JP2010041659A - Optical component and optical apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学部品および光学機器に関する。 The present invention relates to an optical component and an optical apparatus.
レンズ交換式デジタルカメラなどでは、撮像素子周辺の光学部品にゴミが付着し、撮影した映像にゴミが写りこむなどの問題が発生している。このような問題を解消するために、撮像素子および光学ローパスフィルタ等を封止するガラス板を設け、ガラス板に圧電素子を取り付けて振動させることによって、ゴミを除去する光学部品が開発されている(特許文献1等参照)。
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、塵埃などを良好に除去できる光学部品と、このような光学部品を有する光学機器を提供することである。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide an optical component that can satisfactorily remove dust and the like, and an optical apparatus having such an optical component.
上記課題を解決するために、本発明に係る光学部品は、
第1の辺(22d)と、前記第1の辺に交差する方向に備えられる第2の辺(22e)とを有し、光が透過可能な光透過性部材(22)と、
前記光透過性部材に備えられ前記光透過性部材を振動させる振動部材(20)と、
前記光透過性部材に前記第1の辺に平行な振動の節(84)、及び、前記第2の辺に平行な振動の節(86)が生じるように前記振動部材を駆動する駆動部(56)とを有し、
前記振動部材は、前記光透過性部材の前記第1の辺に平行な振動の節、及び、前記第2の辺に平行な振動の節が生じていない部分に備えられている。
In order to solve the above problems, the optical component according to the present invention is:
A light transmissive member (22) having a first side (22d) and a second side (22e) provided in a direction intersecting the first side, and capable of transmitting light;
A vibration member (20) that is provided in the light transmissive member and vibrates the light transmissive member;
A drive unit that drives the vibration member so that a vibration node (84) parallel to the first side and a vibration node (86) parallel to the second side are generated in the light transmissive member. 56)
The vibration member is provided in a portion where a vibration node parallel to the first side and a vibration node parallel to the second side of the light transmissive member are not generated.
また、例えば、前記振動部材は、前記光透過性部材の前記第1の辺に平行な振動の節、及び、前記第2の辺に平行な振動の節よりも前記光透過性部材の縁側に備えられていてもよい。 Further, for example, the vibration member is closer to the edge of the light transmissive member than a vibration node parallel to the first side of the light transmissive member and a vibration node parallel to the second side. It may be provided.
また、本発明の第2の観点に係る光学部品は、
第1の辺と、前記第1の辺に交差する方向に備えられる第2の辺とを有し、光が透過可能な光透過性部材と、
前記光透過性部材の前記第1の辺及び前記第2の辺に略平行な面に備えられ、前記光透過性部材の少なくとも一部を封止する封止部材(18)と、
前記第1の辺と略平行な方向において前記封止部材よりも前記光透過性部材の縁側、かつ、前記第2の辺と略平行な方向において前記封止部材よりも前記光透過性部材の縁側に備えられ、前記光透過性部材を振動させる振動部材とを有している。
An optical component according to the second aspect of the present invention is
A light transmissive member having a first side and a second side provided in a direction intersecting the first side and capable of transmitting light;
A sealing member (18) that is provided on a surface substantially parallel to the first side and the second side of the light transmissive member and seals at least a part of the light transmissive member;
The edge of the light transmissive member relative to the sealing member in a direction substantially parallel to the first side, and the light transmissive member relative to the sealing member in a direction substantially parallel to the second side. And a vibration member that is provided on the edge side and vibrates the light transmissive member.
また、本発明の第3の観点に係る光学部品は、
第1の辺と、前記第1の辺に交差する方向に備えられる第2の辺とを有し、光が透過可能な光透過性部材と、
前記光透過性部材の前記第1の辺及び前記第2の辺に略平行な面に備えられ、前記光透過性部材を支持する支持部材(17d)と、
前記第1の辺と略平行な方向において前記支持部材よりも前記光透過性部材の縁側、かつ、前記第2の辺と略平行な方向において前記支持部材よりも前記光透過性部材の縁側に備えられ、前記光透過性部材を振動させる振動部材とを有する。
An optical component according to the third aspect of the present invention is
A light transmissive member having a first side and a second side provided in a direction intersecting the first side and capable of transmitting light;
A support member (17d) provided on a surface substantially parallel to the first side and the second side of the light transmissive member, and supporting the light transmissive member;
In the direction substantially parallel to the first side, closer to the edge of the light transmissive member than the support member, and in the direction substantially parallel to the second side, closer to the edge side of the light transmissive member than the support member. And a vibrating member that vibrates the light transmissive member.
また、例えば、本発明に係る光学部品において、前記光透過性部材は、矩形であり、前記振動部材は、前記光透過性部材の角の近傍に備えられていてもよい。 Further, for example, in the optical component according to the present invention, the light transmissive member may be a rectangle, and the vibration member may be provided near a corner of the light transmissive member.
また、例えば、前記振動部材は、複数であり、前記光透過性部材の角のそれぞれの近傍に備えられていてもよい。 Further, for example, a plurality of the vibrating members may be provided and provided in the vicinity of each corner of the light transmissive member.
また、例えば、前記振動部材は、前記第1の辺及び前記第2の辺に略直交する方向の力を前記光透過性部材に与えてもよい。 For example, the vibrating member may apply a force in a direction substantially orthogonal to the first side and the second side to the light transmissive member.
また、例えば、本発明に係る光学部品は、前記振動部材を駆動するための駆動回路を有していても良い。 For example, the optical component according to the present invention may have a drive circuit for driving the vibration member.
本発明に係る光学機器は、上記いずれかに記載の光学部品を含む。 An optical apparatus according to the present invention includes any one of the optical components described above.
また、本発明に係る光学機器は、前記光透過性部材に対向して備えられた撮像素子(12)を有していても良い。 Moreover, the optical apparatus which concerns on this invention may have the image pick-up element (12) provided facing the said light transmissive member.
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。 In the above description, in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, the description is made in association with the reference numerals of the drawings showing the embodiments. However, the present invention is not limited to this. The configuration of the embodiment described later may be improved as appropriate, or at least a part of the configuration may be replaced with another component. Further, the configuration requirements that are not particularly limited with respect to the arrangement are not limited to the arrangement disclosed in the embodiment, and can be arranged at a position where the function can be achieved.
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に示す撮像部周辺の平面図、
図3は、図2に示す撮像部のIII−III線に沿う概略断面図、
図4は、図2に示す撮像部のIV−IV線に沿う概略断面図、
図5は、防塵フィルタに取り付けられた振動部材の部分拡大図、
図6は、防塵フィルタに発生する振動の節を表した平面図、
図7は、曲げ振動モードを説明した概略図、
図8は、本発明の第2実施形態に係るカメラに備えられる撮像部の概略断面図、
図9は、振動部材の第1の変形例を示す拡大断面図、
図10は、他の実施形態に係る防塵フィルタ22の平面図である。
第1実施形態
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is an overall block diagram of a camera according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the periphery of the imaging unit shown in FIG.
3 is a schematic cross-sectional view taken along the line III-III of the imaging unit shown in FIG.
4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV of the imaging unit shown in FIG.
FIG. 5 is a partially enlarged view of a vibration member attached to a dustproof filter.
FIG. 6 is a plan view showing a node of vibration generated in the dust filter,
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a bending vibration mode.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of an imaging unit provided in a camera according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing a first modification of the vibration member,
FIG. 10 is a plan view of a
First embodiment
まず、図1に基づき、本実施形態に係るカメラ2の全体構成について説明する。カメラ2は、カメラボディ40と、カメラボディ40に取り付けられたレンズ鏡筒42とを有する。レンズ鏡筒42は、カメラボディ40に着脱自在に装着される。なお、コンパクトカメラなどのように、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、本実施形態に係る防塵フィルタ等を備えるカメラの種類は、特に限定されない。
First, the overall configuration of the
カメラボディ40の内部には、撮像素子12および光学フィルタ群14等を有する撮像部10が備えられている。撮像部10は、光学レンズ群48のレンズ光軸αに対して、撮像素子12および光学フィルタ群14が、略垂直に交差するように配置される。撮像部10については、後述する。
Inside the
なお、カメラ2では、撮像素子12から光学レンズ群48に向かう方向をレンズ光軸α方向の前方とし、光学レンズ群48から撮像素子12に向かう方向を、レンズ光軸α方向の後方として説明を行う。
In the
カメラボディ40の内部において、撮像部10のレンズ光軸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のレンズ光軸α方向の前方には、ミラー46が配置してあり、そのレンズ光軸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。
Inside the
カメラボディ40は、ボディCPU50を内蔵している。ボディCPU50は、レンズ接点54を介してレンズCPU58に接続されている。レンズ接点54は、カメラボディ40とレンズ鏡筒42を連結し、ボディCPU50と、レンズCPU58とを電気的に接続する。ボディCPU50は、カメラボディ40に内蔵されている電源52に接続されている。電源52は、ボディCPU50等に電力を供給する。
The
ボディCPU50には、レリーズスイッチ51、ストロボ53、ジャイロセンサ70、表示部55、EEPROM(メモリ)60、防塵フィルタ駆動回路56、振動モード選択回路80、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、撮像部10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。
The
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。
The
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。 The display unit 55 is mainly composed of a liquid crystal display device or the like, and displays output results and menus.
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。
The
ミラー46は、構図決定などに用いるファインダ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。
The
サブミラー46aは、AFセンサ72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72に導く。サブミラー46aも、メインミラー46と同様に、露光中は光路から退避する。
The sub mirror 46 a is a mirror for sending light to the
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。シャッタ部材44は、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72としては、通常CCDが用いられる。
The
防塵フィルタ駆動回路56は、防塵フィルタ22に備えられた振動部材20(図2)に電気的に接続されている。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、振動部材20を駆動させ、図7(a)〜図7(d)に示すように、防塵フィルタ22に振動を発生させ、防塵フィルタ22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。
The dust
なお、図1に示す撮像部10における防塵フィルタ22の周辺には、振動部材20によって発生された振動によって、防塵フィルタ22の表面から離れた塵埃を捕獲するための捕獲手段が配置されていても良い。捕獲手段としては、例えば粘着テープ等を有するものを用いることができる。
Note that a capturing means for capturing dust away from the surface of the
振動部材20を駆動するために、防塵フィルタ駆動回路56から振動部材20へ出力される駆動信号の周波数は、なるべく大きな振幅を有する振動を防塵フィルタ22に発生させるために、防塵フィルタ22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22の形状、材質、支持の方法、振動モード等によって決まる。
In order to drive the
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その周波数等を決定する。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、振動部材20に対して駆動信号を出力する。
As shown in FIG. 1, a vibration
このように、振動モード選択回路80は、防塵フィルタ駆動回路56が出力する駆動信号およびその周波数を決定し、変化させる機能を有する。また、防塵フィルタ駆動回路56が振動部材20に対して出力する駆動信号を変化させることによって、防塵フィルタ22に発生する曲げ振動の振動方向や、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22に発生する曲げ振動については後述する。
Thus, the vibration
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、単数または複数の光学レンズ群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とがある。駆動系電源およびCPU電源はカメラボディ40の電源52から供給される。
A
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。
The
レンズCPU58は、カメラボディ40との通信機能、光学レンズ群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。また、レンズCPUには、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。
The
図2〜図4に示すように、本実施形態に係る撮像部10は、基板16、撮像素子12、および光学フィルタ群14を有する。光学フィルタ群14は、図3に示すように、複数の光学フィルタによって構成される光学部材要素30と、防塵フィルタ22とを有する。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
撮像部10における基板16の中央部前面(レンズ光軸α方向の前方側の面)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16の表面に、着脱自在に、あるいは着脱不可に固定してある。
The
本実施形態において、図3に示す防塵フィルタ22は、入射した光線を2つの方向に分離する複屈折板である。また、防塵フィルタ22と撮像素子12との間に配置される光学部材要素30は、複数の光学板の積層構造であり、第2複屈折板28と、赤外線吸収ガラス板26と、水晶波長板(λ/4波長板)24との積層板で構成してある。
In the present embodiment, the
光学部材要素30の第2複屈折板28も、入射した光線を2つの方向に分離する複屈折板である。ただし、第2複屈折板28が光線を分離する方向は、防塵フィルタ22が光線を分離する方向に対して、略直交するように構成されている。すなわち、本実施形態では、防塵フィルタ22および第2複屈折板28から構成させる2枚の複屈折板により、基本的には、光学ローパスフィルタ(OLPF)を構成している。
The second
また、図5に示す防塵フィルタ22は、光学部材要素30および撮像素子12が配置された空間を封止し、光学部材要素30および撮像素子12に塵埃が付着することを防止するカバー部材を兼ねている。このため、本実施形態に係る撮像部10は、光学ローパスフィルタ以外の他の部品(例えばガラス板等)を追加することなく撮像素子12等を封止しているため、部品点数が抑えられ、小型でシンプルな構造となっている。
The
なお、光学部材要素30を構成する光学板のうち、水晶波長板24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、赤外線吸収板26は、赤外線を吸収する機能を有する。光学ローパスフィルタは、二つの複屈折板22,28の間に、赤外線吸収板26および水晶波長板24が積層されている本実施形態のような形態であってもよいが、本発明に係る光学フィルタ群14はこれに限定されない。
Of the optical plates constituting the
図4に示すケース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、その前面(レンズ光軸αの前方側の面)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ている。その結果、撮像素子12の周囲は、基板16、ケース17および光学部材要素30により密封される。
A
図3および図4に示すように、ケース17の外周側取付部17bには、気密シール部材18を介して防塵フィルタ22が配置されている。防塵フィルタ22は、加圧部材19によって気密シール部材18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ている。加圧部材19は、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22を気密シール部材18の方向へと付勢している。
As shown in FIGS. 3 and 4, a
防塵フィルタ22における後方側(レンズ光軸α方向の後方側)の表面である封止面22bは、気密シール部材18を、当該封止面22bとケース17の外周側取付部17bとの間に挟んだ状態で保持されている。防塵フィルタ22が、当該防塵フィルタ22とケース17との間に、気密シール部材18を挟んだ状態で保持されるため、光学部材要素30および撮像素子12が配置された空間は、防塵フィルタ22,ケース17および基板16によって封止される。
The sealing
防塵フィルタ22における前方側(レンズ光軸α方向の前方側)の表面であるフィルタ前面22aは、図2に示すように、一対の横辺22dと、一対の縦辺22eを有する略長方形の形状を有している。図3に示すように、フィルタ前面22aには加圧部材19の一部が接している。加圧部材19は、防塵フィルタ22をシール部材へと押圧する。
As shown in FIG. 2, the filter
本実施形態における加圧部材19は、その両端部がケース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、矩形平板形状の防塵フィルタ22は、図2または図4に示すように、ケース17の前面(レンズ光軸α方向の前方側の面)に形成してある位置決めピン17cにより、防塵フィルタ22の横辺22dに沿う方向の位置決めがなされている。
Both ends of the
なお、図3および図4に示す気密シール部材18は、たとえば発泡樹脂、ゴムなどの剛性の低い材料で構成される。気密シール部材18は、気密を確保しながら、後述する防塵フィルタ22の曲げ振動を吸収し、曲げ振動がケース17に伝わるのを抑制できる。
3 and 4 is made of a material having low rigidity such as foamed resin or rubber. The
防塵フィルタ22には、振動部材20が取り付けられている。本実施形態に係る撮像部10において、振動部材20は、図2に示すように、防塵フィルタ22の角の近傍に備えられている。拡大断面図5に示すように、本実施形態に係る振動部材20は、圧電効果を生じる複数の圧電素子34を積層して構成されている。
A
積層された各圧電素子34には、圧電素子34に電気信号を印加するための電極が設けられている(不図示)。図5に示す圧電素子34は、圧電素子34の両側に設けられた不図示の電極を介して、例えば周期的な矩形波もしくはサイン波等の電圧を印加される。各圧電素子34は、印加された電圧に応じて、レンズ光軸αに沿う方向への変位を伴う周期的な伸縮運動を行うことができる。なお、圧電素子34は、PZT等を含む圧電セラミックス等によって構成され得るが、特に限定されない、
Each laminated
振動部材20は、圧電素子34の他に、固定部材としてのボルト32およびナット33を有している。また、圧電素子34には、ボルト32の胴部を貫通させるための孔が形成されている。さらに、防塵フィルタ22の角の近傍にも、ボルト32の胴部を貫通させるための取付孔22cが形成されている。
The
ボルト32は、圧電素子34および防塵フィルタ22の取付孔22cを貫通した状態で、ボルト32の先端に形成されているねじ部にナット33を螺合させられ、防塵フィルタ22に固定される。このように、圧電素子34は、ボルト32およびナット33によって、防塵フィルタ22に対して固定される。なお、ボルト32、圧電素子34、防塵フィルタ22およびナット33の各部材の間には、弾性部材35が挟まれていても良い。
The
図5(a)に示す振動部材20は、圧電素子34が変形した際に発生する慣性力によって、防塵フィルタ22を振動させることができる。例えば、図5(b)に示すように、圧電素子34がレンズ光軸α方向に沿って延びる方向(矢印36で示す方向)に変位した場合は、振動部材20の重心が、防塵フィルタ22に対してレンズ光軸α方向の前方側へ移動する。したがって、防塵フィルタ22に対して、当該防塵フィルタ22をレンズ光軸α方向の後方側へ向かって変形させる慣性力が働く。
The vibrating
これとは反対に、圧電素子34がレンズ光軸α方向に沿って縮む方向に変位した場合は、防塵フィルタ22に対して、当該防塵フィルタ22を光軸αの前方側へ向かって変形させる慣性力が働く。このように、振動部材20は、防塵フィルタ22に対して慣性力を及ぼすことによって、後述のように、防塵フィルタ22に曲げ振動を発生させることができる。
On the other hand, when the
なお、図5(a)に示す振動部材20は、ボルト32およびナット33によって防塵フィルタ22に固定されているが、振動部材20の固定方法はこれに限定されない。例えば、電極を介して積層された圧電素子34を、接着剤等によって防塵フィルタ22の表面に固定してもよい。
In addition, although the
積層された圧電素子34を有する振動部材20は、単層の場合より大きく変位することができるため、防塵フィルタ22を大きく振動させることができる。また、振動部材20を、複数の圧電素子34が積層された構造とすることによって、振動部材20を小型化することができる。
Since the
振動部材20は、防塵フィルタ22または防塵フィルタ22を含む撮像部10を小型化させ得る位置に配置されることが好ましい。例えば、振動部材20は、防塵フィルタ22の横辺22dおよび縦辺22eの少なくとも一方について、辺の全長をA1としたとき、光学フィルタ部材の縁からA1/4よりも縁側に設けることが好ましい。また、更に好ましくは、防塵フィルタ22の縁からA1/5よりも縁側に設けることが好ましい。
The
また、振動部材20の固定位置は、防塵フィルタ22に効率的に振動を発生させることができる位置とすることが好ましい。たとえば、振動部材20は、図3に示すように、縦辺22eに沿う方向に関して気密シール部材18よりも防塵フィルタ22の縁側に備えられ得る。また、横辺22d方向に関しても、振動部材20は、気密シール部材18よりも防塵フィルタ22の縁側に備えられ得る。
In addition, the fixing position of the
気密シール部材18と防塵フィルタ22の接触部分は、防塵フィルタ22を振動させる際に、大きな振幅を発生させにくい部分となる場合がある。しかし、振動部材20を気密シール部材18よりも防塵フィルタ22の縁側に備えることによって、防塵フィルタ22に大きな振幅を発生させ易くなる。また、振動部材20を防塵フィルタ22の角の近傍に配置することにより、後述する縦曲げ振動と横曲げ振動の両方を、防塵フィルタ22に効率的に発生させることができる。さらに、振動部材20を気密シール部材18よりも防塵フィルタ22の縁側に備えることによって、防塵フィルタ22および気密シール部材18等によって封止される空間を小さくすることができるため、撮像部10を小型化することができる。また、図示の実施例では、振動部材20を防塵フィルタ22の角の近傍に配置しているので、防塵フィルタの角以外の部分において、加圧部材19、外周側取付部17b等の配置の制約が少なくなり、撮像部10を小型化することができる。
When the dust-
本実施形態に係る振動部材20は、図1に示す防塵フィルタ駆動回路56によって駆動される。塵埃の除去動作では、防塵フィルタ駆動回路56によって振動部材20が駆動され、振動部材20から防塵フィルタ22に慣性力が伝わることによって、防塵フィルタ22が振動させられる。振動時において、防塵フィルタ22の表面を介して塵埃に及ぼされる慣性力が塵埃の付着力を上回ると、塵埃は防塵フィルタ22の表面から離れ、除塵される。
The
本実施形態に係る振動部材20は、低電圧でなるべく大きな振幅を得るために、防塵フィルタ22を共振させる振動数で駆動させることが好ましい。防塵フィルタ22を共振させることができる周波数は、例えば防塵フィルタ22の形状、材質、支持の方法および振動モード等によって決定される。
The
また、振動部材20は、防塵フィルタ22に振動の節が生じるように、防塵フィルタ22を振動させることができる。また、振動部材20は、圧電素子34に加える電圧信号の周波数等を変更することによって、振動の節の数または方向が異なる複数の曲げ振動を、防塵フィルタ22に発生させることができる。
In addition, the
図6(a)は、図2に示す撮像装置10に備えられた防塵フィルタ22の平面図であり、防塵フィルタ22に発生する振動の節84,86の位置を表している。図6に示すように、振動部材20は、防塵フィルタ22の横辺22dに平行な第1の振動の節84が発生する横曲げ振動(図6(b))と、縦辺22eに平行な第2の振動の節86が発生する縦曲げ振動(図6(c))とを、防塵フィルタ22に発生させることができる。
FIG. 6A is a plan view of the
図6(a)には、防塵フィルタ22に第1の振動の節84が8本発生する7次横曲げ振動と、防塵フィルタ22に第2の振動の節86が8本発生する7次縦曲げ振動モードにおける振動の節84,86の位置が、破線で表されている。
FIG. 6A shows a seventh-order lateral bending vibration in which eight
振動部材20は、発生させる曲げ振動の次数等に応じて適切な位置に配置されるが、防塵フィルタ22の横辺22dに平行な第1の振動の節84、及び、縦辺22eに平行な第2の振動の節86が生じていない部分に備えられることが好ましい。
The
振動部材20を、振動時において変位が発生しない部分である振動の節84,86を避けて配置することによって、防塵フィルタ22を効率的に振動させることができる。また、防塵フィルタ22の表面は、振動の節84,86を挟んで反対方向に変位するため、振動部材20を振動の節84,86を跨いで配置すると、防塵フィルタ22の振動を妨げる場合がある。しかし振動の節84,86が生じていない部分に振動部材20を配置すれば、振動部材20は、比較的容易に防塵フィルタ22表面の変形に追従しながら振動できるため、防塵フィルタ22を効率的に振動させることができる。
By disposing the
また、振動部材20は、防塵フィルタ22の横辺22dに平行な第1の振動の節84、及び、縦辺22eに平行な第2の振動の節86よりも防塵フィルタ22の縁側に備えられている。言い換えると、振動部材20は、第1の振動の節84より横辺22dに近接しており、第2の振動の節86より縦辺22eに近接している位置に配置されている。
The
振動部材20を、第1の振動の節84より横辺22dに近接させ、第2の振動の節86より縦辺e側に近接させて配置することによって、振動部材20を取り付けたことによる防塵フィルタ22の面積拡大を抑制することができる。振動部材20が配置された防塵フィルタ22の角付近のみを避けて、撮影光を透過させればよいからである。
The
また、振動部材20によって発生させることができる曲げ振動のモード(振動の節の数、振動の節の方向等)は、防塵フィルタ22の除塵動作に要求される振動の大きさ等に応じて設計される。また、防塵フィルタ22は、縦曲げ振動と横曲げ振動を別々に生じさせるように設計されてもよく、第1の振動の節84と第2の振動の節86とが同時に発生する縦横曲げ振動を生じさせるように設計されてもよい。
The mode of bending vibration (number of vibration nodes, direction of vibration nodes, etc.) that can be generated by the
図7(a)〜(d)に示すように、振動部材20は、防塵フィルタ22に、振動の節の数が異なる複数の曲げ振動を生じさせてもよい。図7は、6次または7次縦曲げ振動が発生している防塵フィルタ22を、横辺22d側から観察した模式図断面であるが、横曲げ振動が発生した防塵フィルタ22を、縦辺22e側から観察した場合もこれと同様である。
As shown in FIGS. 7A to 7D, the
図7に示す例では、振動部材20および防塵フィルタ22等は、防塵フィルタ22に6次縦曲げ振動と7次縦曲げ振動を発生させることができるように設計されている。本実施形態に係るカメラでは、防塵フィルタ22に曲げ振動を発生させる場合、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、6次縦曲げ振動モードを指定する信号が送られる。防塵フィルタ駆動回路56は、振動モード選択回路80からの信号に従い、振動部材20に対して、6次縦曲げ振動モードに対応した周波数を有する駆動信号を出力する。これによって振動部材20は、防塵フィルタ22に、6次縦曲げ振動を発生させることができる。
In the example shown in FIG. 7, the
6次縦曲げ振動では、図7(a)および図7(b)に示すように、防塵フィルタ22の縦辺22eに平行な第2の振動の節86が7本発生する。6次縦曲げ振動では、防塵フィルタ22は、図7(a)に示す状態と、図7(b)に示す状態を交互に繰り返すように振動する。6次縦曲げ振動が防塵フィルタ22に発生している間は、第2の振動の節86の位置は変化しない。
In the sixth-order vertical bending vibration, as shown in FIGS. 7A and 7B, seven
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に信号が送られる。すなわち、振動モード選択回路80から、防塵フィルタ駆動回路56に、7次縦曲げ振動を指定する信号が送られる。防塵フィルタ駆動回路56は、振動部材20に対して、7次が縦曲げ振動モードに対応した周波数を有する駆動信号を出力する。たとえば6次縦曲げ振動の時よりも高い周波数を有する駆動信号によって駆動されることによって、振動部材20は、防塵フィルタ22に7次縦曲げ振動を発生させることができる。
When changing the vibration mode, a signal is sent from the vibration
7次縦曲げ振動では、図7(c)および図7(d)に示すように、防塵フィルタ22の縦辺22eに平行な第2の振動の節86が8本発生する。7次縦曲げ振動では、防塵フィルタ22は、図7(c)に示す状態と、図7(d)に示す状態を交互に繰り返すように振動する。
In the seventh-order longitudinal bending vibration, as shown in FIGS. 7C and 7D, eight
本実施形態では、図7(a)〜図7(d)に示すように、振動モードを変化させることで、防塵フィルタ22に発生する振動の節84,86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、防塵フィルタ22の表面において、振動の節84,86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84,86の位置が変化するため、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22の外面全域に渡りゴミ除去が可能になる。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 7A to 7D, the positions of the
本実施形態に係るカメラに搭載されている防塵フィルタ22では、防塵フィルタ22の辺もしくは角の近傍に、圧電素子34を積層して形成された振動部材20が配置されている。このため振動部材20は、防塵フィルタ22を効率的に振動させることができる。また、振動部材20は、横辺22dに平行な第1の振動の節84を有する横曲げ振動と、縦辺22eに平行な第2の振動の節86を有する縦曲げ振動の両方を、防塵フィルタ22に発生させることができる。したがって縦曲げ振動と横曲げ振動を切り替えて、あるいは同時に防塵フィルタ22に発生させることにより、振動の節84,86の位置が変化させながら除塵動作を行うことができる。
第2実施形態
In the
Second embodiment
図8は、本発明の第2実施形態に係るカメラに備えられる撮像部90の概略断面図である。本発明の第2実施形態に係るカメラは、撮像部90の構造が異なる他は、第1実施形態に係るカメラと同様である。また、第2実施形態に係る撮像部90は、防塵フィルタ22の支持構造と、防塵フィルタ22への振動部材20の取付方向が異なる他は、第1実施形態に係る撮像部10と同様である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the
第2実施形態に係る撮像素子12の周囲には、第1実施形態と同様に、ケース17が配置してある。ケース17には、内周側取付部17aと、外周側取付部17bと、防塵フィルタ支持部17d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、光学部材要素30の外周が取り付けられている。撮像素子12の周囲は、第1実施形態に係る撮像部10と同様に、基板16、ケース17および光学部材要素30により密封される。
Similar to the first embodiment, a
第2実施形態に係る撮像部90において、防塵フィルタ22は、一方の端部がカメラボディの筐体部に固定されている加圧部材94によって、ケース17の防塵フィルタ支持部17dに向かって押しつけられている。すなわち、第2実施形態にかかる撮像部90において、防塵フィルタ22は、加圧部材94とケース17の防塵フィルタ支持部17dの間に挟まれることによって支持されている。
In the
防塵フィルタ支持部17dの内周側に形成されている外周側取付部17bと、防塵フィルタ22との間には、気密シール部材18が配置されている。防塵フィルタ22が、当該防塵フィルタ22とケース17との間に、気密シール部材18を挟んだ状態で保持されるため、光学部材要素30および撮像素子12が配置された空間は、防塵フィルタ22,ケース17および基板16によって封止される。
An
防塵フィルタ22には、振動部材20が取り付けられている。本実施形態に係る振動部材20は、防塵フィルタ22の封止面22b側に圧電素子34が配置されるように、防塵フィルタ22に固定されている。また、振動部材20は、防塵フィルタ22の縦辺22eに沿う方向に関して、防塵フィルタ支持部17dよりも防塵フィルタ22の縁側に備えられ得る。また、縦辺22e方向と垂直な横辺22d方向に関しても、振動部材20は、防塵フィルタ支持部17dよりも防塵フィルタ22の縁側に備えられ得る。
A
防塵フィルタ支持部17dと防塵フィルタ22の接触部分は、防塵フィルタ22を振動させる際に、大きな振幅を発生させにくい部分となる場合がある。しかし、振動部材20を防塵フィルタ支持部17dよりも防塵フィルタ22の縁側に備えることによって、防塵フィルタ22に大きな振幅を発生させ易くなる。さらに、振動部材20を防塵フィルタ支持部17dよりも防塵フィルタ22の縁側に備えることによって、防塵フィルタ22および気密シール部材18等によって封止される空間を小さくすることができるため、撮像部10を小型化することができる。
When the
本実施形態に係る振動部材20は、防塵フィルタ22の封止面22b側に圧電素子34が配置されているため、撮像部90を小型化することが可能である。また、図示実施例では、圧電素子34が防塵フィルタ22の封止面22b側に備えられているので、駆動部品であるシャッタ44等の部品と撮像部90とを接近させても、圧電素子34がシャッタ44の駆動を妨げる等の不具合を生じることがない。このため、撮像部90とシャッタ44との間隔を小さくすることができ、その分だけ小型化を図ることができる。また、第2実施形態に係る撮像部90は、防塵フィルタ22の支持構造と、防塵フィルタ22への振動部材20の取付方向が異なる他は、第1実施形態に係る撮像部10と同様であり、第1実施形態に係る撮像部10と同様の効果を有する。
その他の実施形態
In the
Other embodiments
第1実施形態および第2実施形態に係る撮像部10,90に備えられた振動部材20は、電極を有する圧電素子34と、ボルト32と、ナット33と、弾性部材35等によって構成されている(図5)が、振動部材20の構成としてこれに限定されない。例えば、図9に示すように、防塵フィルタ22に取り付けられる振動部材96は、圧電素子34が変位した際に発生する慣性力を調整するための重り97を有していても良い。振動部材20は、適切な重量の重り97を有することによって、防塵フィルタ22に発生させる曲げ振動の振幅を大きくすることができる。
The
さらに、防塵フィルタ22には複数の振動部材20,96,98を有しており、防塵フィルタ22の角のそれぞれの近傍に備えられていてもよい。複数の振動部材20,96,98によって防塵フィルタ22に振動を発生させることによって、防塵フィルタ22により大きな振幅の曲げ振動を発生させることができる。
Furthermore, the
また、図10に示した他の実施形態に係る撮像部の防塵フィルタ22は、撮像素子12に対向する領域800と、4つの角801,802,803,804とを有する。防塵フィルタ22の対角線上に備えられた角801,803の近傍には、2つの振動部材961,962が設けられている。
In addition, the
図実施例では、2つの振動部材961,962が対角線上の角801,803の近傍に備えられているので、振動部材961と振動部材962の駆動モードを適宜に調整することにより、横辺22dに平行な第1の振動の節が発生する振動と、縦辺22eに平行な第2の振動の節が発生する振動とを容易に生じさせることができる。例えば、2つの振動部材961,962を互いに同相モードで振動させる、互いに逆相モードで振動させる、互いの位相差を調整する等の駆動モードの調整が可能である。
In the illustrated embodiment, since the two vibrating
4… 撮像素子ユニット
12… 撮像素子
22… 防塵フィルタ
22d… 横辺
22e… 縦辺
20… 振動部材
34… 圧電素子
37… 第2圧電体
50… ボディCPU
56… 防塵フィルタ駆動回路
80… 振動モード選択回路
84,86… 振動の節
4 ...
56 ... Dust-proof
Claims (10)
前記光透過性部材に備えられ前記光透過性部材を振動させる振動部材と、
前記光透過性部材に前記第1の辺に平行な振動の節、及び、前記第2の辺に平行な振動の節が生じるように前記振動部材を駆動する駆動部とを有し、
前記振動部材は、前記光透過性部材の前記第1の辺に平行な振動の節、及び、前記第2の辺に平行な振動の節が生じていない部分に備えられている光学部品。 A light transmissive member having a first side and a second side provided in a direction intersecting the first side and capable of transmitting light;
A vibration member that is provided in the light transmissive member and vibrates the light transmissive member;
A drive section for driving the vibration member so that a vibration node parallel to the first side and a vibration node parallel to the second side are generated in the light transmissive member;
The vibration member is an optical component provided in a portion where a vibration node parallel to the first side of the light transmissive member and a vibration node parallel to the second side are not generated.
前記振動部材は、前記光透過性部材の前記第1の辺に平行な振動の節、及び、前記第2の辺に平行な振動の節よりも前記光透過性部材の縁側に備えられている光学部品。 A dustproof device according to claim 1,
The vibrating member is provided closer to the edge of the light transmissive member than a vibration node parallel to the first side of the light transmissive member and a vibration node parallel to the second side. Optical component.
前記光透過性部材の前記第1の辺及び前記第2の辺に略平行な面に備えられ、前記光透過性部材の少なくとも一部を封止する封止部材と、
前記第1の辺と略平行な方向において前記封止部材よりも前記光透過性部材の縁側、かつ、前記第2の辺と略平行な方向において前記封止部材よりも前記光透過性部材の縁側に備えられ、前記光透過性部材を振動させる振動部材とを有する光学部品。 A light transmissive member having a first side and a second side provided in a direction intersecting the first side and capable of transmitting light;
A sealing member provided on a surface substantially parallel to the first side and the second side of the light transmissive member, and sealing at least a part of the light transmissive member;
The edge of the light transmissive member relative to the sealing member in a direction substantially parallel to the first side, and the light transmissive member relative to the sealing member in a direction substantially parallel to the second side. An optical component comprising a vibrating member provided on the edge side and configured to vibrate the light transmissive member.
前記光透過性部材の前記第1の辺及び前記第2の辺に略平行な面に備えられ、前記光透過性部材を支持する支持部材と、
前記第1の辺と略平行な方向において前記支持部材よりも前記光透過性部材の縁側、かつ、前記第2の辺と略平行な方向において前記支持部材よりも前記光透過性部材の縁側に備えられ、前記光透過性部材を振動させる振動部材とを有する光学部品。 A light transmissive member having a first side and a second side provided in a direction intersecting the first side and capable of transmitting light;
A support member provided on a surface substantially parallel to the first side and the second side of the light transmissive member, and supporting the light transmissive member;
In the direction substantially parallel to the first side, closer to the edge of the light transmissive member than the support member, and in the direction substantially parallel to the second side, closer to the edge side of the light transmissive member than the support member. An optical component comprising: a vibration member provided to vibrate the light transmissive member.
前記振動部材は、前記光透過性部材の角の近傍に備えられている光学部品。 The optical component according to any one of claims 1 to 4, wherein the light transmissive member is rectangular.
The vibration member is an optical component provided near a corner of the light transmissive member.
前記振動部材は、複数であり、前記光透過性部材の角のそれぞれの近傍に備えられている光学部品。 The optical component according to claim 5,
There are a plurality of the vibrating members, and an optical component provided near each corner of the light transmissive member.
前記振動部材は、前記第1の辺及び前記第2の辺に略直交する方向の力を前記光透過性部材に与える光学部品。 The optical component according to any one of claims 1 to 6, wherein
The vibration member is an optical component that applies a force in a direction substantially orthogonal to the first side and the second side to the light transmissive member.
前記振動部材を駆動するための駆動回路を有する光学部品。 An optical component according to any one of claims 1 to 7,
An optical component having a drive circuit for driving the vibration member.
前記光透過性部材に対向して備えられた撮像素子を含む光学機器。 The optical apparatus according to claim 9,
An optical apparatus including an imaging device provided to face the light transmissive member.
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