撮像素子ユニット及び撮像装置
【課題】光学素子を振動させて塵埃を除去する場合に、簡素な構成で振動の節の位置が固定されてしまうことを抑えることができ、塵を確実に除去する。
【解決手段】本発明に係る撮像素子ユニット２００は、被写体の光学像が結像される撮像面を有し、前記光学像を電気信号に変換する撮像素子１０２と、撮像素子１０２よりも被写体側に配置された振動部材１０４と、振動部材に装着され、１の周波数の駆動信号が入力されて振動し、少なくとも１つの振動抑制領域（領域Ａ）が設けられた圧電素子１１４と、を備える。
【解決手段】本発明に係る撮像素子ユニット２００は、被写体の光学像が結像される撮像面を有し、前記光学像を電気信号に変換する撮像素子１０２と、撮像素子１０２よりも被写体側に配置された振動部材１０４と、振動部材に装着され、１の周波数の駆動信号が入力されて振動し、少なくとも１つの振動抑制領域（領域Ａ）が設けられた圧電素子１１４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子ユニット及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時においては、撮像素子の画素数の増加に伴い、画素ピッチが細かなものとなっている。このため、撮像素子の撮像面の近傍の光学素子面に付着した埃の影が撮像画像に写り込み、画質に影響を及ぼす問題が生じている。
【０００３】
このような問題に対処するため、例えば下記の特許文献１では、振動源（圧電素子）に入力する駆動周波数１つに対し、振動源が組み込まれた光学素子ユニット上に塵除去に有効な共振モードが１つしか発生しないため、共振モード上の振動の節を補い合うために、振動源に異なる２つ以上の駆動周波数を逐次入力して、塵除去に有効な異なる２つ以上の共振モードを逐次発生させている。
【０００４】
また、特許文献２に記載された技術では、２系統設けた振動源に、それぞれ異なる２つの駆動周波数を同時に入力して、塵除去に有効な異なる２つの共振モードを同時に発生させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４−１６９７６１号明細書
【特許文献２】特開２０１０−１１９０４９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、特許文献１に記載されているように、振動源に異なる２つ以上の駆動周波数を順次に入力する場合、振動の節の位置は周波数に応じて変化するが、振動の節は各周波数毎に必ず存在する。そして、振動の節の位置では振幅が０になるため、周波数を変化させたとしても、各周波数の振動の節の位置で塵埃を除去する性能が低下してしまう問題がある。また、特許文献１に記載された手法では、振動源に異なる２つ以上の駆動周波数を入力する必要があるため、駆動回路が複雑になり、コストが増大するという問題も生じる。
【０００７】
また、特許文献２に記載されている手法では、異なる周波数で駆動する２つの振動源を別個に設ける必要があるため、構成が複雑となり、部品点数が増加するとともに製造工程も増加するため、製造コストが上昇するといった問題が生じる。また、２つの振動源を設けることにより、装置内に比較的大きなスペースを確保する必要があり、装置の小型化に支障が生じる問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、光学素子を振動させて塵埃を除去する場合に、簡素な構成で振動の節の位置が固定されてしまうことを抑えることができ、塵を確実に除去することが可能な、新規かつ改良された撮像素子ユニット及び撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、被写体の光学像が結像される撮像面を有し、前記光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子よりも被写体側に配置された光学素子と、前記光学素子に装着され、１の周波数の駆動信号が入力されて振動し、少なくとも１つの振動抑制領域が設けられた圧電素子と、を備える撮像素子ユニットが提供される。
【００１０】
上記構成によれば、圧電素子には少なくとも１つの振動抑制領域が設けられるため、振動抑制領域によって振動を分断することができ、振動抑制領域の両側に異なるモードの振動を生じさせることができる。従って、光学素子の表面に異なるモードの振動をそれぞれ伝播させることができ、振動の節を最小限に抑えることが可能となる。従って、振動の節に起因する塵埃除去能力の低下を確実に抑止することが可能となる。
【００１１】
また、前記圧電素子の表面に貼り付けられた振動遮蔽板を備え、前記圧電素子の前記振動抑制領域は、前記振動遮蔽板が貼り付けられた領域である。かかる構成によれば、圧電素子の表面に振動遮蔽板が貼り付けられるため、振動遮蔽板を貼り付けた位置で圧電素子の振動を抑制して振動を分断することが可能となる。
【００１２】
また、前記圧電素子には、前記駆動信号を入力するための２つの電極が対向して設けられ、前記２つの電極のうちの一方の電極は、他方の電極と対向する位置に電極が設けられていない領域を有し、前記圧電素子の前記振動抑制領域は、前記電極が設けられていない領域である。かかる構成によれば、２つの電極のうちの一方の電極は、他方の電極と対向する位置に電極が設けられていない領域を有するため、電極が設けられていない領域では振動が発生せず、圧電素子の振動を抑制して振動を分断することが可能となる。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、被写体の光学像を結像する撮像光学系と、前記撮像光学系により被写体の光学像が結像される撮像面を有し、前記光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子よりも被写体側に配置された光学素子と、前記光学素子に装着され、１の周波数の駆動信号が入力されて振動し、少なくとも１つの振動抑制領域が設けられた圧電素子と、を備える撮像装置が提供される。
【００１４】
上記構成によれば、圧電素子には少なくとも１つの振動抑制領域が設けられるため、振動抑制領域によって振動を分断することができ、振動抑制領域の両側に異なるモードの振動を生じさせることができる。従って、光学素子の表面に異なるモードの振動をそれぞれ伝播させることができ、振動の節を最小限に抑えることが可能となる。従って、振動の節に起因する塵埃除去能力の低下を確実に抑止することが可能となる。
【００１５】
また、前記圧電素子の表面に貼り付けられた振動遮蔽板を備え、前記圧電素子の前記振動抑制領域は、前記振動遮蔽板が貼り付けられた領域である。かかる構成によれば、圧電素子の表面に振動遮蔽板が貼り付けられるため、振動遮蔽板を貼り付けた位置で圧電素子の振動を抑制して振動を分断することが可能となる。
【００１６】
また、前記圧電素子には、前記駆動信号を入力するための２つの電極が対向して設けられ、前記２つの電極のうちの一方の電極は、他方の電極と対向する位置に電極が設けられていない領域を有し、前記圧電素子の前記振動抑制領域は、前記電極が設けられていない領域である。かかる構成によれば、２つの電極のうちの一方の電極は、他方の電極と対向する位置に電極が設けられていない領域を有するため、電極が設けられていない領域では振動が発生せず、圧電素子の振動を抑制して振動を分断することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光学素子を振動させて塵埃を除去する場合に、簡素な構成で振動の節の位置が固定されてしまうことを抑えることができ、塵を確実に除去することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成を示す模式図である。
【図２】振動源としての圧電素子が取り付けられた振動部材の構成を示す模式図である。
【図３】圧電素子の共振モードを示す模式図である。
【図４】第１の実施形態に係る撮像素子ユニットの構成を示す斜視図である。
【図５】圧電素子の領域Ｂ及び領域Ｃからの振動が振動部材に伝播する様子を示す模式図である。
【図６】特定の振幅取得ポイントＰにおける、振幅（変位）と周波数との関係を示す特性図である。
【図７】第２の実施形態に係る撮像素子ユニットの構成を示す斜視図である。
【図８】圧電素子と電極の配置をより詳細に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
［１．第１の実施形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置１００の概略構成について説明する。図１に示すように、撮像装置１００は、撮像素子１０２、振動部材１０４、シャッターユニット１０６、撮像光学系１０８、圧電素子駆動制御回路１１０、カメラ制御部１１２、圧電素子１１４を備える。撮像素子１０２は、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等の素子から構成される。撮像装置１００は、被写体像を撮像光学系１０８によって撮像素子１０２の撮像面上に結像し、撮像素子１０２による光電変換によって被写体像を電気信号に変換する。
【００２１】
図１に示す撮像装置１００は、振動部材１０４の振動源である圧電素子１１４に対して圧電素子駆動制御回路１１０を介して１の周波数の入力信号を送る。そして、撮像素子１０２の前方に配置された振動部材１０４を振動させて、振動部材１０４に付着した塵埃を除去する動作を実現している。
【００２２】
撮像素子１０２と振動部材１０４とは一体の撮像素子ユニット２００として構成されており、撮像素子１０２の撮像面と振動部材１０４との間の空間は密封されている。これにより、撮像素子１０２の撮像面に塵埃が付着することを抑止できるとともに、振動部材１０４に付着した塵埃を除去できるため、塵埃による像が撮像面に形成されることを確実に抑止できる。
【００２３】
図２は、振動源としての圧電素子１１４が取り付けられた振動部材１０４の構成を示す模式図である。図２に示すように、振動部材１０４の上部には、圧電素子１１４が取り付けられている。圧電素子１１４には、圧電素子駆動制御回路１１０から送られた駆動信号を入力するためのＦＰＣ１１６が取り付けられている。振動部材１０４は、撮像光学系１０８から入射した光が透過する光学素子であって、ここではローパスフィルタ（ＬＰＦ）を例示する。なお、本実施形態では、圧電素子１１４によって振動される光学素子としてローパスフィルタを例示しているが、光学素子はレンズ、またはガラス板などであっても良い。
【００２４】
本実施形態では、図２に示すような振動部材１０４に塵埃除去効果のある振動を生じさせる。このため、振動源である圧電素子１１４を振動させるが、圧電素子１１４の振動変位は非常に小さい。このため、図３に示すような共振モードを作り出すことにより、振動部材１０４に塵埃除去効果のある振動を発生させる。ここで、図３（Ａ）は、圧電素子１１４に２つの節と１つの腹が生じる振動モードで振動が発生する場合を示している。また、図３（Ｂ）は、圧電素子１１４に３つの節と２つの腹が生じる振動モードで振動が発生する場合を示している。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）よりも圧電素子１１４へ入力される信号の周波数が高い場合に相当する。
【００２５】
図３に示すように、共振モードでは、振動に腹の部分と節の部分が生成される。振動の腹の部分では、振幅が大きいため、付着した塵を効率良く除去することができる。一方、振動の節の部分は、振幅が０であるため、付着した塵を除去できない場合がある。
【００２６】
このため、本実施形態では、圧電素子１１４を１の周波数で駆動した場合に、圧電素子１１４の振動を２つに分割することで、実質的に２つの振動モードを生成して、振動部材１０４の全領域で節が生じないようにしている。これにより、１の周波数での駆動にも関わらず、振動部材１０４の全域を常に振動させることができ、振動部材１０４上に付着した塵を確実に除去することが可能となる。
【００２７】
図４は、本実施形態に係る撮像素子ユニット２００の構成を示す斜視図である。図４に示すように、撮像素子ユニット２００は、保持枠１２０と保持プレート１２２を備えている。振動部材１０４は、保持枠１２０に取り付けられ、保持枠１２０と保持プレート１２２の間にクッションを介在させて振動可能な状態で保持されている。圧電素子駆動制御回路１１０から送られた１の周波数の駆動信号は、ＦＰＣ１１６から圧電素子１１４へ入力される。
【００２８】
また、図４に示すように、振動部材１０４の上端面には、圧電素子１１４が貼り付けられている。圧電素子１１４は、振動部材１０４の上端面に沿って、上端面のほぼ全域に貼り付けられている。圧電素子１１４は、例えば紫外線硬化型の接着剤により振動部材１０４に接着されている。また、圧電素子１１４にはＦＰＣ１１６が接続されている。
【００２９】
図４に示す圧電素子１１４の面１１４ａと振動部材１０４の面１０４ａとは、同一面となるように構成されている。そして、圧電素子１１４と振動部材１０４との境界を跨ぐようにして、面１１４ａと面１０４ａの一部を覆うように入力遮蔽板１１８が取り付けられている。入力遮蔽板１１８は、例えば紫外線硬化型の接着剤により圧電素子１１４の面１１４ａと振動部材１０４の面１０４ａの双方に接着されている。
【００３０】
入力遮蔽板１１８は、振動部材１０４、および圧電素子１１４よりも振動し難い材料特性（密度、ヤング率）を有する素材から構成されている。一例として、入力遮蔽板１１８は、例えばステンレス等の剛性の高い材料から構成され、圧電素子１１４よりも十分に大きなヤング率を有している。このため、圧電素子１１４の入力遮蔽板１１８が接着された領域Ａでは、圧電素子１１４の他の領域Ｂ，Ｃに比べて振動が抑えられた状態となる。これにより、入力遮蔽板１１８を設けた位置で圧電素子１１４の収縮を分断することができ、入力遮蔽板１１８が貼り付けられた領域Ａを境として両側に異なる２つの振動状態を生成することができる。
【００３１】
圧電素子１１４の入力遮蔽板１１８が貼り付けられた領域Ａは、振動が抑えられた、振動の不感帯の領域（振動抑制領域）となる。一方、領域Ａの両側の領域Ｂ及び領域Ｃでは、圧電素子１１４はＦＰＣ１１６から供給される１の周波数の駆動信号によって振動する。
【００３２】
このため、圧電素子１１４は、領域Ａによって分断された領域Ｂ及び領域Ｃが個々に振動し、領域Ｂ及び領域Ｃからの双方の振動が振動部材１０４に伝播することによって、圧電素子１１４と振動部材１０４がともに振動する。図５は、領域Ｂ及び領域Ｃからの振動が振動部材１０４に伝播する様子を示す模式図である。
【００３３】
図５の中段の図に示すように、入力遮蔽板１１８が貼り付けられた領域Ａでは振動が抑制され、領域Ｂと領域Ｃからは、それぞれ振動モードが異なる振動が伝播する。ここでは、領域Ｂの振動モードを振動モードＢとし、領域Ｃの振動モードを振動モードＣとする。このため、圧電素子１１４への実際の入力周波数は１つであるが、圧電素子１１４に対して異なる２つの周波数を入力して振動させたような効果が得られる。
【００３４】
このため、振動部材１０４の表面の各位置では、振動モードＢによる振動と振動モードＣによる振動が合成されて変位が生じる。振動部材１０４の表面の任意の点では、一方の振動モードでは節の位置に相当して振幅が小さくなったとしても、他方の振動モードでは節の位置とならないようにすることができる。従って、振動モードＢと振動モードＣによる振動をともに伝播させることで、節の位置における振幅の低下を他の振動モードによる振動で補間することができるため、節の部分を大幅に減少させることができる。これにより、振動部材１０４の全域において、変位が０となる節の位置が生じないようにすることが可能である。この際、各振動モードにおいて、振動部材１０４上の節の位置は入力信号の周波数に応じて変化するため、周波数を最適な値に設定することで、振動部材１１４の表面に振幅（変位）が局所的に低下してしまう箇所が生じないようにすることが可能である。
【００３５】
図５の最下段の図において、振動部材１０４の表面に示す複数の点は、モードＢとモードＣのそれぞれにおいて、周波数応答解析を用いてシミュレーションした場合に振動の振幅（変位）を取得する振幅取得ポイントを示している。ここでは、一例として、振動部材１０４上に７×７＝４９箇所の振幅取得ポイントをマトリクス状に設定するものとする。また、振幅取得ポイントにおいて、実際の振幅を測定しても良い。
【００３６】
振動部材１０４の全域において振幅の節が生じないようにするために、ＦＰＣ１１６から圧電素子１０４に与える駆動信号の周波数を最適な値に設定する。このため、ＦＰＣ１１６から圧電素子１１４へ入力する周波数を変化させて、振動モードＢと振動モードＣのそれぞれについて、各振幅取得ポイントにおいて所定値以上の振幅が得られる周波数を予め取得する。
【００３７】
図６は、一例として、特定の振幅取得ポイントＰにおける、振幅（変位）と周波数との関係を示す特性図である。図６では、周波数応答解析を用いてシミュレーションした結果を示している。ここで、図６（Ａ）は、振動モードＢによる特性を示しており、図６（Ｂ）は振動モードＣによる特性を示している。また、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）の特性において、縦軸は振幅を、横軸は周波数を示している。
【００３８】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、周波数を変化させると、周波数の変化に伴って振幅が変化する。周波数の変化に伴い、振幅取得ポイントＰの位置が振動の節の位置に近づくと、振幅は最も小さくなる。
【００３９】
図６（Ａ）に示すように、振動モードＢにおいては、周波数ｆ１の場合に振幅が最大値に近くなる。また、同じ周波数ｆ１の場合に、振動モードＣにおいても、振幅が所定のしきい値Ｔよりも大きくなる。従って、振幅取得ポイントＰにおいては、振動モードＢと振動モードＣの双方において、比較的大きな振幅の振動を発生させることができる。
【００４０】
一方、周波数をｆ２とした場合は、振動モードＢと振動モードＣの双方において、共に振幅が所定のしきい値Ｔよりも小さくなってしまう。従って、周波数ｆ２の場合は、振幅取得ポイントＰにおいて十分な振幅の振動を発生させることができない。このため、振幅取得ポイントＰにおけるシミュレーションの結果からは、周波数はｆ１とすることが好適であることが判る。
【００４１】
以上のようなシミュレーションを各振幅取得ポイントに対して行い、全ての振幅取得ポイントにおいて、振動モードＢ，Ｃにおける振幅が所定値以上となり、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）の周波数ｆ２のような状態とならない周波数ｆ０を抽出する。これにより、圧電素子１１４を周波数ｆ０で駆動すると、各振幅取得ポイントにおいて十分な振幅が得られるため、振動部材１０４の表面の全域で付着した塵埃を確実に除去することができる。なお、上述した振幅取得ポイントの数は一例であり、振幅取得ポイントの数は適宜設定することができる。
【００４２】
また、入力遮蔽板１１８の水平方向の位置、入力遮蔽板１１８の幅（領域Ａの圧電素子１１４の長手方向の長さ）を変化させると、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示す破線、又は一点鎖線の特性に示すように、周波数に対する変位の特性を変化させることができる。従って、上述したシミュレーションの際に、周波数を変化させるとともに、必要に応じて入力遮蔽板１１８の水平方向の位置、または入力遮蔽板１１８の幅を変化させてシミュレーションを行うことで、全ての振幅取得ポイントにおいて十分な振幅を得ることができる周波数ｆ０を抽出することができる。
【００４３】
なお、入力遮蔽板１１８の位置を圧電素子１１４の端部に近接させると、振動モードＢ，Ｃの一方の振動の振幅が小さくなる場合がある。一方、入力遮蔽板１１８は圧電素子１１４の長手方向の中心近傍に配置すると、振動モードＢ、振動モードＣによる振幅を共に大きくすることができる。但し、各振幅取得ポイントにおける振幅は入力周波数に応じて変動するため、図６で説明した方法により最適な入力遮蔽板１１８の位置を設定するようにする。
【００４４】
以上のように、振動モードＢと振動モードＣの双方において、各振幅取得ポイントの振幅が所定値以上となるように周波数を設定し、必要に応じて領域Ａの位置、長さを調整することで、振動部材１０４の全域において、十分な変位の振動を確実に生じさせることが可能となり、振動部材１０４の表面に付着した塵を確実に除去することが可能となる。
【００４５】
従って、圧電素子１１４の駆動周波数を変化することなく、振動部材１０４上の振動の節部を大幅に減少させることができ、その結果、駆動時間に占める有効塵除去時間の割合を拡大することができる。従って、振動部材１０４上に付着した塵を除去する性能を格段に向上させることができるとともに、周波数を変化させるための回路構成等が不要であるため、構成を簡素にすることが可能となり、大幅なコストダウンを実現することができる。また、振動源である圧電素子１０４は１つ設けるのみで足りるため、２系統の振動源（圧電素子）と駆動回路を設ける構成と比較すると、製造コストを大幅に低下することができ、且つ装置の小型化を達成することが可能となる。
【００４６】
以上説明したように第１の実施形態によれば、圧電素子１１４の一部に入力遮蔽板１１８を貼り付けて圧電素子１１４の振動を分断するようにしたため、１の入力周波数から複数の振動モードを生じさせることができる。そして、振動部材１０４に設定した各振幅取得ポイントの振幅が塵除去に必要な所定値以上となるように周波数を設定することで、振動部材１０４の全域で確実に塵を除去することが可能となる。
【００４７】
［２．第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図７は、第２の実施形態に係る撮像素子ユニット２００の構成を示す斜視図である。第１の実施形態では、入力遮蔽板１１８を圧電素子１１４に貼り付けることで、圧電素子１１４の振動を分断するようにした。第２の実施形態は、圧電素子１１４の上面に電極を設けない領域を形成することで、その領域に振動が発生しないようにして、圧電素子１１４の振動を分断するものである。
【００４８】
図７に示すように、圧電素子１１４の上面には周波数を印加するための電極１１５ｃが設けられている。また、圧電素子１１４の長手方向の中央近傍には、電極１１５ｃが形成されていない領域Ｄが設けられている。この領域Ｄでは、電極１１５ｃが圧電素子１１４の側面を迂回している。従って、領域Ｄでは圧電素子１１４の上下方向に電圧が印加されないため、圧電素子１１４に振動は発生しない。
【００４９】
図８は、圧電素子１１４と電極１１５ａ〜１１５ｄの配置をより詳細に示す模式図である。ここで、図８（Ａ）は、第１の実施形態に係る圧電素子１１４における電極１１５ａ，１１５ｂの配置を示している。図８（Ａ）に示すように、圧電素子１１４の上面には＋側の電極１１５ａが配置され、圧電素子１１４の下面には−側の電極１１５ｂが配置される。下面に形成された電極１１５ｂは、圧電素子１１４の長手方向の一端面から上面に連なるように形成され、上面において電極１１５ａとの間にはスペースが設けられている。ＦＰＣ１１６は、圧電素子１１４の上面に貼り付けられ、電極１１５ａと電極１１５ｂのそれぞれに接続されている。このような構成によれば、ＦＰＣ１１６から入力信号を電極１１５ａ，１１５ｂのそれぞれに印加することにより、圧電素子１１４に上下方向（図中の矢印方向）の伸縮が発生し、この結果、圧電素子１１４の長手方向に収縮力が発生して、図３で説明したような振動を発生させることができる。
【００５０】
一方、図８（Ｂ）は、第２の実施形態に係る圧電素子１１４における電極１１５ｂ，１１５ｃ，１１５ｄの配置を示している。電極１１５ｂの構成は、図８（Ａ）と同様である。圧電素子１１４の上面には、電極１１４ｃが配置されている。Ｆ極１１４ｃの基本的な構成は電極１１５ａと同様であるが、電極１１４ｃは、圧電素子１１４の上面の領域Ｄには設けられておらず、圧電素子１１４の側面を迂回する迂回部１１４ｄによって領域Ｄを挟んだ両側の電極１１４ｃが相互に接続されている。このような構成によれば、ＦＰＣ１１６から入力信号を電極１１４ｂ，１１４ｃのそれぞれに印加すると、領域Ｄ以外では圧電素子１１４に上下方向（図中の矢印方向）に伸縮が発生するが、領域Ｄには電圧が印加されないため、領域Ｄでは圧電素子１１４に伸縮が発生しない。従って、領域Ｄで圧電素子１１４の振動を分断することができ、領域Ｄの両側の領域Ｂと領域Ｃにおいて、第１の実施形態と同様に異なる振動モードＢ，Ｃを発生させることができる。
【００５１】
第２の実施形態において、領域Ｂ及び領域Ｃからの振動が振動部材１０４に伝播する様子は、図５で説明した第１の実施形態と同様である。第１の実施形態と同様に、領域Ｂからは振動モードＢによる振動が振動部材１０４に伝播し、領域Ｃからは振動モードＣによる振動が振動部材１０４に伝播する。第１の実施形態と同様に、振動部材１０４の表面の各位置では、振動モードＢによる振動と振動モードＣによる振動が合成されて変位が生じる。従って、第１の実施形態と同様に、振動モードＢと振動モードＣの双方において、各振幅取得ポイントの振幅が所定値以上となるように周波数を設定し、必要に応じて領域Ｄの位置、長さを調整することで、振動部材１０４の全域において、確実に振動を生じさせることが可能となり、振動部材１０４の表面に付着した塵を確実に除去することが可能となる。
【００５２】
以上説明したように第２の実施形態によれば、圧電素子１１４の上面に、電極１１４ｃが設けられていない領域Ｄを形成することにより、圧電素子１１４の振動を分断することが可能となる。これにより、１の入力周波数を用いて、圧電素子１１４に複数の振動モードを生じさせることができる。そして、振動部材１０４に設定した各振幅取得ポイントの振幅が塵除去に必要な所定値以上となるように周波数を設定することで、振動部材１０４の全域で確実に塵を除去することが可能となる。
【００５３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５４】
１００ 撮像装置
１０２ 撮像素子
１０４ 振動部材
１１４ 圧電素子
１１５ａ〜１１５ｄ 電極
１１８ 入力遮蔽板
２００ 撮像素子ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子ユニット及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時においては、撮像素子の画素数の増加に伴い、画素ピッチが細かなものとなっている。このため、撮像素子の撮像面の近傍の光学素子面に付着した埃の影が撮像画像に写り込み、画質に影響を及ぼす問題が生じている。
【０００３】
このような問題に対処するため、例えば下記の特許文献１では、振動源（圧電素子）に入力する駆動周波数１つに対し、振動源が組み込まれた光学素子ユニット上に塵除去に有効な共振モードが１つしか発生しないため、共振モード上の振動の節を補い合うために、振動源に異なる２つ以上の駆動周波数を逐次入力して、塵除去に有効な異なる２つ以上の共振モードを逐次発生させている。
【０００４】
また、特許文献２に記載された技術では、２系統設けた振動源に、それぞれ異なる２つの駆動周波数を同時に入力して、塵除去に有効な異なる２つの共振モードを同時に発生させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４−１６９７６１号明細書
【特許文献２】特開２０１０−１１９０４９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、特許文献１に記載されているように、振動源に異なる２つ以上の駆動周波数を順次に入力する場合、振動の節の位置は周波数に応じて変化するが、振動の節は各周波数毎に必ず存在する。そして、振動の節の位置では振幅が０になるため、周波数を変化させたとしても、各周波数の振動の節の位置で塵埃を除去する性能が低下してしまう問題がある。また、特許文献１に記載された手法では、振動源に異なる２つ以上の駆動周波数を入力する必要があるため、駆動回路が複雑になり、コストが増大するという問題も生じる。
【０００７】
また、特許文献２に記載されている手法では、異なる周波数で駆動する２つの振動源を別個に設ける必要があるため、構成が複雑となり、部品点数が増加するとともに製造工程も増加するため、製造コストが上昇するといった問題が生じる。また、２つの振動源を設けることにより、装置内に比較的大きなスペースを確保する必要があり、装置の小型化に支障が生じる問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、光学素子を振動させて塵埃を除去する場合に、簡素な構成で振動の節の位置が固定されてしまうことを抑えることができ、塵を確実に除去することが可能な、新規かつ改良された撮像素子ユニット及び撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、被写体の光学像が結像される撮像面を有し、前記光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子よりも被写体側に配置された光学素子と、前記光学素子に装着され、１の周波数の駆動信号が入力されて振動し、少なくとも１つの振動抑制領域が設けられた圧電素子と、を備える撮像素子ユニットが提供される。
【００１０】
上記構成によれば、圧電素子には少なくとも１つの振動抑制領域が設けられるため、振動抑制領域によって振動を分断することができ、振動抑制領域の両側に異なるモードの振動を生じさせることができる。従って、光学素子の表面に異なるモードの振動をそれぞれ伝播させることができ、振動の節を最小限に抑えることが可能となる。従って、振動の節に起因する塵埃除去能力の低下を確実に抑止することが可能となる。
【００１１】
また、前記圧電素子の表面に貼り付けられた振動遮蔽板を備え、前記圧電素子の前記振動抑制領域は、前記振動遮蔽板が貼り付けられた領域である。かかる構成によれば、圧電素子の表面に振動遮蔽板が貼り付けられるため、振動遮蔽板を貼り付けた位置で圧電素子の振動を抑制して振動を分断することが可能となる。
【００１２】
また、前記圧電素子には、前記駆動信号を入力するための２つの電極が対向して設けられ、前記２つの電極のうちの一方の電極は、他方の電極と対向する位置に電極が設けられていない領域を有し、前記圧電素子の前記振動抑制領域は、前記電極が設けられていない領域である。かかる構成によれば、２つの電極のうちの一方の電極は、他方の電極と対向する位置に電極が設けられていない領域を有するため、電極が設けられていない領域では振動が発生せず、圧電素子の振動を抑制して振動を分断することが可能となる。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、被写体の光学像を結像する撮像光学系と、前記撮像光学系により被写体の光学像が結像される撮像面を有し、前記光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子よりも被写体側に配置された光学素子と、前記光学素子に装着され、１の周波数の駆動信号が入力されて振動し、少なくとも１つの振動抑制領域が設けられた圧電素子と、を備える撮像装置が提供される。
【００１４】
上記構成によれば、圧電素子には少なくとも１つの振動抑制領域が設けられるため、振動抑制領域によって振動を分断することができ、振動抑制領域の両側に異なるモードの振動を生じさせることができる。従って、光学素子の表面に異なるモードの振動をそれぞれ伝播させることができ、振動の節を最小限に抑えることが可能となる。従って、振動の節に起因する塵埃除去能力の低下を確実に抑止することが可能となる。
【００１５】
また、前記圧電素子の表面に貼り付けられた振動遮蔽板を備え、前記圧電素子の前記振動抑制領域は、前記振動遮蔽板が貼り付けられた領域である。かかる構成によれば、圧電素子の表面に振動遮蔽板が貼り付けられるため、振動遮蔽板を貼り付けた位置で圧電素子の振動を抑制して振動を分断することが可能となる。
【００１６】
また、前記圧電素子には、前記駆動信号を入力するための２つの電極が対向して設けられ、前記２つの電極のうちの一方の電極は、他方の電極と対向する位置に電極が設けられていない領域を有し、前記圧電素子の前記振動抑制領域は、前記電極が設けられていない領域である。かかる構成によれば、２つの電極のうちの一方の電極は、他方の電極と対向する位置に電極が設けられていない領域を有するため、電極が設けられていない領域では振動が発生せず、圧電素子の振動を抑制して振動を分断することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光学素子を振動させて塵埃を除去する場合に、簡素な構成で振動の節の位置が固定されてしまうことを抑えることができ、塵を確実に除去することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成を示す模式図である。
【図２】振動源としての圧電素子が取り付けられた振動部材の構成を示す模式図である。
【図３】圧電素子の共振モードを示す模式図である。
【図４】第１の実施形態に係る撮像素子ユニットの構成を示す斜視図である。
【図５】圧電素子の領域Ｂ及び領域Ｃからの振動が振動部材に伝播する様子を示す模式図である。
【図６】特定の振幅取得ポイントＰにおける、振幅（変位）と周波数との関係を示す特性図である。
【図７】第２の実施形態に係る撮像素子ユニットの構成を示す斜視図である。
【図８】圧電素子と電極の配置をより詳細に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
［１．第１の実施形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置１００の概略構成について説明する。図１に示すように、撮像装置１００は、撮像素子１０２、振動部材１０４、シャッターユニット１０６、撮像光学系１０８、圧電素子駆動制御回路１１０、カメラ制御部１１２、圧電素子１１４を備える。撮像素子１０２は、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等の素子から構成される。撮像装置１００は、被写体像を撮像光学系１０８によって撮像素子１０２の撮像面上に結像し、撮像素子１０２による光電変換によって被写体像を電気信号に変換する。
【００２１】
図１に示す撮像装置１００は、振動部材１０４の振動源である圧電素子１１４に対して圧電素子駆動制御回路１１０を介して１の周波数の入力信号を送る。そして、撮像素子１０２の前方に配置された振動部材１０４を振動させて、振動部材１０４に付着した塵埃を除去する動作を実現している。
【００２２】
撮像素子１０２と振動部材１０４とは一体の撮像素子ユニット２００として構成されており、撮像素子１０２の撮像面と振動部材１０４との間の空間は密封されている。これにより、撮像素子１０２の撮像面に塵埃が付着することを抑止できるとともに、振動部材１０４に付着した塵埃を除去できるため、塵埃による像が撮像面に形成されることを確実に抑止できる。
【００２３】
図２は、振動源としての圧電素子１１４が取り付けられた振動部材１０４の構成を示す模式図である。図２に示すように、振動部材１０４の上部には、圧電素子１１４が取り付けられている。圧電素子１１４には、圧電素子駆動制御回路１１０から送られた駆動信号を入力するためのＦＰＣ１１６が取り付けられている。振動部材１０４は、撮像光学系１０８から入射した光が透過する光学素子であって、ここではローパスフィルタ（ＬＰＦ）を例示する。なお、本実施形態では、圧電素子１１４によって振動される光学素子としてローパスフィルタを例示しているが、光学素子はレンズ、またはガラス板などであっても良い。
【００２４】
本実施形態では、図２に示すような振動部材１０４に塵埃除去効果のある振動を生じさせる。このため、振動源である圧電素子１１４を振動させるが、圧電素子１１４の振動変位は非常に小さい。このため、図３に示すような共振モードを作り出すことにより、振動部材１０４に塵埃除去効果のある振動を発生させる。ここで、図３（Ａ）は、圧電素子１１４に２つの節と１つの腹が生じる振動モードで振動が発生する場合を示している。また、図３（Ｂ）は、圧電素子１１４に３つの節と２つの腹が生じる振動モードで振動が発生する場合を示している。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）よりも圧電素子１１４へ入力される信号の周波数が高い場合に相当する。
【００２５】
図３に示すように、共振モードでは、振動に腹の部分と節の部分が生成される。振動の腹の部分では、振幅が大きいため、付着した塵を効率良く除去することができる。一方、振動の節の部分は、振幅が０であるため、付着した塵を除去できない場合がある。
【００２６】
このため、本実施形態では、圧電素子１１４を１の周波数で駆動した場合に、圧電素子１１４の振動を２つに分割することで、実質的に２つの振動モードを生成して、振動部材１０４の全領域で節が生じないようにしている。これにより、１の周波数での駆動にも関わらず、振動部材１０４の全域を常に振動させることができ、振動部材１０４上に付着した塵を確実に除去することが可能となる。
【００２７】
図４は、本実施形態に係る撮像素子ユニット２００の構成を示す斜視図である。図４に示すように、撮像素子ユニット２００は、保持枠１２０と保持プレート１２２を備えている。振動部材１０４は、保持枠１２０に取り付けられ、保持枠１２０と保持プレート１２２の間にクッションを介在させて振動可能な状態で保持されている。圧電素子駆動制御回路１１０から送られた１の周波数の駆動信号は、ＦＰＣ１１６から圧電素子１１４へ入力される。
【００２８】
また、図４に示すように、振動部材１０４の上端面には、圧電素子１１４が貼り付けられている。圧電素子１１４は、振動部材１０４の上端面に沿って、上端面のほぼ全域に貼り付けられている。圧電素子１１４は、例えば紫外線硬化型の接着剤により振動部材１０４に接着されている。また、圧電素子１１４にはＦＰＣ１１６が接続されている。
【００２９】
図４に示す圧電素子１１４の面１１４ａと振動部材１０４の面１０４ａとは、同一面となるように構成されている。そして、圧電素子１１４と振動部材１０４との境界を跨ぐようにして、面１１４ａと面１０４ａの一部を覆うように入力遮蔽板１１８が取り付けられている。入力遮蔽板１１８は、例えば紫外線硬化型の接着剤により圧電素子１１４の面１１４ａと振動部材１０４の面１０４ａの双方に接着されている。
【００３０】
入力遮蔽板１１８は、振動部材１０４、および圧電素子１１４よりも振動し難い材料特性（密度、ヤング率）を有する素材から構成されている。一例として、入力遮蔽板１１８は、例えばステンレス等の剛性の高い材料から構成され、圧電素子１１４よりも十分に大きなヤング率を有している。このため、圧電素子１１４の入力遮蔽板１１８が接着された領域Ａでは、圧電素子１１４の他の領域Ｂ，Ｃに比べて振動が抑えられた状態となる。これにより、入力遮蔽板１１８を設けた位置で圧電素子１１４の収縮を分断することができ、入力遮蔽板１１８が貼り付けられた領域Ａを境として両側に異なる２つの振動状態を生成することができる。
【００３１】
圧電素子１１４の入力遮蔽板１１８が貼り付けられた領域Ａは、振動が抑えられた、振動の不感帯の領域（振動抑制領域）となる。一方、領域Ａの両側の領域Ｂ及び領域Ｃでは、圧電素子１１４はＦＰＣ１１６から供給される１の周波数の駆動信号によって振動する。
【００３２】
このため、圧電素子１１４は、領域Ａによって分断された領域Ｂ及び領域Ｃが個々に振動し、領域Ｂ及び領域Ｃからの双方の振動が振動部材１０４に伝播することによって、圧電素子１１４と振動部材１０４がともに振動する。図５は、領域Ｂ及び領域Ｃからの振動が振動部材１０４に伝播する様子を示す模式図である。
【００３３】
図５の中段の図に示すように、入力遮蔽板１１８が貼り付けられた領域Ａでは振動が抑制され、領域Ｂと領域Ｃからは、それぞれ振動モードが異なる振動が伝播する。ここでは、領域Ｂの振動モードを振動モードＢとし、領域Ｃの振動モードを振動モードＣとする。このため、圧電素子１１４への実際の入力周波数は１つであるが、圧電素子１１４に対して異なる２つの周波数を入力して振動させたような効果が得られる。
【００３４】
このため、振動部材１０４の表面の各位置では、振動モードＢによる振動と振動モードＣによる振動が合成されて変位が生じる。振動部材１０４の表面の任意の点では、一方の振動モードでは節の位置に相当して振幅が小さくなったとしても、他方の振動モードでは節の位置とならないようにすることができる。従って、振動モードＢと振動モードＣによる振動をともに伝播させることで、節の位置における振幅の低下を他の振動モードによる振動で補間することができるため、節の部分を大幅に減少させることができる。これにより、振動部材１０４の全域において、変位が０となる節の位置が生じないようにすることが可能である。この際、各振動モードにおいて、振動部材１０４上の節の位置は入力信号の周波数に応じて変化するため、周波数を最適な値に設定することで、振動部材１１４の表面に振幅（変位）が局所的に低下してしまう箇所が生じないようにすることが可能である。
【００３５】
図５の最下段の図において、振動部材１０４の表面に示す複数の点は、モードＢとモードＣのそれぞれにおいて、周波数応答解析を用いてシミュレーションした場合に振動の振幅（変位）を取得する振幅取得ポイントを示している。ここでは、一例として、振動部材１０４上に７×７＝４９箇所の振幅取得ポイントをマトリクス状に設定するものとする。また、振幅取得ポイントにおいて、実際の振幅を測定しても良い。
【００３６】
振動部材１０４の全域において振幅の節が生じないようにするために、ＦＰＣ１１６から圧電素子１０４に与える駆動信号の周波数を最適な値に設定する。このため、ＦＰＣ１１６から圧電素子１１４へ入力する周波数を変化させて、振動モードＢと振動モードＣのそれぞれについて、各振幅取得ポイントにおいて所定値以上の振幅が得られる周波数を予め取得する。
【００３７】
図６は、一例として、特定の振幅取得ポイントＰにおける、振幅（変位）と周波数との関係を示す特性図である。図６では、周波数応答解析を用いてシミュレーションした結果を示している。ここで、図６（Ａ）は、振動モードＢによる特性を示しており、図６（Ｂ）は振動モードＣによる特性を示している。また、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）の特性において、縦軸は振幅を、横軸は周波数を示している。
【００３８】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、周波数を変化させると、周波数の変化に伴って振幅が変化する。周波数の変化に伴い、振幅取得ポイントＰの位置が振動の節の位置に近づくと、振幅は最も小さくなる。
【００３９】
図６（Ａ）に示すように、振動モードＢにおいては、周波数ｆ１の場合に振幅が最大値に近くなる。また、同じ周波数ｆ１の場合に、振動モードＣにおいても、振幅が所定のしきい値Ｔよりも大きくなる。従って、振幅取得ポイントＰにおいては、振動モードＢと振動モードＣの双方において、比較的大きな振幅の振動を発生させることができる。
【００４０】
一方、周波数をｆ２とした場合は、振動モードＢと振動モードＣの双方において、共に振幅が所定のしきい値Ｔよりも小さくなってしまう。従って、周波数ｆ２の場合は、振幅取得ポイントＰにおいて十分な振幅の振動を発生させることができない。このため、振幅取得ポイントＰにおけるシミュレーションの結果からは、周波数はｆ１とすることが好適であることが判る。
【００４１】
以上のようなシミュレーションを各振幅取得ポイントに対して行い、全ての振幅取得ポイントにおいて、振動モードＢ，Ｃにおける振幅が所定値以上となり、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）の周波数ｆ２のような状態とならない周波数ｆ０を抽出する。これにより、圧電素子１１４を周波数ｆ０で駆動すると、各振幅取得ポイントにおいて十分な振幅が得られるため、振動部材１０４の表面の全域で付着した塵埃を確実に除去することができる。なお、上述した振幅取得ポイントの数は一例であり、振幅取得ポイントの数は適宜設定することができる。
【００４２】
また、入力遮蔽板１１８の水平方向の位置、入力遮蔽板１１８の幅（領域Ａの圧電素子１１４の長手方向の長さ）を変化させると、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示す破線、又は一点鎖線の特性に示すように、周波数に対する変位の特性を変化させることができる。従って、上述したシミュレーションの際に、周波数を変化させるとともに、必要に応じて入力遮蔽板１１８の水平方向の位置、または入力遮蔽板１１８の幅を変化させてシミュレーションを行うことで、全ての振幅取得ポイントにおいて十分な振幅を得ることができる周波数ｆ０を抽出することができる。
【００４３】
なお、入力遮蔽板１１８の位置を圧電素子１１４の端部に近接させると、振動モードＢ，Ｃの一方の振動の振幅が小さくなる場合がある。一方、入力遮蔽板１１８は圧電素子１１４の長手方向の中心近傍に配置すると、振動モードＢ、振動モードＣによる振幅を共に大きくすることができる。但し、各振幅取得ポイントにおける振幅は入力周波数に応じて変動するため、図６で説明した方法により最適な入力遮蔽板１１８の位置を設定するようにする。
【００４４】
以上のように、振動モードＢと振動モードＣの双方において、各振幅取得ポイントの振幅が所定値以上となるように周波数を設定し、必要に応じて領域Ａの位置、長さを調整することで、振動部材１０４の全域において、十分な変位の振動を確実に生じさせることが可能となり、振動部材１０４の表面に付着した塵を確実に除去することが可能となる。
【００４５】
従って、圧電素子１１４の駆動周波数を変化することなく、振動部材１０４上の振動の節部を大幅に減少させることができ、その結果、駆動時間に占める有効塵除去時間の割合を拡大することができる。従って、振動部材１０４上に付着した塵を除去する性能を格段に向上させることができるとともに、周波数を変化させるための回路構成等が不要であるため、構成を簡素にすることが可能となり、大幅なコストダウンを実現することができる。また、振動源である圧電素子１０４は１つ設けるのみで足りるため、２系統の振動源（圧電素子）と駆動回路を設ける構成と比較すると、製造コストを大幅に低下することができ、且つ装置の小型化を達成することが可能となる。
【００４６】
以上説明したように第１の実施形態によれば、圧電素子１１４の一部に入力遮蔽板１１８を貼り付けて圧電素子１１４の振動を分断するようにしたため、１の入力周波数から複数の振動モードを生じさせることができる。そして、振動部材１０４に設定した各振幅取得ポイントの振幅が塵除去に必要な所定値以上となるように周波数を設定することで、振動部材１０４の全域で確実に塵を除去することが可能となる。
【００４７】
［２．第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図７は、第２の実施形態に係る撮像素子ユニット２００の構成を示す斜視図である。第１の実施形態では、入力遮蔽板１１８を圧電素子１１４に貼り付けることで、圧電素子１１４の振動を分断するようにした。第２の実施形態は、圧電素子１１４の上面に電極を設けない領域を形成することで、その領域に振動が発生しないようにして、圧電素子１１４の振動を分断するものである。
【００４８】
図７に示すように、圧電素子１１４の上面には周波数を印加するための電極１１５ｃが設けられている。また、圧電素子１１４の長手方向の中央近傍には、電極１１５ｃが形成されていない領域Ｄが設けられている。この領域Ｄでは、電極１１５ｃが圧電素子１１４の側面を迂回している。従って、領域Ｄでは圧電素子１１４の上下方向に電圧が印加されないため、圧電素子１１４に振動は発生しない。
【００４９】
図８は、圧電素子１１４と電極１１５ａ〜１１５ｄの配置をより詳細に示す模式図である。ここで、図８（Ａ）は、第１の実施形態に係る圧電素子１１４における電極１１５ａ，１１５ｂの配置を示している。図８（Ａ）に示すように、圧電素子１１４の上面には＋側の電極１１５ａが配置され、圧電素子１１４の下面には−側の電極１１５ｂが配置される。下面に形成された電極１１５ｂは、圧電素子１１４の長手方向の一端面から上面に連なるように形成され、上面において電極１１５ａとの間にはスペースが設けられている。ＦＰＣ１１６は、圧電素子１１４の上面に貼り付けられ、電極１１５ａと電極１１５ｂのそれぞれに接続されている。このような構成によれば、ＦＰＣ１１６から入力信号を電極１１５ａ，１１５ｂのそれぞれに印加することにより、圧電素子１１４に上下方向（図中の矢印方向）の伸縮が発生し、この結果、圧電素子１１４の長手方向に収縮力が発生して、図３で説明したような振動を発生させることができる。
【００５０】
一方、図８（Ｂ）は、第２の実施形態に係る圧電素子１１４における電極１１５ｂ，１１５ｃ，１１５ｄの配置を示している。電極１１５ｂの構成は、図８（Ａ）と同様である。圧電素子１１４の上面には、電極１１４ｃが配置されている。Ｆ極１１４ｃの基本的な構成は電極１１５ａと同様であるが、電極１１４ｃは、圧電素子１１４の上面の領域Ｄには設けられておらず、圧電素子１１４の側面を迂回する迂回部１１４ｄによって領域Ｄを挟んだ両側の電極１１４ｃが相互に接続されている。このような構成によれば、ＦＰＣ１１６から入力信号を電極１１４ｂ，１１４ｃのそれぞれに印加すると、領域Ｄ以外では圧電素子１１４に上下方向（図中の矢印方向）に伸縮が発生するが、領域Ｄには電圧が印加されないため、領域Ｄでは圧電素子１１４に伸縮が発生しない。従って、領域Ｄで圧電素子１１４の振動を分断することができ、領域Ｄの両側の領域Ｂと領域Ｃにおいて、第１の実施形態と同様に異なる振動モードＢ，Ｃを発生させることができる。
【００５１】
第２の実施形態において、領域Ｂ及び領域Ｃからの振動が振動部材１０４に伝播する様子は、図５で説明した第１の実施形態と同様である。第１の実施形態と同様に、領域Ｂからは振動モードＢによる振動が振動部材１０４に伝播し、領域Ｃからは振動モードＣによる振動が振動部材１０４に伝播する。第１の実施形態と同様に、振動部材１０４の表面の各位置では、振動モードＢによる振動と振動モードＣによる振動が合成されて変位が生じる。従って、第１の実施形態と同様に、振動モードＢと振動モードＣの双方において、各振幅取得ポイントの振幅が所定値以上となるように周波数を設定し、必要に応じて領域Ｄの位置、長さを調整することで、振動部材１０４の全域において、確実に振動を生じさせることが可能となり、振動部材１０４の表面に付着した塵を確実に除去することが可能となる。
【００５２】
以上説明したように第２の実施形態によれば、圧電素子１１４の上面に、電極１１４ｃが設けられていない領域Ｄを形成することにより、圧電素子１１４の振動を分断することが可能となる。これにより、１の入力周波数を用いて、圧電素子１１４に複数の振動モードを生じさせることができる。そして、振動部材１０４に設定した各振幅取得ポイントの振幅が塵除去に必要な所定値以上となるように周波数を設定することで、振動部材１０４の全域で確実に塵を除去することが可能となる。
【００５３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５４】
１００ 撮像装置
１０２ 撮像素子
１０４ 振動部材
１１４ 圧電素子
１１５ａ〜１１５ｄ 電極
１１８ 入力遮蔽板
２００ 撮像素子ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の光学像が結像される撮像面を有し、前記光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子よりも被写体側に配置された光学素子と、
前記光学素子に装着され、１の周波数の駆動信号が入力されて振動し、少なくとも１つの振動抑制領域が設けられた圧電素子と、
を備えることを特徴とする、撮像素子ユニット。
【請求項２】
前記圧電素子の表面に貼り付けられた振動遮蔽板を備え、
前記圧電素子の前記振動抑制領域は、前記振動遮蔽板が貼り付けられた領域であることを特徴とする、請求項１に記載の撮像素子ユニット。
【請求項３】
前記圧電素子には、前記駆動信号を入力するための２つの電極が対向して設けられ、
前記２つの電極のうちの一方の電極は、他方の電極と対向する位置に電極が設けられていない領域を有し、
前記圧電素子の前記振動抑制領域は、前記電極が設けられていない領域であることを特徴とする、請求項１に記載の撮像素子ユニット。
【請求項４】
被写体の光学像を結像する撮像光学系と、
前記撮像光学系により被写体の光学像が結像される撮像面を有し、前記光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子よりも被写体側に配置された光学素子と、
前記光学素子に装着され、１の周波数の駆動信号が入力されて振動し、少なくとも１つの振動抑制領域が設けられた圧電素子と、
を備えることを特徴とする、撮像装置。
【請求項５】
前記圧電素子の表面に貼り付けられた振動遮蔽板を備え、
前記圧電素子の前記振動抑制領域は、前記振動遮蔽板が貼り付けられた領域であることを特徴とする、請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記圧電素子には、前記駆動信号を入力するための２つの電極が対向して設けられ、
前記２つの電極のうちの一方の電極は、他方の電極と対向する位置に電極が設けられていない領域を有し、
前記圧電素子の前記振動抑制領域は、前記電極が設けられていない領域であることを特徴とする、請求項４に記載の撮像装置。
【請求項１】
被写体の光学像が結像される撮像面を有し、前記光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子よりも被写体側に配置された光学素子と、
前記光学素子に装着され、１の周波数の駆動信号が入力されて振動し、少なくとも１つの振動抑制領域が設けられた圧電素子と、
を備えることを特徴とする、撮像素子ユニット。
【請求項２】
前記圧電素子の表面に貼り付けられた振動遮蔽板を備え、
前記圧電素子の前記振動抑制領域は、前記振動遮蔽板が貼り付けられた領域であることを特徴とする、請求項１に記載の撮像素子ユニット。
【請求項３】
前記圧電素子には、前記駆動信号を入力するための２つの電極が対向して設けられ、
前記２つの電極のうちの一方の電極は、他方の電極と対向する位置に電極が設けられていない領域を有し、
前記圧電素子の前記振動抑制領域は、前記電極が設けられていない領域であることを特徴とする、請求項１に記載の撮像素子ユニット。
【請求項４】
被写体の光学像を結像する撮像光学系と、
前記撮像光学系により被写体の光学像が結像される撮像面を有し、前記光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子よりも被写体側に配置された光学素子と、
前記光学素子に装着され、１の周波数の駆動信号が入力されて振動し、少なくとも１つの振動抑制領域が設けられた圧電素子と、
を備えることを特徴とする、撮像装置。
【請求項５】
前記圧電素子の表面に貼り付けられた振動遮蔽板を備え、
前記圧電素子の前記振動抑制領域は、前記振動遮蔽板が貼り付けられた領域であることを特徴とする、請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記圧電素子には、前記駆動信号を入力するための２つの電極が対向して設けられ、
前記２つの電極のうちの一方の電極は、他方の電極と対向する位置に電極が設けられていない領域を有し、
前記圧電素子の前記振動抑制領域は、前記電極が設けられていない領域であることを特徴とする、請求項４に記載の撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１０５０９９（Ｐ２０１２−１０５０９９Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５２３２１（Ｐ２０１０−２５２３２１）
【出願日】平成２２年１１月１０日（２０１０．１１．１０）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１０日（２０１０．１１．１０）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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