JP5228507B2 - 光学部品、撮像装置および光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、光学部品、撮像装置および光学機器に関する。

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おこっている。このような問題を解消するために、防塵部材を、撮像素子と光学系との間に配置し、撮像素子およびフィルタなどの防塵を図ると共に、防塵部材に付着したゴミなどを振動により除去するシステムが開発されている（特許文献１参照）。

しかしながら、従来のシステムでは、防塵部材が円形のために、撮像素子をカバーするためには、大型の防塵部材が必要であり、撮像装置の小型化の要請に反していた。

また、従来のシステムでは、防塵部材として、圧電素子により光透過性部材の表面を振動させるシステムを用いる場合があり、そのような場合に、圧電素子の表面に形成してある電極からの光の反射により、撮像部に余計な光が入り込み、ゴーストやフレアなどの撮像不良が発生するおそれがあった。

特開２００３−３３８９６１号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、撮像部に余計な光が入り込むことを有効に防止することができる光学部品、撮像装置および光学機器を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る光学部品は、
光を透過可能な光透過性部材（１８）と、
励振に必要な電圧が供給される電極（２０ｂ，２０ｃ）を有し、前記光透過性部材（１８）に備えられ前記光透過性部材（１８）を励振する励振部材（２０）と、
前記電極（２０ｂ，２０ｃ）に接続された配線部材（９０）とを有し、
前記電極（２０ｂ，２０ｃ）は、前記配線部材（９０）に覆われている部分の面積が、前記配線部材（９０）に覆われていない部分の面積よりも大きいことを特徴とする。

本発明に係る光学部品では、励振部材（２０）により光透過性部材（１８）を振動させることにより、光透過性部材（１８）の表面に付着した塵埃などを有効に除去することができる。また、励振部材（２０）の電極（２０ｂ，２０ｃ）は、ほとんどの部分が、配線部材（９０）に覆われているので、電極（２０ｂ，２０ｃ）で光が反射することが少なくなり、撮像部（１２）に余計な光が入り込むことを有効に防止することができる。

また、配線部材（９０）は、励振部材（２０）の電極（２０ｂ，２０ｃ）に必要な電圧を供給するためのものであり、光の反射を防止するための特別な別部材を用意することなく、不要な反射光を防止することができる。すなわち、部品点数の削減にも寄与する。

配線部材（９０）により覆われている前記電極（２０ｂ，２０ｃ）は、前記励振部材（２０）の前記光透過性部材（１８）に向き合う側とは反対側の面であることが好ましい。この部分の電極（２０ｂ，２０ｃ）が光の反射光を発生しやすいため、この部分の電極（２０ｂ，２０ｃ）を配線部材（９０）で覆うことにより、反射光を有効に防止することができる。

好ましくは、前記電極（２０ｂ，２０ｃ）は、その８０％以上の面積が前記配線部材（９０）に覆われている。配線部材（９０）により覆われている面積が多いほど、反射防止の効果が大きくなる。

好ましくは、前記励振部材（２０）と前記光透過性部材（１８）とを接着する接着剤（９４）を有し、前記配線部材（９０）は、前記接着剤（９４）を覆っている。接着剤（９４）は、光を反射して不要な光を発生させることもあるので、その部分を含めて配線部材（９０）で覆うことにより、不要な反射光を、さらに低減することができる。

好ましくは、前記配線部材（９０）の長手方向に沿って垂直な幅は、前記電極（２０ｂ，２０ｃ）の長手方向に沿って垂直な幅よりも幅広の部分を有する。幅広の部分を配線部材（９０）が有することで、電極（２０ｂ，２０ｃ）の表面を配線部材（９０）により有効に覆うことができる。

好ましくは、前記励振部材（２０）は、前記光透過性部材（１８）を通して撮像部（１２）へ直接に入射する光の通過路を避けた位置で前記光透過性部材（１８）に装着され、
前記励振部材（２０）の表面に形成された電極（２０ｂ，２０ｃ）における前記撮像部（１２）に近い側の縁部を少なくとも覆うように、前記配線部材（９０）が前記電極（２０ｂ，２０ｃ）に装着される。

励振部材（２０）の表面に形成された電極（２０ｂ，２０ｃ）における撮像部（１２）に近い側の縁部において、撮像部（１２）へ向かう光が反射しやすいため、その部分を配線部材（９０）で覆うことで、不要な反射光の発生を有効に防止することができる。

前記光透過性部材（１８，３０）は、光を透過可能な第１光透過層（１８）と、第１光透過層（１８）とは異なる第２光透過層（１３，１４，１５）とを有しても良い。また、前記第１光透過層（１８）は、前記第２光透過層（１３，１４，１５）と対向する対向領域と、前記第２光透過層（１３，１４，１５）と対向しない非対向領域とを有してもよい。さらに、前記配線部材（９０）は、前記第１光透過層（１８）の前記非対向領域に備えられていてもよい。

配線部材（９０）を非対向領域に配置することで、スペースの有効利用が図られ、光学部品の小型化に寄与する。

本発明に係る撮像装置は、上記に記載の光学部品と、
前記光透過性部材（１８，３０）に対向して備えられ、前記光透過性部材（１８，３０）を透過した光を撮像する撮像部（１２）とを有する。

好ましくは、前記撮像部（１２）は、前記光透過性部材（１８，３０）の前記励振部材（２０）が備えられた側とは反対側に備えられている。

本発明の光学機器は、上記に記載の撮像装置を有する。

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つけて説明したが、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。更に、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。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るカメラの全体ブロック図、
図２は図１に示す撮像装置の平面図、
図３（Ａ）は図２に示すIIIＡ−IIIＡ線に沿う概略断面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）に示す圧電素子と配線部材の要部拡大断面図、
図４は図３（Ａ）に示す圧電素子と配線部材の斜視図、
図５（Ａ）〜図５（Ｅ）は振動モードを示す概略図である。
第１実施形態

まず、図１に基づき、本実施形態のカメラ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の水晶板１８が略垂直に交差するように配置される。水晶板１８については、後述する。

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。また、スチルカメラに限らず、ビデオカメラ、顕微鏡、携帯電話などの光学機器にも適用できる。以下の説明では、説明の容易化のために、レンズ鏡筒４２とカメラボディ４０とが着脱自在となる一眼レフカメラについて説明する。

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。

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ようになっている。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に内蔵してある。

ボディＣＰＵ５０には、レリーズスイッチ５１、ストロボ５３、表示部５５、ジャイロセンサ７０、ＥＥＰＲＯＭ（メモリ）６０、防振スイッチ６２、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などが接続してある。画像コントローラ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〜図３参照）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は、たとえばＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子で構成される。

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。また、ボディＣＰＵ５０はＥＥＰＲＯＭ６０から入力された情報と、ジャイロセンサ７０からの出力を受けて算出したブレの角度、焦点距離情報、距離情報から、防振駆動部目標位置を算出し、像ぶれ補正制御を行う。なお、像ぶれ補正制御の詳細に関しては省略する。

表示部５５は、主として液晶表示装置などで構成され、出力結果やメニューなどを表示する。レリーズスイッチ５１は、シャッター駆動のタイミングを操作するスイッチであり、ボディＣＰＵ５０にスイッチの状態を出力し、半押し時にはＡＦ、ＡＥ、状況により防振駆動を行い、全押し時には、ミラーアップ、シャッター駆動等を行う。

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。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。

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。

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ー駆動を行う。不図示のシャッター駆動部（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。防振スイッチ６２は、防振ＯＮ、ＯＦＦの状態を撮像素子ユニットＣＰＵに出力する。ジャイロセンサ７０は、ボディに生じるブレの角速度を検出し、ボディＣＰＵ５０に出力する。ＥＥＰＲＯＭ６０は、ジャイロセンサのゲイン値、角度調整値などの情報を有し、ボディＣＰＵに出力する。

防塵駆動フィルタ駆動回路５６は、後述する図２および図３に示す圧電素子２０に接続してあり、所定条件を満足する場合に、圧電素子２０を駆動し、図５（Ｂ）〜図５（Ｅ）に示すように、水晶板１８を振動させ、水晶板１８の表面に付着している塵埃などを飛ばして除去する動作を行う。

たとえば圧電素子２０には、周期的な矩形波もしくはサイン波等の電圧を印加する。このように防塵フィルタ駆動回路５６を制御して圧電素子２０に周期的な電圧を印加することにより、水晶板１８が振動し、塵が水晶板１８の表面から受けた慣性力が塵の付着力を上回ると、塵は水晶板１８の表面から離れる。振動モードの詳細に関しては後述する。

本実施形態では、防塵駆動フィルタ駆動回路５６には、振動モード選択回路８０が接続してある。振動モード選択回路８０は、ボディＣＰＵ５０を通して、防塵駆動フィルタ駆動回路５６を制御する。振動モード選択回路８０による制御の詳細については、後述する。

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を制御する駆動モータ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。

レンズ鏡筒４２におけ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。デジタル通信用接点ではレンズＣＰＵ５８から出力された焦点距離、被写体距離、フォーカス位置情報等のデジタル情報をボディＣＰＵ５０に入力するための通信と、ボディＣＰＵ５０から出力されたフォーカス位置や絞り量等のデジタル情報をレンズＣＰＵ５８に入力するための通信を行う。ボディＣＰＵ５０からのフォーカス位置情報や絞り量情報を受けてレンズＣＰＵ５８がＡＦ、絞り制御を行う。

焦点距離エンコーダ６６は、ズームレンズ群の位置情報より焦点距離を換算する。すなわち、焦点距離エンコーダ６６は、焦点距離をエンコードし、レンズＣＰＵに出力する。

距離エンコーダ６４は、フォーカシングレンズ群の位置情報より被写体距離を換算する。すなわち、距離エンコーダ６４は、被写体距離をエンコードし、レンズＣＰＵ５８に出力する。

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ＣＰＵには、焦点距離、被写体距離等が入力され、レンズ接点を介してボディ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。

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。

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、光透過性を有する積層板３０の外周が取り付けられる。ケース１７の外周側取付部１７ｂには、水晶板１８の外周が気密シール部材１６を介して装着され、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。ここでは、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、水晶板１８を気密シール部材１６方向へと付勢している。

その結果、撮像素子１２の周囲は、基板１０、ケース１７、積層板３０、気密シール部材１６および積層板３０により密封され、塵等がケース外部から、撮像素子１２の収納空間に入るのを防止することができる。加圧部材１９はケース１７の上面に、たとえば着脱自在にビス止めされており、ケース１７の上面に形成してある位置決めピン１７ｃにより、長方形状の水晶板１８の長手方向の位置決めが成されている。なお、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、後述する水晶板１８の曲げ振動の動きを妨げないようになっている。

積層板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とで構成してある。積層方法としては、接着剤による積層、あるいはその他の積層方法でも良い。

積層板３０のうち、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とは、全て同じ大きさであり、水晶板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。

水晶波長板１５は、直線偏光を円偏向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、水晶板１８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度方向（短辺方向）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）の複屈折を有する水晶板である。本実施形態では、水晶板１８が０°方向（長辺方向）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）の複屈折を有する水晶板であるが、逆でも良い。

本実施形態では、相互に離れて配置された二つの水晶板１３および１８により、基本的には、光学ローパスフィルタ（ＯＬＰＦ）を構成している。なお、一般的には、光学ローパスフィルタは、二つの水晶板１３および１８の間に、赤外線吸収ガラス１４および水晶波長板１５が積層されて光学ローパスフィルタ（ＯＬＰＦ）を構成している。

本実施形態では、ケース１７の内部において、二つの水晶板１３および１８の内の一つの水晶板１８を、透明な防塵部材として、水晶板１３とは別に配置し、水晶板１３は、赤外線吸収ガラス１４および水晶波長板１５と共に積層し、積層板３０を構成している。水晶板１８は、積層板３０よりも大きな面積を有し、しかも、水晶のＺ軸から特定の角度（θ＝＋４５度）で切り出した水晶板を用いている。水晶は、人工の水晶でもよいし天然水晶でもよい。

水晶は、結晶成長軸であるＺ軸と、そのＺ軸に対して相互に垂直なＸ軸およびＹ軸を有する。Ｘ軸とは、例えば、Ｚ軸に対して直交する電気軸である。また、Ｙ軸とは、例えば、Ｚ軸に対して直交する機械軸である。本実施形態では、水晶のＺ軸に対して、Ｘ軸の矢印に向けて時計回り方向にθ＝約＋４５度の角度の面が平板の平面となるように切り出した平板を水晶板１８として用いる。

なお、本実施形態において、約＋４５度の角度とは、＋４５度から多少変動したものを含む。例えば、＋４５度の角度に対して、±３度の変動であれば十分な効果を得ることができる。また、θの角度がプラスの値とは、Ｚ軸に対して、Ｘ軸の矢印に向けて時計回り方向の角度であり、反対方向の角度は、マイナスの値となる。

本実施形態では、積層板３０の一部を構成する水晶板１３は、水晶板１８と同様に、水晶からθ＝約＋４５度の角度の面が平板の平面となるように切り出された平板であっても良いし、その他の角度にて切り出された平板であっても良い。ただし、水晶板１３の複屈折の方向は、水晶板１８に対して、９０度異なる水晶板であることが好ましい。効果的にＯＰＬＦとして機能し、モアレ現象を防止するためである。

水晶からθ＝＋４５度の角度の面でカットされた平板から成る水晶板１８は、θ＝−４５度の角度の面でカットされた平板から成る水晶板に比較して、弾性係数が異なり、曲げ剛性が低く、共振周波数が約２０％低い。水晶板１８の厚みは、撮像素子の画素ピッチに対応して最適に設計され、例えば水晶板１３の厚みと同じである。

図２および図３（Ａ）に示すように、水晶板１８の表面（ケース１７に対して外側の面）には、励振部材としての一対の圧電素子２０が、長方形状の水晶板１８の長手方向Ｌに沿って両側位置に、水晶のＸ軸方向に平行に延在するように接着してある。

図３（Ｂ）および図４に示すように、圧電素子２０は、たとえばPZT素子で構成される素子本体２０ａを有する。この素子本体２０ａに対して、厚み方向ｔに電圧を印加するために、素子本体２０ａの表面には、第１表面電極２０ｂおよび第２表面電圧２０ｃが形成され、第２表面電圧２０ｃが側面電極２０ｄを通して裏面電極２０ｅに接続してある。

なお、第２表面電極２０ｃは、側面電極２０ｄではなく、素子本体２０ａの内部に形成されたスルーホール電極により、背面電極２０ｅと接続してあっても良い。素子本体２０ａを圧電変位させるために、第１表面電極２０ｃと第２表面電極２０ｄには、所定の周期で電位差が生じる電圧が印加される。

図３（Ｂ）に示すように、背面電極２０ｅは、圧電素子２０の背面側に位置し、接着剤９４により水晶板１８に接着される。第１表面電極２０ｂと背面電極２０ｅとの間に位置する素子本体２０ａに電圧を印加するために、背面電極２０ｅは、側面電極２０ｄを介して第２表面電極２０ｃに接続され、第１表面電極２０ａと、第２表面電極２０ｂとは絶縁されて配線部材９０に接続される。

配線部材９０としては、たとえばフレキシブル配線が用いられる。各配線部材９０には、図２に示すように、外部端子９０ａが装着してあり、図１に示す防塵フィルタ駆動回路５６に対して配線または接続可能になっている。

配線部材９０の内部に配置された各配線（図示省略）は、第１表面電極２０ｂおよび第２表面電極２０ｃに、絶縁して各々接続するために、たとえば図３（Ｂ）に示す導電性接着剤９２を用いて熱圧着してある。通常、圧電素子２０は、配線部材９０に熱圧着された後に、水晶板１８の表面に接着剤９４で接続される。

図３（Ｂ）および図４に示すように、本実施形態では、配線部材９０は、圧電素子２０における第１表面電極２０ｂおよび第２表面電極２０ｃの合計面積に対して、８０％以上の面積を覆うように、これらの電極２０ｂ，２０ｃに接合してある。好ましくは、配線部材９０は、圧電素子２０における第１表面電極２０ｂおよび第２表面電極２０ｃの長手方向に沿って一体的に覆っている。

なお、図２および図３（Ａ）に示すように、圧電素子２０は、水晶板１８を通して撮像素子１２へ直接に入射する光の通過路を避けた位置で水晶板１８に装着される。そして、各配線部材９０は、圧電素子２０における表面電極２０ｂ，２０ｃにおける撮像素子１２に近い側の縁部２０ｆを少なくとも覆うように、表面電極２０ｂ，２０ｃに装着されることが好ましい。

しかも、本実施形態では、図３（Ｂ）に示すように、配線部材９０の長手方向に沿って垂直な幅は、第１表面電極２０ｂの長手方向に沿って垂直な幅よりも幅広の部分を有し、配線部材９０は、圧電素子２０を水晶板１８に接合するための接着剤９４のはみ出し部をも覆っている。

各配線部材９０の表面（圧電素子２０と接合される面と反対側の面）には、反射防止処理が成されていることが好ましい。反射防止処理としては、たとえば黒色などの反射が少ない色での着色処理、粗面化処理などが例示されるが、これらに限定されない。

次に、圧電素子２０による水晶板１８の振動モードについて説明する。本実施形態では、図１に示す振動モード選択回路８０から防塵フィルタ駆動回路５６に信号を送り、回路５６から配線部材９０を介して、たとえば図５（Ａ）に示す一方の圧電素子２０を、駆動信号Ｒ１で駆動し、他方の圧電素子２０を駆動信号Ｒ２で駆動する。

駆動信号Ｒ１と駆動信号Ｒ２とが相互に逆位相の駆動信号である場合には、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）に示すように、一対の圧電素子２０は相互に逆パターンで収縮および拡張を繰り返し、水晶板１８は、その長手方向Ｌに沿って６次曲げ振動モードで振動する。６次曲げ振動モードは、偶数振動モードの一種であり、振動の腹の数が６個となる屈曲振動モードである。

６次曲げ振動モードの節２２は、水晶板１８の長手方向Ｌに沿って７つであり、それらの節２２は、水晶板１８を構成する水晶のＸ軸に対して平行になる。振動の節２２の位置は、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）に示すように、振動モードが変化しない場合には、変化しない。

また、振動モードを変える場合には、図１に示す振動モード選択回路８０から防塵フィルタ駆動回路５６に信号を送り、振動モードを変化させる。たとえば 駆動信号Ｒ１と駆動信号Ｒ２とを相互に同一位相の駆動信号とし、これらを配線部材９０を介して一対の圧電素子２０に印加する。

その場合には、図５（Ｄ）および図５（Ｅ）に示すように、一対の圧電素子２０は同時に同じパターンで収縮および拡張を繰り返し、積層板３０を、積層板３０の長手方向Ｌに沿って７次曲げ振動モードで振動させることができる。７次曲げ振動モードは、奇数振動モードの一種であり、振動の腹の数が７個となる屈曲振動モードである。

７次曲げ振動モードの節２２は、水晶板１８の長手方向Ｌに沿って８つであり、それらの節２２は、水晶板１８を構成する水晶のＸ軸に対して平行になる。振動の節２２の位置は、図５（Ｄ）および図５（Ｅ）に示すように、振動モードが変化しない場合には、変化しない。

図５（Ｂ）〜図５（Ｅ）に示すように、振動モードを変化させることで、水晶板１８における節２２の位置を変化させることができる。その結果、ある特定の振動モードでは、水晶板１８の表面において、節２２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、節２２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、水晶板１８の外面全域に渡りゴミ除去が可能になる。

たとえば図５（Ｂ）および図５（Ｃ）に示すような偶数次の曲げ振動モードでは、長手方向Ｌの中央が振動の節となるので、その長手方向Ｌの中央付近の塵埃を吹き飛ばす加速度が小さくなるおそれがある。一方、図５（Ｄ）および図５（Ｅ）に示すような奇数次の曲げ振動モードでは、長手方向Ｌの中央が振動の腹になるので、その長手方向Ｌの中央付近の塵埃を吹き飛ばす加速度が非常に大きくなる。したがって、偶数次の曲げ振動モードと奇数次の曲げ振動モードとを切り替えることにより、塵埃を有効に除去することができる。

なお、互いに振動モード数が近い偶数次の曲げ振動モードと奇数次の曲げ振動モードとを切り替えることも好ましい。たとえば図示の実施形態では、振動モード数が近い６次と７次の曲げ振動モードを切り替えているので、長手方向Ｌの中央部分以外の部分についても、一方のモードで振動の節となる部分が他方のモードで振動の腹となり、塵埃を有効に除去することができる。

本実施形態では、水晶板１８の長手方向Ｌの両側に配置してある各圧電素子２０の外側に位置する節２２の近くにおいて、図２および図３に示す加圧部材１９が、水晶板１８の外面から気密シール部材１６の方向に押圧している。加圧部材１９は、水晶板１８の長手方向Ｌの両側を、振動の節２２に平行に加圧するのみであり、水晶板１８における曲げ振動の節２２と直交する方向の両端部は加圧しない。水晶板１８および積層板３０の曲げ振動を抑制しないようにするためである。なお、図３に示す実施形態において、水晶板１８を挟んで、圧電素子２０と気密シール部材１６とを長手方向Ｌの同じ位置に配置してもよい。

本実施形態に係る撮像素子ユニット４では、各圧電素子２０の表面電極２０ｂ，２０ｃは、ほとんどの部分が、配線部材９０に覆われているので、表面電極２０ｂ，２０ｃで光が反射することが少なくなり、撮像素子１２に余計な光が入り込むことを有効に防止することができる。

また、配線部材９０は、圧電素子９０の電極２０ｂ，２０ｅ間に必要な電圧を供給するためのものであり、光の反射を防止するための特別な別部材を用意することなく、不要な反射光を防止することができる。すなわち、部品点数の削減にも寄与する。

さらに、本実施形態では、配線部材９０は、圧電素子２０と水晶板１８とを接着する接着剤９４のはみ出し部分までも覆っている。接着剤９４は、光を反射して不要な光を発生させることもあるので、その部分を含めて配線部材９０で覆うことにより、不要な反射光を、さらに低減することができる。

さらにまた、本実施形態では、圧電素子２０の表面電極２０ｃ，２０ｄにおける撮像素子１２に近い側の縁部２０ｆにおいて、撮像素子１２へ向かう光が反射しやすいが、その部分を配線部材９０で覆うことで、不要な反射光の発生をさらに有効に防止することができる。

また、本実施形態では、水晶板１８は、ＯＬＰＦの一部として利用することが可能であり、防塵のための新たな部材を別に必要とせず、部品点数の削減および装置のコンパクト化に寄与する。

また、本実施形態では、水晶板１８が長方形であり、撮像素子１２の撮像面が長方形であるため、円形ガラスを振動させる場合と比べて、防塵のために水晶板が占めるスペースが少なくて済み、装置のコンパクト化に寄与する。

さらにまた本実施形態では、ＯＰＬＦの一部を構成する一方の水晶板１８が、当該水晶板１８を除くＯＰＬＦの積層板３０に対して、気密シール部材１６の厚みに相当する所定の間隔で備えられている。そのため、水晶板１８と積層板３０を含むＯＰＬＦの全体を振動させる場合に比較して、水晶板１８のみを振動させることで、少ないエネルギーで振動加速度を大きくすることが可能になり、防塵効果が向上すると共に、省エネルギーにも寄与する。

さらに本実施形態では、水晶板の表面弾性波による振動（駆動周波数が数ＭＨｚ）ではなく、水晶板１８の曲げ振動（駆動周波数が数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ）を用いて、振動加速度による塵埃などの除去機能を発揮しているため、防塵効果に優れている。

なお、上述した実施形態では、水晶板１８が長方形であり、長方形の短辺が水晶のＸ軸と略平行であるが、長方形の長辺をＸ軸と略平行にしても良い。また、上述した実施形態では、一対の圧電素子２０を、長方形の水晶板１８の長辺方向の両側に配置したが、短辺方向の両側に配置しても良い。

また、別の実施形態では、図２〜図３に示すケース１７よりも、水晶板１８の長手方向Ｌの幅を大きくし、水晶板１８における長手方向Ｌの両端において、水晶板１８の背面に圧電素子２０を接着するように構成しても良い。その場合においても、圧電素子２０における水晶板１８との接合面とは反対側の表面に形成してある表面電極を配線部材が覆うことになる。

また、上述した実施形態では、撮像素子１２を移動させてブレ補正を行う撮像装置を用いて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、レンズを移動させてブレ補正を行う撮像装置でも良いし、ブレ補正機能を有しない撮像装置であっても良い。

さらに、上述した実施形態では、水晶板１８における長手方向Ｌの両側に配置してある圧電素子２０は、相互に同じ分極方向の圧電素子で構成してあるが、これらは相互に異なる分極方向の圧電素子で構成しても良い。その場合には、一対の圧電素子２０に対して、相互に同一位相の駆動信号Ｒ１および駆動信号Ｒ２を印加した場合には、偶数の屈曲振動モードで水晶板１８が振動する。また、一対の圧電素子２０に対して、相互に逆位相の駆動信号Ｒ１および駆動信号Ｒ２を印加した場合には、奇数の屈曲振動モードで水晶板１８が振動する。

さらに上述した実施形態では、６次曲げ振動モードと７次曲げ振動モードとで切り替えて水晶板１８を振動させたが、曲げ振動モードとしては、これらの数次に限定されず、その他の偶数振動モードと奇数振動モードとで切り替えて水晶板１８を振動させてもよい。ただし、振動モードとしては、好ましくは６〜１１次の振動モードである。

また、撮影装置の電源をオンにしてから撮影までの期間、および、撮影と撮影との間の期間の少なくとも一方において、偶数振動モードと奇数振動モードとの切替を少なくとも一回以上行うことが好ましい。

さらにまた、上述した実施形態の変形例として、図３に示す水晶板１８を、透明な保護ガラス板で構成し、積層板３０を、ＯＰＬＦを構成する４枚の積層板で構成してもよい。
第２実施形態

この第２実施形態では、図６に示すように、撮像素子ユニット４ａの断面構造を、図３（Ａ）に示す実施形態の断面構造と異ならせた以外は、第１実施形態と同様であり、共通する部分の説明は省略し、異なる部分のみについて説明する。

この実施形態では、水晶板１３と、赤外線吸収ガラス板１４と、水晶波長板１５と、水晶板１８とを直接に積層して、ＯＰＬＦを構成し、水晶板１８の長手方向Ｌの幅を、他の積層板３０の幅（対向領域）よりも大きくしてある。そして、積層板３０が形成されていない水晶板１８の長手方向Ｌの両側表面（非対向領域）に、各圧電素子２０がそれぞれ装着してある。そして、図３（Ｂ）および図４に示す場合同様にして、各圧電素子２０の表面電極２０ｂ，２０ｃを配線部材９０で覆っている。

この実施形態に係る撮像ユニット４ａでは、圧電素子２０および配線部材９０が、積層板３０からはみ出している水晶板１８の表面に形成してあることから、図３に示す第１実施形態に係る撮像ユニット４に比較して、さらに全体サイズのコンパクト化を図ることができる。その他の作用効果は、前記の第１実施形態と同様である。

なお、第２実施形態では、積層板３０は、水晶板１８の表面における圧電素子２０と同じ側に装着してあるが、圧電素子２０とは反対側である撮像素子１２側（ユニット４ａの内側）に積層しても良い。

また、この第２実施形態の変形例として、長手方向Ｌの幅が全て同じである水晶板１３と、赤外線吸収ガラス板１４と、水晶波長板１５と、水晶板１８とを直接に積層して、ＯＰＬＦを構成し、この水晶板１３の長手方向Ｌの両側表面に、各圧電素子２０をそれぞれ装着してもよい。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

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である。 図２は図１に示す撮像装置の平面図である。 図３（Ａ）は図２に示すIIIＡ−IIIＡ線に沿う概略断面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）に示す圧電素子と配線部材の要部拡大断面図である。 図４は図３（Ａ）に示す圧電素子と配線部材の斜視図である。 図５（Ａ）〜図５（Ｅ）は振動モードを示す概略図である。 図６は本発明の一実施形態に係る別の概略断面図である。

符号の説明

４… 撮像素子ユニット
１２… 撮像素子
１３… 水晶板
１４… 赤外線吸収ガラス板
１５… 水晶波長板
１６… 気密シール部材
１７… ケース
１８… 水晶板
１９… 加圧部材
２０… 圧電素子
２０ａ… 素子本体
２０ｂ… 第１表面電極
２０ｃ… 第２表面電極
２０ｄ… 側面電極
２０ｅ… 背面電極
２０ｆ… 縁部
２２… 振動の節
３０… 積層板
５６… 防塵フィルタ駆動回路
８０… 振動モード選択回路
９０… 配線部材
９２… 導電性接着剤
９４… 接着剤

Claims (16)

1. 光を透過可能な光透過性部材と、
   励振に必要な電圧が供給される電極を有し、前記光透過性部材に備えられ前記光透過性部材を励振する励振部材と、
   前記電極に接続され余計な光を抑制する配線部材とを有し、
   前記電極は、前記配線部材に覆われている部分の面積が、前記配線部材に覆われていない部分の面積よりも大きいことを特徴とする光学部品。
2. 光を透過可能な光透過性部材と、
   励振に必要な電圧が供給される電極を有し、前記光透過性部材に備えられ前記光透過性部材を励振する励振部材と、
   前記電極に接続され光の反射を低減する配線部材とを有し、
   前記電極は、前記配線部材に覆われている部分の面積が、前記配線部材に覆われていない部分の面積よりも大きいことを特徴とする光学部品。
3. 光を透過可能な光透過性部材と、
   励振に必要な電圧が供給される電極を有し、前記光透過性部材に備えられ前記光透過性部材を励振する励振部材と、
   前記電極に接続された配線部材とを有し、
   前記電極は、前記配線部材に覆われている部分の面積が、前記配線部材に覆われていない部分の面積よりも大きく、
   前記配線部材は、着色処理又は粗面化処理が施されていることを特徴とする光学部品。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載された光学部品であって、
   前記光透過性部材は光学ローパスフィルタの少なくとも一部であることを特徴とする光学部品。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載された光学部品であって、
   前記光透過性部材は長方形であることを特徴とする光学部品。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載された光学部品であって、
   前記光透過性部材は積層構造であることを特徴とする光学部品。
7. 請求項６に記載された光学部品であって、
   前記光透過性部材は、第１光透過部材と、前記第１光透過部材よりも面積の広い第２光透過部材とを有し、
   前記励振部材は、前記第２光透過部材に備えられていることを特徴とする光学部品。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載された光学部品であって、
   前記電極は、前記励振部材の前記光透過性部材に向き合う側とは反対側の面に備えられていることを特徴とする光学部品。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載された光学部品であって、
   前記電極は、その８０％以上の面積が前記配線部材に覆われていることを特徴とする光学部品。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載された光学部品であって、
    前記励振部材と前記光透過性部材とを接着する接着剤を有し、
    前記配線部材は、前記接着剤を覆っていることを特徴とする光学部品。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の光学部品であって、
    前記配線部材の長手方向に沿って垂直な幅は、前記電極の長手方向に沿って垂直な幅よりも幅広の部分を有する光学部品。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の光学部品であって、
    前記励振部材は、前記光透過性部材を通して撮像部へ直接に入射する光の通過路を避けた位置で前記光透過性部材に装着され、
    前記励振部材の表面に形成された電極における前記撮像部に近い側の縁部を少なくとも覆うように、前記配線部材が前記電極に装着される光学部品。
13. 請求項１〜１２のいずれかに記載された光学部品であって、
    前記光透過性部材は、光を透過可能な第１光透過層と、第１光透過層とは異なる第２光透過層とを有し、
    前記第１光透過層は、前記第２光透過層と対向する対向領域と、前記第２光透過層と対向しない非対向領域とを有し、
    前記配線部材は、前記第１光透過層の前記非対向領域に備えられていることを特徴とする光学部品。
14. 請求項１〜１３のいずれかに記載された光学部品と、
    前記光透過性部材に対向して備えられ、前記光透過性部材を透過した光を撮像する撮像部とを備えたことを特徴とする撮像装置。
15. 請求項１４に記載された撮像装置であって、
    前記撮像部は、前記光透過性部材の前記励振部材が備えられた側とは反対側に備えられていることを特徴とする撮像装置。
16. 請求項１４または１５に記載された撮像装置を備えたことを特徴とする光学機器。

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