記駆動部は、前記振動の節を含む位置に配置されている前記駆動電極部に出力する駆動信号の位相と、前記振動の節を含まない位置に配置されている前記駆動電極部に出力する駆動信号の位相とを異ならせることを特徴とする振動装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載された振動装置であって、
前記駆動部は、一つの振動モードにおいて、第１駆動電極部に出力する駆動信号の位相と、前記第１駆動電極部との間に前記振動の節を挟む第２駆動電極部に出力する駆動信号の位相とを異ならせることを特徴とする振動装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載された振動装置であって、
一つの振動モードにおいて、前記駆動部が第１駆動電極部に出力する駆動信号と、前記駆動部が前記第１駆動電極部との間に１つの前記振動の節を挟む位置に配置される第２駆動電極部に出力する駆動信号との位相差が１８０°であることを特徴とする振動装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載された振動装置であって、
隣り合う２つの前記振動の節の間に複数の前記駆動電極部が配置され、
前記駆動部は、隣り合う２つの前記振動の節の間に配置される前記複数の駆動電極部に出力する駆動信号の極性を一致させることを特徴とする振動装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載された振動装置であって、
前記振動部材は、圧電素子部と、前記駆動電極部に対して前記圧電素子部を挟んで配置される共通電極部とを有し、
前記駆動部は、前記共通電極部の電位を略一定の電位に保持するような駆動信号を出力することを特徴とする振動装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載された振動装置であって、
前記振動部材は、圧電素子部と、前記駆動電極部に対して前記圧電素子部を挟んで配置される共通電極部とを有し、
前記駆動部は、前記共通電極部の電位を略一定の電位に保持するような駆動信号を、前記振動の節を含む位置に配置されている前記駆動電極部に出力することを特徴とする振動装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載された振動装置であって、
前記振動部材は、圧電素子部と共通電極部とを有し、
前記共通電極部は、前記圧電素子部の第１面に前記駆動電極部に対して前記圧電素子部を挟んで配置される第１の部分と、当該第１の部分に対して折り返されて前記圧電素子部の第２面に配置される第２の部分とを有することを特徴とする振動装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載された振動装置を有する防塵装置であって、
前記所定の部材は光学系によって導かれる光を透過する透光部材であり、
前記透光部材は、前記光学系による像を撮像する撮像素子と、前記光学系との間に配置されていることを特徴とする防塵装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載された防塵装置を有するカメラ。
【請求項１３】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載された振動装置の検査方法であって、
少なくとも１つの前記駆動電極部を、前記駆動部に換えて、当該駆動電極部で発生する検出信号を検出する検出回路に接続し、
前記検出回路によって、当該検出回路に接続された前記駆動電極部で発生する前記検出信号を検出し、前記光学部品の振動状態を検査する振動装置検査方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載された検査方法であって、
前記検出回路に接続された前記駆動電極部は、少なくとも１以上の振動モードにおいて、前記振動の節を含まない位置に配置されていることを特徴とする振動装置検査方法。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の振動装置検査方法を用いる振動装置製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動装置等に関し、より詳細には効率的に振動を発生させる振動装置等に関する。
【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ある。このような問題を解消するために、圧電素子が取り付けられた防塵部材を、撮像素子と光学系との間に配置し、圧電素子等によって防塵部材に定在波を発生させることによって、付着したゴミを除去するシステムが開発されている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、従来のシステムでは、定在波の振動の節の部分に発生する加速度が小さいため、当該節の部分に付着したゴミを除去することが困難であった。
【特許文献１】特開２００７−１９３１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、その目的は、効率的に曲げ振動を発生させる振動部材および当該振動部材を有する防塵装置等、並びに当該振動装置の検査方法等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る振動装置は、
曲げ振動を所定の部材（１８）に発生させる振動部材（２０）と、
前記振動部材（２０）を駆動部（５６）により駆動させるように制御する制御部（５０）とを有し、
前記振動部材（２０）は、互いに電気的に絶縁されている複数の駆動電極部（３２ａ〜３２ｄ，３３ａ〜３３ｄ）を有し、
前記制御部（５０）は、前記複数の駆動電極部にそれぞれ出力される駆動信号（８５ａ〜８５ｄ，８６ａ〜８６ｄ，８７ａ〜８７ｄ，８８ａ〜８８ｄ）の相対的な位相を可変にして、前記曲げ振動の次数を調整するように制御することを特徴とする。
【０００６】
また、例えば、前記曲げ振動の次数が変化すると、隣り合う２つの振動の節（９０）の間に存在する前記駆動電極部の数が変化してもよい。
【０００７】
また、例えば、隣り合う２つの前記振動の節の間に存在する前記駆動電極部の数が２つ以上であってもよい。
【０００８】
また、例えば、前記制御部は、前記駆動信号の位相を、前記振動の節と当該駆動電極部との位置関係に関連して変化させてもよい。
【０００９】
また、例えば、前記駆動部は、前記振動の節を含む位置に配置されている前記駆動電極部に出力する駆動信号の位相と、前記振動の節を含まない位置に配置されている前記駆動電極部に出力する駆動信号の位相とを異ならせてもよい。
【００１０】
また、例えば、前記駆動部は、一つの前記振動モードにおいて、第１駆動電極部に出力する駆動信号の位相と、前記第１駆動電極部との間に前記振動の節を挟む第２駆動電極部に出力する駆動信号の位相とを異ならせてもよい。
【００１１】
また、例えば、一つの前記振動モードにおいて、前記駆動部が第１駆動電極部に出力する駆動信号と、前記駆動部が前記第１駆動電極部との間に１つの前記振動の節を挟む位置に配置される第２駆動電極部に出力する駆動信号との位相差が１８０°であってもよい。
【００１２】
また、例えば、本発明に係る振動装置は、隣り合う２つの前記振動の節の間に複数の前記駆動電極部が配置され、
前記駆動部は、隣り合う２つの前記振動の節の間に配置される前記複数の駆動電極部に出力する駆動信号の極性を一致させてもよい。
【００１３】
また、例えば、前記振動部材は、圧電素子部（３６，３７）と、前記駆動電極部に対して前記圧電素子部を挟んで配置される共通電極部（３４，３５）とを有し、
前記駆動部は、前記共通電極部の電位を略一定の電位に保持するような駆動信号を出力してもよい。
【００１４】
また、例えば、前記振動部材は、圧電素子部と、前記駆動電極部に対して前記圧電素子部を挟んで配置される共通電極部とを有し、
前記駆動部は、前記共通電極部の電位と略一定の電位に保持するような駆動信号を、前記振動の節を含む位置に配置されていてもよい。
【００１５】
また、例えば、前記振動部材は、圧電素子部と共通電極部とを有し、
前記共通電極部は、前記圧電素子部の第１面に前記駆動電極部に対して前記圧電素子部を挟んで配置される第１の部分（３４ａ）と、当該第１の部分に対して折り返されて前記圧電素子部の第２面に配置される第２の部分（３４ｂ）とを有していてもよい。
【００１６】
また、本発明に係る防塵装置は、上記いずれかの振動装置を有し、
前記所定の部材（１８）は光学系（４８）によって導かれる光を透過する透光部材であり、
前記透光部材は、前記光学系による像を撮像する撮像素子（１２）と、前記光学系との間に配置されている。
【００１７】
また、本発明に係るカメラは、上記の防塵装置を有する。
【００１８】
また、本発明に係る振動装置検査方法は、上記いずれかに記載された振動装置の検査方法であって、
少なくとも１つの前記駆動電極部を、前記駆動部に換えて、当該駆動電極部で発生する検出信号を検出する検出回路に接続し、
前記検出回路によって、当該検出回路に接続された前記駆動電極部で発生する前記検出信号を検出し、前記光学部品の振動状態を検査する。
【００１９】
また、例えば、本発明に係る振動装置の検査方法において、
検出回路に接続された前記駆動電極部は、少なくとも１以上の前記振動モードにおいて、前記振動の節を含まない位置に配置されていてもよい。
【００２０】
また、本発明に係る振動装置制御方法は、上記振動装置検査方法を用いる。
【００２１】
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】
【００２２】
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に示す振動ユニットの平面図、
図３は、図２に示すIII−III線に沿う概略断面図、
図４Ａは、図２および図３に示す撮像装置の平面図、
図４Ｂは、図４Ａに示すIVＢ−IVＢ線に沿う断面図、
図４Ｃは、図４Ａに示すIVＣ−IVＣ線に沿う断面図、
図５は、図４Ｂの断面図の一部（点線でＶで囲んだ部分）を拡大した要部拡大断面図、
図６は、図１に示すカメラでの除塵動作における一連の処理を表したフローチャート、
図７Ａは、振動部材によって９次曲げ振動が加えられた状態の防塵フィルタを表す模式図、
図７Ｂは、振動部材によって８次曲げ振動が加えられた状態の防塵フィルタを表す模式図、
図７Ｃは、振動部材によって７次曲げ振動が加えられた状態の防塵フィルタを表す模式図、
図７Ｄは、振動部材によって６次曲げ振動が加えられた状態の防塵フィルタを表す模式図、
図８は、防塵フィルタに加えられる振動の振動周波数と防塵フィルタの振動加速度の関係を表すグラフ、
図９Ａは、９次曲げ振動を加える際に、駆動部が各電極に出力する駆動信号の一例を表した図、
図９Ｂは、８次曲げ振動を加える際に、駆動部が各電極に出力する駆動信号の一例を表した図、
図９Ｃは、７次曲げ振動を加える際に、駆動部が各電極に出力する駆動信号の一例を表した図、
図９Ｄは、６次曲げ振動を加える際に、駆動部が各電極に出力する駆動信号の一例を表した図、
図１０は、図１に示すカメラでの検査動作における一連の処理を表したフローチャート、
図１１は、振動部材の検査を行った際に、駆動部が各電極に出力する駆動信号および検出回路で検出される出力の一例を表した図、
図１２Ａは、本発明の第２実施形態に係る撮像装置の平面図、
図１２Ｂは、図１２ＡにおけるXIIB−XIIB線に沿う断面図、
図１３は、本発明の第３実施形態に係るカメラおよび検査装置のブロック図である。
第１実施形態
【００２３】
まず、図１に基づき、本実施形態のカメラ２の全体構成について説明する。撮像素子ユニット４は、カメラボディ４０の内部に、光学レンズ群４８の光軸αに対して撮像素子ユニット４の防塵部１１が略垂直に交差するように配置される。防塵部１１については、後述する。なお、当該カメラ２では、撮像素子ユニット４から光学レンズ群４８に向かう方向を光軸α方向の前方とし、光学レンズ群４８から撮像素子ユニット４に向かう方向を、光軸α方向の後方として説明を行う。
【００２４】
図１に示すように、カメラボディ４０には、レンズ鏡筒４２が着脱自在に装着される。なお、コンパクトカメラなどでは、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、カメラの種類は特に限定されない。
【００２５】
カメラボディ４０の内部において、撮像素子ユニット４の光軸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の光軸α方向の前方には、ミラー４６が配置してあり、その光軸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。
【００２６】
カメラボディ４０には、ボディＣＰＵ５０が内蔵してあり、レンズ接点５４を介してレンズＣＰＵ５８に接続してある。レンズ接点５４は、カメラボディ４０に対してレンズ鏡筒４２を連結することで、ボディＣＰＵ５０と、レンズＣＰＵ５８とを電気的に接続する。ボディＣＰＵ５０には、電源５２が接続してある。電源５２は、カメラボディ４０に内蔵されている。
【００２７】
ボディＣＰＵ５０には、レリーズスイッチ５１、ストロボ５３、表示部５５、ＥＥＰＲＯＭ（メモリ）６０、防塵フィルタ駆動回路５６、画像処理コントローラ５９、ＡＦセンサ７２、検出回路７４、振動モード選択回路８０などが設けられている。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、撮像素子ユニット４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。
【００２８】
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。
【００２９】
表示部５５は、主としてカメラボディ４０の外側から視認可能な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。また、防塵部１１の振動状態に関する検査結果等、ボディＣＰＵ５０による演算結果を表示することができる。
【００３０】
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。
【００３１】
ミラー４６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。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。
【００３２】
サブミラー４６ａは、ＡＦセンサ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センサに導く。このサブミラー４６ａは、露光中は光路から退避する。
【００３３】
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。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センサとしては、通常ＣＣＤが用いられる。
【００３４】
防塵フィルタ駆動回路５６は、後述する図３、図４Ａ等に示すように、切替回路７０を介して、防塵部１１の振動部材２０に電気的に接続している。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、図７Ａ〜図７Ｄに示すように、防塵フィルタ１８に曲げ振動を発生させ、防塵フィルタ１８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。
【００３５】
防塵フィルタ駆動回路５６は、振動部材２０に周期的な矩形波もしくはサイン波等の駆動信号を出力する（図９Ａ〜図９Ｄ）。図４Ｃに示す振動部材２０の圧電体３６には、第１〜第４駆動電極３２ａ〜３２ｄを介して、駆動信号に応じた電圧が印加される。
【００３６】
電圧が印加された圧電体３６は、防塵フィルタ１８の長辺方向Ｌに伸縮することによって、防塵フィルタ１８に曲げ振動を発生させる。防塵フィルタ１８の表面に付着している塵埃は、曲げ振動によって受ける力が塵埃の付着力を上回ることによって、防塵フィルタ１８の表面から離れる。なお、防塵フィルタ１８の周辺には、曲げ振動によって防塵フィルタ１８の表面から離れた塵埃を捕獲するために、粘着テープ等で構成される捕獲手段が配置されていても良い。
【００３７】
振動部材２０に出力される駆動信号の駆動周波数は、なるべく大きな振幅を防塵フィルタ１８に与えるために、防塵フィルタ１８の表面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１８の形状、材質、支持の方法によって決まる。
【００３８】
本実施形態では、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駆動信号の周波数を決定する。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、防塵部１１に対して駆動信号を出力する。
【００３９】
すなわち、本実施形態では、振動モード選択回路８０を介して防塵フィルタ駆動回路５６が出力する駆動信号および駆動信号の周波数を変化させることによって、防塵部１１の防塵フィルタ１８に発生する曲げ振動の次数を変化させることができる。防塵フィルタ駆動回路５６が出力する駆動信号と、防塵フィルタ１８に発生する曲げ振動の関係については後述する。
【００４０】
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、複数のレンズ群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、レンズＣＰＵ５８や駆動系の電源を供給している。
【００４１】
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。
【００４２】
レンズＣＰＵ５８は、カメラボディ４０との通信機能、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。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。
【００４３】
図２および図３に示すように、本実施形態に係る撮像素子ユニット４は、基板１０を有し、基板１０の中央部上面には、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１０の表面に、着脱自在に、あるいは着脱不可に固定してある。
【００４４】
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、その上面には、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る。その結果、撮像素子１２の周囲は、基板１０、ケース１７および光学部材要素３０により密封される。
【００４５】
ケース１７の外周側取付部１７ｂには、気密シール部材１６を介して防塵フィルタ１８が配置され、加圧部材１９によって気密シール部材１６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、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１８を気密シール部材１６の方向へと付勢している。防塵フィルタ１８の撮像素子１２が備えられた側の表面である封止面１８ｂは、気密シール部材１６を、当該封止面１８ｂとケース１７の外周側取付部１７ｂとの間に挟んで保持することによって、光学部材要素３０等が配置された空間を封止している。
【００４６】
その結果、撮像素子１２および光学部材要素３０が設けられた収納空間が気密状態となり、塵埃がケース外部から収納空間に入るのを防止することができる。また、振動部材２０は脆性材料を含む場合があるため、振動部材２０を駆動すると、当該振動部材２０自体が発塵することがある。しかし、本実施形態では振動部材２０が収納空間の外部に配置されているため、振動部材２０自体から発塵した塵埃が、収納空間に侵入することがほとんどなく、光学部材要素３０の表面への塵埃付着がさらに効果的に防止されている。
【００４７】
さらに、本実施形態では、防塵フィルタ１８に曲げ振動を発生させる振動部材２０が、防塵フィルタ１８の撮像素子１２が備えられた側とは反対側の面である外部面１８ａに、接着剤等により固定されている。すなわち、防塵部１１は、防塵フィルタ１８と振動部材２０とを有している。
【００４８】
図２および図３に示す加圧部材１９は、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、長方形状の防塵フィルタ１８は、ケース１７の上面に形成してある位置決めピン１７ｃにより、防塵フィルタ１８の長辺方向Ｌの位置決めが成されている。なお、図３に示す気密シール部材１６は、たとえば発泡樹脂、ゴムなどの剛性の低い材料で構成してあり、気密を確保しながら、後述する防塵フィルタ１８の曲げ振動の動きを吸収して防塵フィルタ１８の曲げ振動がケース１７に伝わるのを抑制する。
【００４９】
図３に示す光学部材要素３０は、この実施形態では、複数の光学板の積層構造であり、水晶板１３と、赤外線吸収ガラス板１４と、水晶波長板（λ／４波長板）１５との積層板で構成してある。これらの積層板で構成される光学部材要素３０は、防塵フィルタ１８よりも小さな面積の長方形であり、しかも、撮像素子１２の平面側面積よりも大きく、撮像素子１２を全て覆う面積を有する。
【００５０】
水晶波長板１５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、赤外線吸収ガラス板１４は、赤外線を吸収する機能を有する。また、水晶板１３は、防塵フィルタ１８を構成する水晶板に対して、相互に複屈折の方向が９０度異なる水晶板であり、一方が９０°方向（短辺方向Ｓ）の複屈折を有する水晶板であれば、他方の水晶板は、０度方向（長辺方向Ｌ）の複屈折を有する水晶板である。本実施形態では、防塵フィルタ１８が０°方向（長辺方向Ｌ）の複屈折を有する水晶板であり、水晶板１３が９０°方向（短辺方向Ｓ）の複屈折を有する水晶板である。
【００５１】
すなわち、本実施形態では、相互に離れて配置された水晶板１３および防塵フィルタ１８と、これらの間に配置された赤外線吸収ガラス１４および水晶波長板１５とによって、光学ローパスフィルタ（ＯＬＰＦ）を構成している。ただし、本願の発明に係る透光部材としては、光学ローパスフィルタの一部である防塵フィルタ１８に限られない。たとえば、光学部材要素３０のみで光学ローパスフィルタを構成し、封止用ガラス等によって構成された防塵フィルタによって光学部材要素３０を密封していてもよい。
【００５２】
図４Ａは、振動部材２０が取り付けられた防塵フィルタ１８の平面図である。振動部材２０は、互いに電気的に絶縁されている４枚の第１〜第４駆動電極３２ａ〜３２ｄを有する。また、図４Ｂの断面図に示すように、振動部材２０は、防塵フィルタ１８の外部面１８ａに取り付けられた共通電極３４と、第１〜第４駆動電極３２ａ〜３２ｄと共通電極３４に挟まれた圧電体３６とをさらに有する。
【００５３】
図５の拡大図に示すように、共通電極３４は、第１の部分３４ａと、第１の部分３４ａに対して折り返された第２の部分３４ｂとを有する。第１の部分３４ａは、圧電体３６における防塵フィルタ１８側の表面に配置されている。第２の部分３４ｂは、圧電体３６における防塵フィルタ１８側の表面と反対側の表面に配置されている。
【００５４】
共通電極３４の第１の部分３４ａは、図４Ｃに示すように、第１〜第４駆動電極３２ａ〜３２ｄとの間に、圧電体３６を光軸α方向に挟んで配置されている。圧電体３６は、共通電極３４の第１の部分３４ａと、各駆動電極３２ａ〜３２ｄとの間に形成された電位差によって変形させられる。本実施形態では、圧電体３６の長辺方向Ｌの変形を利用して、防塵フィルタ１８に曲げ振動を発生させる。
【００５５】
共通電極３４の第２の部分３４ｂは、図４Ｂに示すように、圧電体３６における防塵フィルタ１８側の表面に配置された第１の部分３４ａから折り曲げられて形成されている。よって、第１の部分３４ａと第２の部分３４ｂとは電気的に接続している。そのため、振動部材２０の表側に配置される第２の部分３４ｂに、本実施形態では切替回路７０が電気的に接続されている。つまり、本実施形態の共通電極３４は第２の部分３４ｂを介して第１の部分３４ａに電圧を印加している。
【００５６】
このように、第２の部分３４ｂと切替回路７０とを電気的に接続すればよいので、共通電極３４から切替回路７０への配線が容易である。なお、共通電極３４は、図４Ａに示すように、切替回路７０を介して防塵フィルタ駆動回路５６に接続されており、後述する除塵動作の間は、所定の電位に保持される。ただし、共通電極３４は、振動部材２０を省電力で駆動する観点から、除塵動作の間、接地電位に保持されることが好ましい。
【００５７】
第１〜第４駆動電極３２ａ〜３２ｄも、共通電極３４ａ，３４ｂと同様に、切替回路７０を介して、防塵フィルタ駆動回路５６に配線されている。防塵フィルタ駆動回路５６は、図１に示す振動モード選択回路８０によって選択された駆動信号を、それぞれの第１〜第４駆動電極３２ａ〜３２ｄに対して独立に出力する。なお、後述する検出動作を行わない場合、切替回路７０を設ける必要はなく、各電極３２ａ〜３２ｄ，３４に直接防塵フィルタ駆動回路５６を配線しても良い。
【００５８】
また、防塵フィルタ駆動回路５６は、ボディＣＰＵ５０からの制御によって、各駆動電極３２ａ〜３２ｄに対して、互いに位相の異なる駆動信号を出力することができる。したがって、圧電体３６は、図４Ｃに示すように、各駆動電極３２ａ〜３２ｄに対応して、長手方向Ｌに沿って配列する第１〜第４セクション３６ａ〜３６ｄに分割して制御される。
【００５９】
ただし、圧電体３６は一体に形成されており、圧電体３６の第１〜第４セクション３６ａ〜３６ｄは同一の分極方向を有している。したがって、各駆動電極３２ａ〜３２ｄに印加される電圧の極性が同一であれば、圧電体３６の各セクション３６ａ〜３６ｄの変形方向も同一となる。反対に、各駆動電極３２ａ〜３２ｄに印加される電圧の極性がそれぞれ異なれば、圧電体３６の各セクション３６ａ〜３６ｄは、互いに異なる方向に変形する。
【００６０】
例えば、第１および第２駆動電極３２ａ，３２ｂの極性が正となり、第３および第４駆動電極３２ｃ，３２ｄの極性が負となるように、各駆動電極３２ａ〜３２ｄに電圧を印加した場合、圧電体３６は図７Ａに示すように変形する。すなわち、セクション３６ａ，３６ｂは、防塵フィルタ１８の長辺方向Ｌに収縮する変形を発生する。
【００６１】
それに対して、セクション３６ｃ，３６ｄは、防塵フィルタ１８の長辺方向Ｌに伸張する変形を発生する。なお、図７Ａにおいて図示省略している共通電極３４は、接地電位に保持されている。
【００６２】
このように、圧電体３６は一体に成形されており、略一様な分極方向を有しているにもかかわらず、各駆動電極３２ａ〜３２ｄに対応して、第１〜第４セクション３６ａ〜３６ｄごとに変形が制御される。ただし、本実施形態の変形例には、圧電体３６の各セクション３６ａ〜３６ｄまたは共通電極３４を、駆動電極３２のように分割して形成したものも含まれる。
【００６３】
図４Ａに示す切替回路７０は、ボディＣＰＵ５０からの制御によって、第１〜第４駆動電極３２ａ〜３２ｄのうち、所定の一つの電極の接続を、防塵フィルタ駆動回路５６と検出回路７４との間で切り換えることができる。この際、検出回路７４に接続された駆動電極は、防塵フィルタ１８に発生する振動を検出するためのモニタ電極として作用する。
【００６４】
図６に示すフローチャートを用いて、図１に示すカメラ２での除塵動作における一連の処理を説明する。ステップ００１では、ボディＣＰＵ５０が除塵動作開始信号を出力し、除塵動作を開始する。除塵動作は、カメラの電源ＯＮ動作等の所定の動作に合わせて自動的に開始されてもよく、また、カメラの使用者が、カメラ本体部に備えられた不図示のメニューボタン等から選択することによって開始されてもよい。
【００６５】
除塵動作を開始した後、図１に示す防塵フィルタ１８に発生させる曲げ振動の次数を決定する（ステップ００２等）。なお、一回の除塵動作で行われる曲げ振動の次数や、次数の組合せは予め設定されてＥＥＰＲＯＭ６０等に記録しておくこととしても良い。ここで、本実施形態に係る防塵フィルタ駆動回路５６は、６次曲げ振動（図７Ｄ）、７次曲げ振動（図７Ｃ）、８次曲げ振動（図７Ｂ）および９次曲げ振動（図７Ａ）を、防塵フィルタ１８に発生させることができる。また、防塵フィルタ駆動回路５６は、１回の除塵動作で９次、８次、７次、６次の順に曲げ振動を１次ずつ変化させるようになっている。このように１次ずつ振動を変化させることによって、後述するように振動の節が重ならないようになっている。
【００６６】
図８は、所定の条件において、振動部材２０に加える駆動信号の周波数と、防塵フィルタ１８に発生する曲げ振動の振動加速度との関係を表したものである。本実施形態に係る防塵フィルタ１８は、振動部材２０を標準共振周波数ｆ１〜ｆ４で駆動したときに、当該防塵フィルタ１８に発生する曲げ振動の振動加速度が極大値をとる。振動部材２０をそれぞれの標準共振周波数ｆ１〜ｆ４近傍の周波数で駆動すると、防塵フィルタ１８には、図７Ｄ〜図７Ａに示すように、対応する６次〜９次曲げ振動が発生する。なお、標準共振周波数ｆ１〜ｆ４に関する情報は、図１に示すＥＥＰＲＯＭ６０等に記録されている。
【００６７】
ステップ００２では、ボディＣＰＵ５０からの除塵動作開始信号を受けて、振動モード選択回路８０が９次曲げ振動モードを選択する。振動モード選択回路８０は、防塵フィルタ駆動回路５６に対して、振動部材２０を９次曲げ振動モードで駆動するように指示する。
【００６８】
ステップ００３では、防塵フィルタ駆動回路５６が、振動部材２０を９次曲げ振動モードで駆動する。本実施形態では、防塵フィルタ駆動回路５６は、図９Ａに示す駆動信号８５ａ〜８５ｄを、図４Ａに示す第１〜第４駆動電極３２ａ〜３２ｄに出力する。
【００６９】
このとき、図９Ａに示す駆動周期Ｔ１の逆数である駆動周波数は、図８に示す標準共振周波数ｆ４より所定の値Δｆだけ高い第１の値ｆ４＋Δｆから、標準共振周波数ｆ４より所定の値Δｆだけ低い第２の値ｆ４−Δｆまで掃引されて最適な値が決定される。これは、９次曲げ振動モードにおいて防塵フィルタ１８の振動加速度が極大値をとなる共振周波数が、防塵フィルタ１８が置かれた条件に応じて変動するためである。
【００７０】
このように、本実施形態に係る防塵フィルタ駆動回路５６は、第１の値ｆ４＋Δｆから第２の値ｆ４−Δｆまで駆動信号の駆動周波数を変化させながら、振動部材２０を駆動する。したがって、防塵フィルタ駆動回路５６は、防塵フィルタ１８が置かれた条件にかかわらず、防塵フィルタ１８の振動加速度が極大値となるように、防塵フィルタ１８に曲げ振動を発生させることができる。すなわち、防塵フィルタ駆動回路５６は、防塵フィルタ１８により大きい振動加速度を与えることができるため、効果的な除塵を行うことができる。
【００７１】
ステップ００３の９次振動モードでは、図７Ａに示すような９次曲げ振動が発生する。９次曲げ振動では、１０の振動の節９０を有する定在波が、防塵フィルタ１８に発生する。９次曲げ振動では、防塵フィルタ１８および振動部材２０に発生する振動の節９０のうち、一つの振動の節９０が、第２駆動電極３２ｂと第３駆動電極３２ｃに挟まれる位置に発生する。
【００７２】
ステップ００３の９次振動モードでは、図７Ａに示す第１および第２駆動電極３２ａ，３２ｂに出力される駆動信号の位相と、第３および第４駆動電極に印加する駆動信号の位相とが、互いに異なる。図９Ａは、９次振動モードにおいて、各駆動電極３２ａ〜３２ｄに出力される駆動信号を表している。第１駆動信号８５ａは、第１駆動電極３２ａに出力される駆動信号を、第２駆動信号８５ｂは、第２駆動電極３２ｂに出力される駆動信号を、それぞれ表している。また、図９Ａの第３駆動信号８５ｃは、第３駆動電極３２ｃに出力される駆動信号を、第４駆動信号８５ｄは、第４駆動電極３２ｄに出力される駆動信号を、それぞれ表している。
【００７３】
また、図９Ａに示す第１〜第４駆動信号８５ａ〜８５ｄは、第１〜第４駆動電極３２ａ〜３２ｄに印加される電圧の極性および大きさに対応している。図９Ａに示す駆動信号の時間ｔにおける出力値Ｘ（ｔ）は、例えば、符号関数ｓｇｎおよび正弦関数ｓｉｎを用いて、以下のような式（１）で表すことができる。
Ｘ（ｔ）＝Ａ１ｓｇｎ（ｓｉｎ（（３６０°×ｔ／Ｔ１）＋α））・・・  式（１）
【００７４】
ここで、Ａ１は第１〜第４駆動信号８５ａ〜８５ｄの振幅、Ｔ１は第１〜第４駆動信号８５ａ〜８５ｄの周期、αは第１〜第４駆動信号８５ａ〜８５ｄの初期位相、（３６０°×ｔ／Ｔ１）＋αは、第１〜第４駆動信号８５ａ〜８５ｄの時間ｔにおける位相を表す。なお、符号関数ｓｇｎ（ｘ）は、ｘ＝０のとき０を、ｘ＞０およびｘ＜０のとき｜ｘ｜／ｘを返す符号関数である。
【００７５】
第１駆動信号８５ａおよび第２駆動信号８５ｂは、式（１）における初期位相αが０°であるのに対して、第３駆動信号８５ｃおよび第２駆動信号８５ｄは、式（１）における初期位相αが１８０°である。したがって、第１および第２駆動信号８５ａ，８５ｂと、これらの信号が出力される電極に対して１つの振動の節９０を挟む位置に配置される電極に出力される第３および第４駆動信号８５ｃ，８５ｄとの位相差は、１８０°となっている。
【００７６】
このように、９次振動モードでは、図９Ａに示すような駆動信号８５ａ〜８５ｄを各駆動電極３２ａ〜３２ｄに出力することによって、図７Ａに示すように、圧電体３６の各セクション３６ａ〜３６ｄは、曲げ振動の腹部の変形方向に適した変形を生じる。なお、図７Ａは、図９Ａに示す時間ｔ１における防塵フィルタ１８の振動状態を表した図である。
【００７７】
すなわち防塵フィルタ１８は、圧電体３６の各セクション３６ａ〜３６ｄから、曲げ振動の振幅を増幅させる力を受けることができる。このように、防塵フィルタ駆動回路５６は、振動部材２０の各駆動電極３２ａ〜３２ｄに対して、防塵フィルタ１８に発生する曲げ振動に適した駆動信号を出力することにより、防塵フィルタ１８を効率的に振動させることができる。
【００７８】
次に、図６に示すステップＳ００４では、振動モード選択回路８０が８次曲げ振動モードを選択する。そして、振動モード選択回路８０は、防塵フィルタ駆動回路５６に対して、振動部材２０を８次曲げ振動モードで駆動するように指示する。
【００７９】
ステップ００５では、防塵フィルタ駆動回路５６が、振動部材２０を８次曲げ振動モードで駆動する。本実施形態では、防塵フィルタ駆動回路５６は、図９Ｂに示す駆動信号を、図４Ａに示す各駆動電極３２ａ〜３２ｄに出力する。
【００８０】
図９Ｂに示す駆動周期Ｔ２の逆数である駆動周波数は、図８に示す共振周波数ｆ３より所定の値Δｆだけ高い第１の値ｆ３＋Δｆから、共振周波数ｆ３より所定の値Δｆだけ低い第２の値ｆ３−Δｆまで掃引される。
【００８１】
８次振動モードでは、図７Ｂに示すような８次曲げ振動が発生する。８次振動モードでは、９つの振動の節９０を有する定在波が、防塵フィルタ１８に発生する。８次曲げ振動では、防塵フィルタ１８および振動部材２０に発生する振動の節９０のうち、一つの振動の節９０が、第３駆動電極３２ｃが配置されている位置に発生する。８次振動モードでは、図７Ｂに示す第１および第２駆動電極３２ａ，３２ｂに出力される駆動信号の位相と、第３駆動電極に３２ｃに出力される駆動信号の位相と、第４駆動電極３２ｄに印加する駆動信号の位相とが、互いに異なる。
【００８２】
図９Ｂは、８次振動モードにおいて、各駆動電極３２ａ〜３２ｄに出力される駆動信号を表している。第５駆動信号８６ａは、第１駆動電極３２ａに出力される駆動信号を、第６駆動信号８６ｂは、第２駆動電極３２ｂに出力される駆動信号を、それぞれ表している。また、図９Ｂの第７駆動信号８６ｃは、第３駆動電極３２ｃに出力される駆動信号を、第８駆動信号８６ｄは、第４駆動電極３２ｄに出力される駆動信号を、それぞれ表している。
【００８３】
また、図９Ｂに示す第５〜第８駆動信号８６ａ〜８６ｄは、第１〜第４駆動電極３２ａ〜３２ｄに印加される電圧の極性および大きさに対応している。図９Ｂに示す駆動信号の時間ｔにおける出力値Ｘ（ｔ）は、以下のような式（２）で表すことができる。
Ｘ（ｔ）＝Ａ２ｓｇｎ（ｓｉｎ（（３６０°×ｔ／Ｔ２）＋α））・・・  式（２）
【００８４】
ここで、Ａ２は第５〜第８駆動信号８６ａ〜８６ｄの振幅、Ｔ２は第５〜第８駆動信号の周期、αは第５〜第８駆動信号８６ａ〜８６ｄの初期位相、（３６０°×ｔ／Ｔ２）＋αは、第５〜第８駆動信号８６ａ〜８６ｄの時間ｔにおける位相を表す。
【００８５】
第５駆動信号８６ａおよび第６駆動信号８６ｂは、式（２）における初期位相αが０°であるのに対して、第８駆動信号８６ｄは、式（２）における初期位相αが１８０°である。したがって、第５および第６駆動信号８６ａ，８６ｂと、これらの駆動信号が出力される電極に対して、１つの振動の節９０を挟む位置に配置される電極に出力される第８駆動信号８６ｄとの位相差は、１８０°となっている。
【００８６】
また、図７Ｂに示すように、振動の節９０を含む位置に配置されている第３駆動電極３２ｃには、式（２）における位相が時間ｔにかかわらず０となる第７駆動信号８６ｃが出力される。これによって、第３駆動電極３２ｃの電位は、第８振動モードにおいて、共通電極３４と同様に接地電位に保たれる。
【００８７】
このように８次振動モードでは、振動の節９０を含む位置に配置されている第３駆動電極３２ｃに出力される第７駆動信号８６ｃと、振動の節９０を含まない位置に配置されている第１、第２および第４駆動電極３２ａ，３２ｂ，３２ｄに出力される第５、第６および第８駆動信号８６ａ，８６ｂ，８６ｄとは、互いに位相が異なる。
【００８８】
言い換えると８次振動モードでは、各駆動電極３２ａ〜３２ｄに出力する駆動信号の位相を、各駆動電極３２ａ〜３２ｄと振動の節９０の位置関係に関連して変化させている。このため、８次振動モードでは、図７Ｂに示すように、各セクション３６ａ，３６ｂ，３６ｄは、曲げ振動における振動の腹の変形方向に適した変形を生じる。さらに、第３セクション３６ｃは、振動の節９０近傍の変形量が小さいのに対応して、当該第３セクション３６ｃを変形させるような電圧を印加されず、接地電位に保たれる。なお、図７Ｂは、図９Ｂに示す時間ｔ２における防塵フィルタ１８の振動状態を表した図である。
【００８９】
すなわち、防塵フィルタ１８は、圧電体３６の各セクション３６ａ，３６ｂ，３６ｄから、曲げ振動の振幅を増幅する力を受けることができる。
【００９０】
また、第３セクション３６ｃは、振動の節９０を含む位置に配置されているため、第３駆動電極３２ｃの電位は接地電位に保たれる。すなわち、曲げ振動の振幅の小さい振動の節９０を含む位置に配置される第３駆動電極３６ｃの電位を変化させないため、防塵効果を確保しながら、振動部材２０を省電力で駆動することができる。
【００９１】
次に、図６に示すステップＳ００６では、振動モード選択回路８０が７次曲げ振動モードを選択する。振動モード選択回路８０は、防塵フィルタ駆動回路５６に対して、振動部材２０を７次曲げ振動モードで駆動するように指示する。
【００９２】
ステップＳ００７では、防塵フィルタ駆動回路５６が、振動部材２０を７次曲げ振動モードで駆動する。本実施形態では、防塵フィルタ駆動回路５６は、図９Ｃに示す駆動信号を、図４Ａに示す各駆動電極３２ａ〜３２ｄに出力する。図９Ｃに示す駆動周期Ｔ３の逆数である駆動周波数は、図８に示す７次曲げ振動モードにおける共振周波数ｆ２より所定の値Δｆだけ高い第１の値ｆ２＋Δｆから、共振周波数ｆ２より所定の値Δｆだけ低い第２の値ｆ２−Δｆまで掃引される。
【００９３】
７次振動モードでは、図７Ｃに示す７次曲げ振動が発生する。７次曲げ振動では、８の振動の節９０を有する定在波が、防塵フィルタ１８に発生する。さらに、防塵フィルタ１８および振動部材２０に発生する振動の節９０のうち、一つの振動の節９０が、第１駆動電極３２ａが配置されている位置に発生し、他の一つの振動の節９０が、第３駆動電極３２ｃが配置されている位置に発生する。
【００９４】
７次振動モードでは、図７Ｃに示すように、第１および第３駆動電極３２ａ，３２ｃに出力される駆動信号の位相と、第２駆動電極３２ｂに出力される駆動信号の位相と、第４駆動電極３２ｄに出力される駆動信号の位相とが、互いに異なる。
【００９５】
図９Ｃは、７次振動モードにおいて、各駆動電極３２ａ〜３２ｄに出力される駆動信号を表している。第９駆動信号８７ａは、第１駆動電極３２ａに出力される駆動信号を、第１０駆動信号８７ｂは、第２駆動電極３２ｂに出力される駆動信号を、それぞれ表している。また、図９Ｃの第１１駆動信号８７ｃは、第３駆動電極３２ｃに出力される駆動信号を、第１２駆動信号８７ｄは、第４駆動電極３２ｄに出力される駆動信号を、それぞれ表している。
【００９６】
また、図９Ｃに示す第９〜第１２駆動信号８７ａ〜８７ｄは、第１〜第４駆動電極３２ａ〜３２ｄに印加される電圧の極性および大きさに対応している。図９Ｃに示す駆動信号の時間ｔにおける出力値Ｘ（ｔ）は、以下のような式（３）で表すことができる。
Ｘ（ｔ）＝Ａ３ｓｇｎ（ｓｉｎ（（３６０°×ｔ／Ｔ３）＋α））・・・  式（３）
【００９７】
ここで、Ａ３は第９〜第１２駆動信号８７ａ〜８７ｄの振幅、Ｔ３は第９〜第１２駆動信号の周期、αは第９〜第１２駆動信号８７ａ〜８７ｄの初期位相、（３６０°×ｔ／Ｔ３）＋αは、第９〜第１２駆動信号８７ａ〜８７ｄの時間ｔにおける位相を表す。
【００９８】
第１０駆動信号８７ｂは、式（３）における初期位相αが０°であるのに対して、第１２駆動信号８７ｄは、式（３）における初期位相αが１８０°である。したがって、第１０駆動信号８７ａと、これらの駆動信号が出力される電極に対して、１つの振動の節９０を挟む位置に配置される電極に出力される第１２駆動信号８７ｄとの位相差は、１８０°となっている。
【００９９】
また、図７Ｃに示すように、振動の節９０を含む位置に配置されている第１および第３駆動電極３２ａ，３２ｃには、式（３）における位相が時間ｔにかかわらず０となる駆動信号８７ａ，８７ｃが出力される。これによって、第７振動モードにおける第１および第３駆動電極３２ａ，３２ｃの電位は、共通電極３４と同様に接地電位に保たれる。
【０１００】
すなわち、７次振動モードでは、各駆動電極３２ａ〜３２ｄに出力する駆動信号の位相を、各駆動電極３２ａ〜３２ｄと振動の節９０の位置関係に関連して変化させている。このため、７次振動モードでは、図７Ｃに示すように、第２および第４セクション３６ｂ，３６ｄは、曲げ振動の腹部の変形方向に適した変形を生じる。さらに、第１および第３セクション３６ａ，３６ｃは、振動の節９０近傍の変形量が小さいのに対応して、圧電体３６を変形させる電圧変化を受けない。なお、図７Ｃは、図９Ｃに示す時間ｔ３における防塵フィルタ１８の振動状態を表した図である。
【０１０１】
すなわち防塵フィルタ１８は、圧電体３６の第２および第４セクション３６ｂ，３６ｄから、曲げ振動の振幅を増幅させる力を受けることができる。
【０１０２】
また、第１および第３セクション３６ａ，３６ｃは、振動の節９０を含む位置に配置されているため、第１および第３駆動電極３２ａ，３２ｃの電位は接地電位に保たれる。すなわち、曲げ振動の振幅の小さい振動の節９０を含む位置に配置される第１および第３駆動電極３２ａ，３２ｃの電位を変化させないことによって、防塵効果を確保しながら、振動部材２０を省電力で駆動することができる。
【０１０３】
次に、図６に示すステップＳ００８では、振動モード選択回路８０が６次曲げ振動モードを選択する。そして、振動モード選択回路８０は、防塵フィルタ駆動回路５６に対して、振動部材２０を６次曲げ振動モードで駆動するように指示する。
【０１０４】
ステップＳ００９では、防塵フィルタ駆動回路５６が、振動部材２０を６次曲げ振動モードで駆動する。本実施形態では、防塵フィルタ駆動回路５６は、図９Ｄに示す駆動信号を、図４Ａに示す各駆動電極３２ａ〜３２ｄに出力する。６次曲げ振動モードの駆動信号は、図９Ｄに示すように、駆動周期Ｔ４を有するが、当該駆動周期Ｔ４は、６次曲げ振動モードにおいて、所定の範囲内で変化する。
【０１０５】
図８に示すように、駆動周期Ｔ４の逆数である駆動周波数は、６次曲げ振動モードにおける標準共振周波数ｆ１より所定の値Δｆだけ高い第１の値ｆ１＋Δｆから、標準共振周波数ｆ１より所定の値Δｆだけ低い第２の値ｆ１−Δｆまで掃引される。駆動周波数を掃引することによって、防塵フィルタ１８が置かれた条件により、駆動時における共振周波数が標準共振周波数ｆ１と異なる場合でも、防塵フィルタ１８表面に大きい振動加速度を与えることができる。
【０１０６】
６次振動モードでは、図７Ｄに示す６次曲げ振動が発生する。６次曲げ振動では、７つの振動の節９０を有する定在波が、防塵フィルタ１８に発生する。また、防塵フィルタ１８の表面に固定されている振動部材２０も、防塵フィルタ１８の表面に発生する定在波に従って振動する。さらに、防塵フィルタ１８および振動部材２０に発生する振動の節９０のうち、一つの振動の節９０が、第１駆動電極３２ａが配置されている位置に発生し、他の一つの振動の節９０が、第４駆動電極３２ｄが配置されている位置に発生する。
【０１０７】
６次振動モードでは、図７Ｄに示すように、第１および第４駆動電極３２ａ，３２ｄに出力される駆動信号の位相と、第２および第３駆動電極３２ｂ，３２ｃに出力される駆動信号の位相とが、互いに異なる。図９Ｄは、６次振動モードにおいて、各駆動電極３２ａ〜３２ｄに出力される駆動信号を表している。第１３駆動信号８８ａは、第１駆動電極３２ａに出力される駆動信号を、第１４駆動信号８８ｂは、第２駆動電極３２ｂに出力される駆動信号を、それぞれ表している。また、図９Ｄの第１５駆動信号８８ｃは、第３駆動電極３２ｃに出力される駆動信号を、第１６駆動信号８８ｄは、第４駆動電極３２ｄに出力される駆動信号を、それぞれ表している。
【０１０８】
また、図９Ｄに示す第１３〜第１６駆動信号８８ａ〜８８ｄは、第１〜第４駆動電極３２ａ〜３２ｄに印加される電圧の極性および大きさに対応している。図９Ｄに示す駆動信号の時間ｔにおける出力値Ｘ（ｔ）は、以下のような式（４）で表すことができる。
Ｘ（ｔ）＝Ａ４ｓｇｎ（ｓｉｎ（（３６０°×ｔ／Ｔ４）＋α））・・・  式（４）
【０１０９】
ここで、Ａ４は第１３〜第１６駆動信号８８ａ〜８８ｄの振幅、Ｔ４は第１３〜第１６駆動信号８８ａ〜８８ｄの周期、αは第１３〜第１６駆動信号８８ａ〜８８ｄの初期位相、（３６０°×ｔ／Ｔ４）＋αは、第１３〜第１６駆動信号８８ａ〜８８ｄの時間ｔにおける位相を表す。
【０１１０】
第１４駆動信号８８ｂおよび第１５駆動信号８８ｃは、式（３）における初期位相αが０°である。すなわち、第１４駆動信号８８ｂと第１５駆動信号８８ｃとの間に位相差がなく、第１４駆動信号８８ｂが入力される第２駆動電極３２ｂと、第１５駆動信号８８ｃが入力される第３駆動電極３２ｃの極性は、第６次曲げ振動のときは常に一致している。
【０１１１】
図７Ｄに示す６次曲げ振動モードでは、隣り合う２つの振動の節９０の間に配置されている第２駆動電極３２ｂと第３駆動電極３２ｃの極性を一致させているため、第２および第３セクションの変形する方向（光軸αに沿った方向）が一致し、防塵フィルタ１８表面に大きい振動加速度を与えることができる。
【０１１２】
また、図７Ｄに示すように、振動の節９０を含む位置に配置されている第１および第４駆動電極３２ａ，３２ｄには、式（４）における位相が時間ｔにかかわらず０となる駆動信号８６ａ，８６ｄが出力される（図９Ｄ）。これによって、６次曲げ振動モードにおける第１および第４駆動電極３２ａ，３２ｄの電位は、共通電極３４と同様に接地電位に保たれる。
【０１１３】
すなわち、６次曲げ振動モードでは、各駆動電極３２ａ〜３２ｄに出力する駆動信号の位相を、各駆動電極３２ａ〜３２ｄと振動の節９０の位置関係に関連して変化させている。このため、６次曲げ振動モードでは、図７Ｄに示すように、第２および第３セクション３６ｂ，３６ｃは、曲げ振動の腹部の変形方向に適した変形を生じる。さらに、第１および第４セクション３６ａ，３６ｄは、振動の節９０近傍の変形量が小さいのに対応して、圧電体３６を変形させる電圧変化を受けない。なお、図７Ｄは、図９Ｄに示す時間ｔ４における防塵フィルタ１８の振動状態を表した図である。
【０１１４】
すなわち防塵フィルタ１８は、圧電体３６の第２および第３セクション３６ｂ，３６ｃから、曲げ振動の振幅を増幅させる力を受けることができる。
【０１１５】
また、第１および第４セクション３６ａ，３６ｄは、振動の節９０を含む位置に配置されているため、第１および第４駆動電極３２ａ，３２ｄの電位は接地電位に保たれる。すなわち、曲げ振動の振幅の小さい振動の節９０を含む位置に配置される第１および第４駆動電極３２ａ，３２ｄの電位を変化させないことによって、防塵効果を確保しながら、振動部材２０を省電力で駆動することができる。
【０１１６】
９次曲げ振動モードから６次曲げ振動モードまでが終了すると、一連の除塵動作が終了する（ステップＳ０１０）。各曲げ振動の駆動時間は、防塵フィルタに付着する塵埃の量や種類に応じて適切な時間に設定することができる。たとえば、各振動モードの駆動時間を２００〜３００ｍｓｅｃとし、一連の除塵動作のスタート（ステップＳ００１）から終了（ステップＳ０１０）までの時間を約１．０秒程度とすることができる。
【０１１７】
また、防塵フィルタ１８に発生させる曲げ振動の次数としては、６次〜９次に限られず、振動の節９０の位置を変化させられる次数であればどのような次数を組合せても良い。曲げ振動における振動の節９０の位置を変化させることによって、防塵フィルタ１８の表面の全体にわたり、塵などを振り飛ばすことが可能になり、防塵効果が向上するからである。すなわち、ある特定の振動モードでは、防塵フィルタ１８の表面において、振動の節９０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９０の位置が変化することから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１８の外部面１８ａ全域に渡りゴミ除去が可能になる。
【０１１８】
このように、本実施形態における防塵フィルタ駆動回路５６は、ボディＣＰＵ５０からの制御を受けて振動部材２０を駆動し、除塵動作を行う。ボディＣＰＵ５０は、各駆動電極３２ａ〜３２ｄに対して、互いに位相の異なる駆動信号を出力するように、防塵フィルタ駆動回路５６を制御することができる。各駆動電極３２ａ〜３２ｄは、互いに位相の異なる駆動信号によって制御されるため、各駆動電極に対応する圧電体３６の各セクション３６ａ〜３６ｄは、各駆動信号に応じてそれぞれ変形し、防塵フィルタ１８に発生する曲げ振動に適した力を当該防塵フィルタ１８与える。
【０１１９】
また、図７Ｃと図７Ｄの比較から明らかなように、ボディＣＰＵ５０は、隣り合う２つの振動の節９０の間に存在する駆動電極３２ａ〜３２ｄの数が変化するように振動モード選択回路８０を制御して、防塵フィルタ１８に発生する曲げ振動の次数を調整することができる。この場合において、ボディＣＰＵ５０は、各駆動電極３２ａ〜３２ｄと防塵フィルタ１８に発生する振動の節９０との位置関係に関連して、駆動信号の位相を駆動電極３２ａ〜３２ｄごとに変化させることができる。各駆動電極３６ａ〜３６ｄは、振動の節９０との位置関係に応じて位相の異なる駆動信号によって制御されるため、圧電体３６の各セクション３６ａ〜３６ｄは、曲げ振動による変形の方向に対応した力を、当該防塵フィルタ１８に与えるように変形することができる。
【０１２０】
さらに、防塵フィルタ１８等を含む防塵装置は、図７Ｄに示す６次曲げ振動モードのように、隣り合う２つの振動の節９０の間に存在する駆動電極の数が２以上となる振動モードを有していても良い。このような構成では、振動の節９０の間隔に対して、各電極間の幅が小さいため、各駆動電極に出力される駆動信号の位相をより適切に変化させることができる。なお、各振動モードにおいて防塵フィルタ１８に発生する振動の節９０の位置および間隔は、防塵フィルタ１８および振動部材２０の材質、寸法および固定位置等によって調整することができる。
【０１２１】
図１に示すボディＣＰＵ５０は、防塵フィルタ駆動回路５６と振動部材２０の間に設けられた切替回路７０に対して指令を送り、図４Ａに示す駆動電極３２ａ〜３２ｄへの配線を切り替えることができる。切替回路７０は、防塵フィルタ駆動回路５６と駆動電極３２ａ〜３２ｄとを電気的に接続している配線の一つ切り換えて、駆動電極３２ａ〜３２ｄの一つと検出回路７４とを電気的に接続する。なお、その他の駆動電極は防塵フィルタ駆動回路５６に前記的に接続されたままである。
【０１２２】
検出回路７４は、当該検出回路７４に電気的に接続された駆動電極（以下、検出電極とする）と共通電極３４との間に配置された圧電体３６が変形した際に、当該検出電極と共通電極３４の間に発生する電位差を検出することができる。したがって、防塵フィルタ駆動回路５６を介して振動部材２０を駆動し、その際に検出回路７４によって検出される信号をボディＣＰＵ５０で解析することによって、防塵フィルタ１８に設計通りの振動が発生していることを検査できる。なお、図４Ａに示すように、防塵フィルタ駆動回路５６は、検出電極以外の駆動電極に駆動信号を出力することによって圧電体３６を変形させ、振動部材２０を駆動する。よって、検出電極の数は１つ又は２つが好ましい。
【０１２３】
図１０は、検査動作における一連の処理を表したフローチャートである。ステップ１０１では検査動作を開始する。検査動作は、図１に示すカメラの製造時において行われてもよく、カメラの使用者からの指示等により所定のタイミングで行っても良い。
【０１２４】
ステップ１０２では、ボディＣＰＵ５０からの指示を受けて、図４Ａに示す切替回路７０が、第２駆動電極３２ｂを、防塵フィルタ駆動回路５６に換えて、検出回路７４に電気的に接続する。切替回路７０は、いずれの駆動電極を検出回路７４に接続してもよいが、除塵動作における全ての振動モードにおいて防塵フィルタ１８に発生する振動の節９０を含まない位置に配置される駆動電極を接続することが好ましい。振動の腹に配置される駆動電極の方が、振動の節９０に配置される駆動電極より大きな検出出力を得ることができるからである。なお、振動モードに応じて検出回路７４に接続する駆動電極を変えてもよく、複数の駆動電極を検出回路７４に接続してもよい。
【０１２５】
ステップＳ１０３では、図４Ａに示す振動部材２０の駆動を開始する。例えば、ボディＣＰＵ５０は防塵フィルタ駆動回路５６を、図６のフローチャートで説明した除塵動作と同様に制御して、防塵フィルタ１８に一つの曲げ振動モードを発生させる。ただし、防塵フィルタ駆動回路５６は、検出回路７４に切り換えて接続されている第２駆動電極３２ｂには駆動信号を出力しない。
【０１２６】
次に、防塵フィルタ駆動回路５６によって防塵フィルタ１８に曲げ振動を発生させている状態において、検出電極と検出回路７４によって、防塵フィルタ１８の振動信号を検出する（図１０のステップ１０４）。図１１は、防塵フィルタ駆動回路５６から出力される各駆動電極への駆動信号８６ａ，８６ｃ，８６ｄと、検出回路７４で検出される信号とを、時間軸を揃えて表示している。
【０１２７】
図１１において、第１駆動信号８６ａは第１駆動電極３２ａへ、第３駆動信号８６ｃは第３駆動電極３２ｃへ、第４駆動信号８６ｄは第４駆動電極３２ｄへそれぞれ出力される駆動信号を表している。各駆動信号は、除塵動作における８次曲げ振動モードで出力した駆動信号（図９Ｂ）と同様である。ただし、第２駆動電極３２ｂには駆動信号は出力されない。
【０１２８】
図４Ａに示す各駆動電極３２ａ，３２ｃ，３２ｄには、各駆動信号８６ａ，８６ｃ，８６ｄに対応する電圧が印加される。ここで、振動部材２０および防塵フィルタ１８が正常に動作すれば、図７Ｂに示す８次の曲げ振動が防塵フィルタ１８等に発生する。
【０１２９】
圧電体３６の第２セクション３６ｂは、共通電極３４を介して防塵フィルタ１８に対して一体的に固定されているため、防塵フィルタ１８に発生した曲げ振動から力を受けて変形する。圧電体３６の第２セクション３６ｂが変形すると、当該変形に対応した電位差が、検出電極としての第２駆動電極３６ｂと共通電極３４との間に発生する。したがって、第２駆動電極３２ｂに電気的に接続されている検出回路７４は、図１１に示すような振動信号９２を検出することができる。
【０１３０】
振動信号９２の周期Ｔ５は、防塵フィルタ１８に発生する曲げ振動の周期Ｔ２と概ね一致し、振動信号９２の振幅Ａ５は、防塵フィルタ１８に発生する曲げ振動の振幅Ａ２に概ね比例する。したがって、検出回路７４で検出された振動信号９２を、ボディＣＰＵ５０等で解析することによって、防塵フィルタ１８の振動を検査することができる。
【０１３１】
たとえば、振動部材２０と防塵フィルタ１８との固定が不十分であるような場合は、振動信号９２の振幅Ａ５が設計値に対して小さい値となったり、振動信号９２の周期Ｔ５が駆動信号８６ａ，８６ｄの駆動周期Ｔ２と異なる値となったりする。なお、他の曲げ振動モードについても、８次曲げ振動モードと同様にして、防塵フィルタ１８に発生する曲げ振動を検査することができる。
【０１３２】
振動信号９２を検出した後、図１０のステップＳ１０５で駆動信号の出力を停止して振動部材２０（圧電体３６）の駆動を終了する。さらに、ステップＳ１０６では、図４Ａに示す切替回路７０が、第２駆動電極３２ｂの接続を、検出回路７４から防塵フィルタ駆動回路５６に切り換える。
【０１３３】
ステップＳ１０５では、一連の検査動作を終了させる。なお、ステップＳ１０７において、図１に示すボディＣＰＵ５０は、検査結果を表示部５５に表示したり、ＥＥＰＲＯＭ６０に検査結果を記録するなどの処理を行うことができる。
【０１３４】
このように、本実施形態では、駆動電極の一つを検出電極として使用することができるため、防塵フィルタ１８の駆動に使用しない検出用電極を設ける必要がない。したがって、振動部材２０およびこれを含む撮像素子ユニット４を小型化することができる。また、検出電極を別途有するものに比べて、効率的に防塵フィルタ１８を振動させ、防塵効果を高めることができる。
第２実施形態
【０１３５】
図１２Ａは本発明の第２実施形態に係る防塵部１１の平面図であり、図１２Ｂは図１２ＡにおけるXIIB−XIIB線に沿う断面図である。図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、第２実施形態に係る防塵部１１は、２つの振動部材２０，２１を有している。なお、図１２Ａおよび図１２Ｂに示す構成以外の構成は、第１実施形態に係る防塵部１１を有するカメラ２と同様である。
【０１３６】
すなわち、第２実施形態では、防塵フィルタ１８の長辺方向Ｌの片側に取り付けられている振動部材２０に加えて、長辺方向Ｌの他の片側に、第２振動部材２１が取り付けられている。第２振動部材２１は、振動部材２０と同様に、互いに電気的に絶縁されている４枚の第１〜第４駆動電極３３ａ〜３３ｄを有する。また、図１２Ｂの断面図に示すように、第２振動部材２１は、防塵フィルタ１８の外部面１８ａに取り付けられた共通電極３５と、第１〜第４駆動電極３３ａ〜３３ｄと共通電極３５に挟まれた圧電体３７とをさらに有する。
【０１３７】
図１２Ａに示す防塵フィルタ駆動回路５６は、振動部材２０の駆動電極３２ａ〜３２ｄと、第２振動部材２１の駆動電極３３ａ〜３３ｄとの両方に駆動信号を出力する。この場合において、第２振動部材２１の各駆動電極３３ａ〜３３ｄに出力される駆動信号は、振動部材２０の各駆動電極３２ａ〜３２ｄと同じであってもよい。
【０１３８】
例えば、図９Ａに示す９次曲げ振動モードであれば、第１および第２駆動信号８５ａ，８５ｂを第１および第２駆動電極３２ａ，３３ａ，３２ｂ，３３ｂに出力し、第３および第４駆動信号８５ｃ，８５ｄを第３および第４駆動電極３２ｃ，３３ｃ，３２ｄ，３３ｄに出力することができる。また、図９Ａ〜図９Ｄに示す８次〜６次曲げ振動モードについても、これと同様に出力することができる。すなわち、ボディＣＰＵ５０は、第２振動部材２１の各駆動電極３３ａ〜３３ｄに出力される駆動信号の位相も、振動部材２０と同様に、防塵フィルタ１８および振動部材２０，２１に発生する曲げ振動の次数に対応して変化させる。
【０１３９】
なお、振動部材２０および第２振動部材２１の配置としては、防塵フィルタ１８の長辺方向Ｌの両側部に限られず、各駆動電極が曲げ振動を発生させられる構成であればどのような配置であってもよい。たとえば、防塵フィルタ１８の短辺方向の両側部に配置されていてもよい。
【０１４０】
第２実施形態に係る防塵部１１は、第１実施形態に係る防塵部１１が奏する効果に加えて、以下の効果を有する。すなわち、第２実施形態に係る防塵部１１は、２つの振動部材２０，２１を使用して防塵フィルタ１８を駆動させることができるので、より強い曲げ振動を防塵フィルタ１８に発生させ、塵埃の除去効果を高めることができる。また、第２実施形態の防塵部１１による検査動作では、例えば８つの駆動電極のうち７つの駆動電極に駆動信号を出力しながら検査動作を行うことができる。したがって、より除塵動作時の曲げ振動に近い振動を防塵フィルタ１８に発生させながら、検査動作を行うことができる。
第３実施形態
【０１４１】
図１３は本発明の第３実施形態に係るカメラを表すブロック図である。第２実施形態に係るカメラ２は、カメラボディ４０内に検出回路７４を有しない。その他の構成については、図１等に示す第１実施形態に係るカメラ２と同様である。
【０１４２】
図１３に示すカメラ２は、製造工程等において行われる振動検査の際、検査装置９６に接続される。検査用装置９６には検出回路７４が備えられており、検出回路７４は切替回路７０を介して、振動部材の駆動電極の一つと電気的に接続される。
【０１４３】
したがって、図１０のフローチャートによる検査動作では、検出装置９６に備えられたモニタなどの検出表示部９８等に、図１１に示す振動信号９２が表示される。このように、第３実施形態に係るカメラは、検出回路７４をカメラボディ４０内部に設けていないため、図１に示す構成に比べてシステムが単純である。なお、カメラの製造工程等において行われる振動検査では、検査結果に応じて、当該カメラを良品と不良品に選別することができる。また、切替回路７０をカメラボディ４０の内部に設けず、検査動作では所定の駆動電極に、手作業で検出回路７４を電気的に接続することとしても良い。
その他の実施形態
【０１４４】
図９Ａ〜図９Ｄおよび図１１のように、上述の実施形態における駆動信号は矩形波であるが、駆動信号としてはこれに限られず、例えばサイン波のように出力が遷移的に変化する駆動信号であってもよい。また、各駆動信号間の位相差も１８０°に限られず、振動の節９０との位置関係に応じて適切に設定された任意の値とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【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に示す振動ユニットの平面図である。
【図３】図３は、図２に示すIII−III線に沿う概略断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図２および図３に示す撮像装置の平面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに示すIVＣ−IVＣ線に沿う断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４Ａに示すIVＣ−IVＣ線に沿う断面図である。
【図５】図５は、図４Ａの断面図の一部を拡大した要部拡大断面図である。
【図６】図６は、図１に示すカメラでの防塵動作における一連の処理を表したフローチャートである。
【図７Ａ】図７Ａは、振動部材によって９次曲げ振動が加えられた状態の防塵フィルタを表す模式図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、振動部材によって８次曲げ振動が加えられた状態の防塵フィルタを表す模式図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、振動部材によって７次曲げ振動が加えられた状態の防塵フィルタを表す模式図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、振動部材によって６次曲げ振動が加えられた状態の防塵フィルタを表す模式図である。
【図８】図８は、防塵フィルタに加えられる振動の振動周波数と防塵フィルタの振動加速度の関係を表すグラフである。
【図９Ａ】図９Ａは、９次曲げ振動を加える際に、駆動部が各電極に出力する駆動信号の一例を表した図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、８次曲げ振動を加える際に、駆動部が各電極に出力する駆動信号の一例を表した図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、７次曲げ振動を加える際に、駆動部が各電極に出力する駆動信号の一例を表した図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、６次曲げ振動を加える際に、駆動部が各電極に出力する駆動信号の一例を表した図である。
【図１０】図１０は、図１に示すカメラでの検査動作における一連の処理を表したフローチャートである。
【図１１】図１１は、振動部材の検査を行った際に、駆動部が各電極に出力する駆動信号および検出回路で検出される出力の一例を表した図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明の第２実施形態に係る撮像装置の平面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２ＡにおけるXIIB−XIIB線に沿う断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第３実施形態に係るカメラおよび検査装置のブロック図である。
【符号の説明】
【０１４６】
４…  撮像素子ユニット
１２…  撮像素子
１８…  防塵フィルタ
２０，２１…  振動部材
３２ａ〜３２ｄ，３３ａ〜３３ｄ…  第１〜第４駆動電極
３４，３５…  共通電極
３６，３７…  圧電体
５０…  ボディＣＰＵ
５６…  防塵フィルタ駆動回路
７０…  切替回路
７４…  検出回路
８０…  振動モード選択回路
９０…  振動の節
９６…  検出装置
【図１】
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【図２】
0005211739.tif 000003
【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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