JP2023090567A - 振動子レンズ、振動子レンズカバー、圧電素子埋込レンズ及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い水滴除去能力を長期にわたって得ることが可能であり、レンズの表面に付着した水滴を速やかに除去することが可能であり、省スペース化を達成しやすく、かつ、小型の撮像装置にも組み込みやすいレンズ及びレンズカバーを提供する。【解決手段】レンズ本体１０が光透過性の圧電体からなる振動子レンズ１。レンズ本体１０において、光軸Ｌが通過する２つの面のうち一方を第１の面Ｐ１とし、他方を第２の面Ｐ２とするとき、振動子レンズ１は、少なくとも第１の面Ｐ１の表面に配置されている第１電極１２と、第２の面の表面に配置されている第２電極１４とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、振動子レンズ、振動子レンズカバー、圧電素子埋込レンズ及び撮像装置に関する。

近年、自動車の安全技術の進展及び普及等に伴い、車載カメラ（特に、車両の後方又は側方を撮影するために車外に配置される車載カメラ）の需要が増加している。車載カメラをはじめとする屋外で使用される撮像装置においては、雨や水のはねとび等に起因して、レンズ又はレンズカバーに水滴が付着する場合がある。レンズ又はレンズカバーに水滴が付着すると、鮮明な画像や映像が得られなくなってしまい、視認性の悪化や画像処理の困難化等、重大な問題が生じる場合がある。

従来、上記の問題を解決するための技術として、レンズの表面に親水処理や撥水処理を施す技術（例えば、特許文献１参照。）や、撮像装置の前面に高圧の空気を吹き付ける手段を設ける技術（例えば、特許文献２参照。）が知られている。また、レンズに圧電素子（圧電部材）を接合する技術も知られている（例えば、特許文献３参照。）。

特開２００９－２６５４７３号公報 特開２００１－１７１４９１号公報 特開２００７－８２０６２号公報

しかしながら、レンズの表面に親水処理や撥水処理を施す技術には、使用環境等にもよるが、一般的には効果が３か月程度しか持続せず、効果が無くなる度に再度施工する手間が発生するという問題がある。また、レンズの形状によっては水滴が重力で落下せず、水滴がレンズの表面等に付着したままになってしまう場合があるという問題もある。後者の問題は、風が当たりにくい車両の後方を撮影するための車載カメラのレンズにおいて特に発生しやすい。

また、撮像装置の前面に高圧の空気を吹き付ける手段を設ける技術には、圧縮空気発生ユニットやノズル等の大掛かりな機構を設ける必要があることから、機構全体としての省スペース化に不利であるという問題がある。

レンズに圧電素子を接合する技術については、レンズを振動させることで水滴の排除を図るものであるため、高い水滴除去能力を得ること及びレンズの表面に付着した水滴を速やかに除去することが可能となり、かつ、省スペース化を達成しやすいという利点がある。しかしながら、レンズに圧電素子を接合する技術では接合した圧電素子の分の体積の増大は避けられないため、小型の撮像装置に組み込みにくくなる場合があるという問題がある。

本発明は上記した問題を解決するためになされたものであり、高い水滴除去能力を長期にわたって得ることが可能であり、レンズの表面に付着した水滴を速やかに除去することが可能であり、省スペース化を達成しやすく、かつ、小型の撮像装置にも組み込みやすいレンズ及びレンズカバーを提供することを目的とする。また、本発明のレンズ又はレンズカバーを備える撮像装置を提供することも目的とする。

本発明の発明者らは、鋭意研究の結果、上記した問題をすべて解決するためにレンズ又はレンズカバーの本体を圧電体で構成する、又は、レンズに圧電素子を埋め込むことに想到し、本発明を完成させるに至った。以下、本体が圧電体からなるレンズを振動子レンズ、本体が圧電体からなるレンズカバーを振動子レンズカバー、本体に圧電素子を埋め込んだレンズを圧電素子埋込レンズとそれぞれ呼称する。

本発明の振動子レンズは、レンズ本体が光透過性の圧電体からなることを特徴とする。

本発明の振動子レンズカバーは、レンズカバー本体が光透過性の圧電体からなることを特徴とする。

本発明の圧電素子埋込レンズは、レンズ本体と、前記レンズ本体に少なくとも一部が埋め込まれている圧電素子とを備えることを特徴とする。

本発明の撮像装置は、本発明の振動子レンズ、振動子レンズカバー又は圧電素子埋込レンズと、前記振動子レンズ、前記振動子レンズカバー又は前記圧電素子埋込レンズを介して外部を撮像する撮像部とを備えることを特徴とする。

本発明の振動子レンズは、レンズを振動させることで水滴の排除を図るものであるため、高い水滴除去能力を長期にわたって得ることが可能であり、レンズの表面に付着した水滴を速やかに除去することが可能であり、かつ、省スペース化を達成しやすいものとすることができる。また、本発明の振動子レンズはレンズ本体が光透過性の圧電体からなるため、適切な電極と組み合わせることでレンズ自体が圧電素子となる。このため、本発明の振動子レンズは、圧電素子を接合することによる体積の増大を避けることが可能なものとなり、その結果、小型の撮像装置にも組み込みやすいものとすることができる。

本発明の振動子レンズカバーは、レンズカバーを振動させることで水滴の排除を図るものであるため、高い水滴除去能力を長期にわたって得ることが可能であり、レンズの表面に付着した水滴を速やかに除去することが可能であり、かつ、省スペース化を達成しやすいものとすることができる。また、本発明の振動子レンズカバーはレンズカバー本体が光透過性の圧電体からなるため、適切な電極と組み合わせることでレンズカバー自体が圧電素子となる。このため、本発明の振動子レンズカバーは、圧電素子を接合することによる体積の増大を避けることが可能なものとなり、その結果、小型の撮像装置にも組み込みやすいものとすることができる。

本発明の圧電素子埋込レンズは、レンズを振動させることで水滴の排除を図るものであるため、高い水滴除去能力を長期にわたって得ることが可能であり、レンズの表面に付着した水滴を速やかに除去することが可能であり、かつ、省スペース化を達成しやすいものとすることができる。また、本発明の圧電素子埋込レンズはレンズ本体とレンズ本体に少なくとも一部が埋め込まれている圧電素子とを備えるため、圧電素子がレンズ本体と一体化されている。このため、本発明の圧電素子埋込レンズも、圧電素子を接合することによる体積の増大を避けることが可能なレンズとなり、その結果、小型の撮像装置にも組み込みやすいものとすることができる。

本発明の撮像装置は、本発明の振動子レンズ、振動子レンズカバー又は圧電素子埋込レンズを備えるため、高い水滴除去能力を長期にわたって得ることが可能であり、レンズの表面に付着した水滴を速やかに除去することが可能であり、省スペース化を達成しやすく、かつ、小型化が容易である撮像装置とすることが可能となる。

実施形態１に係る振動子レンズ１を説明するために示す図である。 実施形態１に係る撮像装置１００及びレンズ固定Ｏリング１３０を説明するために示す図である。 実施形態２に係る振動子レンズカバー２を説明するために示す図である。 実施形態３に係る圧電素子埋込レンズ３を説明するために示す図である。 実施形態４に係る圧電素子埋込レンズ４を説明するために示す図である。 変形例に係る撮像装置１００ａの断面図である。

以下、本発明の振動子レンズ、振動子レンズカバー、圧電素子埋込レンズ及び撮像装置について、図に示す各実施形態に基づいて説明する。各図面は模式図であり、必ずしも実際の構造や構成を厳密に反映したものではない。以下に説明する各実施形態は、請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、各実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが本発明に必須であるとは限らない。以下の説明においては実質的に同等とみなせる構成要素に関しては実施形態をまたいで同じ符号を用い、再度の説明を省略する。

［実施形態１］
１．振動子レンズ１
まず、振動子レンズ１について説明する。
図１は、実施形態１に係る振動子レンズ１を説明するために示す図である。図１（ａ）は振動子レンズ１の正面図（光軸Ｌに対して垂直な方向から見た図）であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ１－Ａ１断面図（光軸Ｌを含む面で切断した断面図）であり、図１（ｃ）は振動子レンズ１の底面図（平らになっている側から見た図）である。

実施形態１に係る振動子レンズ１は、図１に示すように、レンズ本体１０、第１電極１２、第２電極１４及びコーティング層１６を備える。振動子レンズ１は、いわゆる平凸レンズである。

レンズ本体１０は、光透過性の圧電体からなる。実施形態１においては、レンズ本体１０において、光軸Ｌが通過する２つの面のうち一方（曲面からなる面）を第１の面Ｐ１とし、他方（平面からなる面）を第２の面Ｐ２とする（図１（ｂ）参照。）。本明細書における「レンズ本体」とは、振動子レンズ及び後述する圧電素子埋込レンズにおける光学特性を規定する部分であって、それ単独でレンズとして成立する部分のことをいう。

圧電体は、例えば、水晶、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）又は、ランタンドープジルコン酸チタン酸鉛（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）からなる。本明細書における「圧電体」とは、電圧を印加すると変形する物質のことをいう。また、本明細書における「圧電素子」とは、圧電体の表面に一対の電極を配置したもののことをいう。

第１電極１２は、少なくとも第１の面Ｐ１の表面に配置されている。さらに言えば、第１電極１２は、第１の面Ｐ１の表面全面に配置されている。また、第１電極１２の一部は、第１の面Ｐ１の表面に配置されている部分と電気的な接続を保った上で第２の面Ｐ２の表面にも配置されている（図１（ｂ）及び図１（ｃ）参照。）。第１電極１２は、第１の面Ｐ１の表面からレンズ本体１０の側面を回り込むようにして第２の面Ｐ２の表面に到達しているということもできる。第１電極１２は光透過性の材料、例えば、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン又はグラフェンからなる。第１電極１２の形成は、例えばスパッタ製膜により実施することができる。第１電極１２の膜厚は、例えば０．１～０．２μｍとすることができる。

第２電極１４は、第２の面Ｐ２の表面に配置されている。第２の面Ｐ２の表面において、第１電極１２は外縁部に配置され、第２電極１４は中央部に配置され、第１電極１２と第２電極１４とは離隔している。第２電極１４の構成材料、形成方法及び膜厚は、第１電極１２の場合と同様である。

コーティング層１６は、第１電極１２のうち第１の面Ｐ１の表面に配置されている部分を覆うように形成されている。コーティング層１６は、透明な絶縁体であって耐熱性、耐久性及び耐候性に優れた材料からなることが好ましく、例えば、ガラス又はチタンからなる。コーティング層１６の形成は、例えば、材料を塗布し、その後乾燥及び焼付を行うことで実施することができる。膜厚は、例えば４０～６０μｍ程度とすることができる。

２．撮像装置１００
次に、振動子レンズ１を備える撮像装置１００について説明する。
図２は、実施形態１に係る撮像装置１００及びレンズ固定Ｏリング１３０を説明するために示す図である。図２（ａ）は撮像装置１００の断面図であり、図２（ｂ）はレンズ固定Ｏリング１３０の平面図（振動子レンズ１側から見た図）である。図２（ａ）は、振動子レンズ１の光軸Ｌ（図２（ａ）では図示せず。）を含む平面による断面図である。図２（ａ）においては、撮像部１１０、基板１４０、第１端子１４２、第２端子１４４及び外部ソケット１５０については模式図として表示している。

実施形態１に係る撮像装置１００は、振動子レンズ１と、撮像部１１０と、表面ケース１２０と、レンズ固定Ｏリング１３０と、基板１４０と、第１端子１４２と、第２端子１４４と、外部ソケット１５０と、裏面ケース１６０とを備える。撮像装置１００は、上記以外の構成要素や機構（例えば、収差を補正するための副レンズやピント調節のための機構等）を備えていてもよい。

振動子レンズ１は、図２（ａ）に示すように、表面ケース１２０及びレンズ固定Ｏリング１３０に挟み込まれるようにして固定されている。振動子レンズ１における第１電極１２は、第２の面Ｐ２の表面に配置されている部分において、後述するＯリング第１電極１３４と接触している。また、第２電極１４は、後述するＯリング第２電極１３６と接触している。振動子レンズ１は、撮像部１１０における撮像素子（後述。）の受光面に、外部からの光を収束させる。

撮像部１１０は、振動子レンズ１を介して外部を撮像する。撮像部１１０は基板１４０に載置されている。撮像部１１０は、ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサといった撮像素子を有する。

表面ケース１２０は、レンズ固定Ｏリング１３０とともに振動子レンズ１を固定する部材である。表面ケース１２０は、振動子レンズ１とともに外部環境にさらされる部材であるため、耐候性に優れた材料からなることが好ましい。表面ケース１２０と振動子レンズ１との間には、水の侵入を防ぐためのシール部材（例えば、Ｏリングシート状のパッキン。図示せず。）が配置されていることが好ましい。

レンズ固定Ｏリング１３０は、表面ケース１２０とともに振動子レンズ１を固定する部材である。また、第１電極１２と第１端子１４２との電気的接続及び第２電極１４と第２端子１４４との電気的接続を仲介する部材でもある。レンズ固定Ｏリング１３０は、Ｏリング本体１３２、Ｏリング第１電極１３４及びＯリング第２電極１３６を有する。Ｏリング本体１３２は、樹脂等の絶縁体からなる。Ｏリング第１電極１３４及びＯリング第２電極１３６は、金属等の導電体からなる。

Ｏリング第１電極１３４は、Ｏリング本体１３２の外周側及び外周面の表面に配置されている。Ｏリング第１電極１３４は、図２（ａ）に示すように、第１電極１２及び第１端子１４２と接触している。一方、Ｏリング第２電極１３６は、Ｏリング本体１３２の内周側及び内周面の表面に、Ｏリング第１電極１３４とは離隔して配置されている。Ｏリング第２電極１３６は、第２電極１４及び第２端子１４４と接触している。Ｏリング第１電極１３４及びＯリング第２電極１３６は、例えば、金属箔をＯリング本体１３２に貼り付けた後にエッチングすることで形成することができる。また、めっきにより形成することもできる。

レンズ固定Ｏリング１３０は、表面ケース１２０への嵌合挿入及び接着により振動子レンズ１を固定するものでもよいし、外周面にねじ山（図示せず）を設けて表面ケース１２０にねじ込むことにより振動子レンズ１を固定するものでもよい。

基板１４０は、第１端子１４２及び第２端子１４４の一方の端部と接続されている。また、基板１４０は、外部ソケット１５０とも接続されている。さらに、基板１４０には、振動子レンズ１及び撮像部１１０等の制御や給電等に必要な演算装置、記憶装置、電子回路、配線等（いずれも図示せず。）が配置されている。振動子レンズ１の振動を制御するための振動制御部や撮像部１１０からの信号を映像として処理する映像処理部は、基板１４０に配置された専用又は汎用の演算装置、記憶装置、電子回路、配線等により構成されているともいえる。なお、演算装置等は基板１４０以外の場所に配置されていてもよい。

第１端子１４２及び第２端子１４４は、Ｏリング第１電極１３４及びＯリング第２電極１３６を介して第１電極１２及び第２電極１４に駆動電圧を供給するためのものである。第１端子１４２及び第２端子１４４には給電回路（図示せず。）が接続されており、電源（図示せず。）から外部ソケット１５０を介して供給される電圧を振動子レンズ１に供給する。第１端子１４２及び第２端子１４４は導電性の材料からなるものであればよいが、例えば、金属製のコイルバネからなるバネ端子を用いることにより、第１端子１４２とＯリング第１電極１３４との間の密着及び第２端子１４４とＯリング第２電極１３６との間の密着を確保し、電気的接続を安定させることができるようになる。

外部ソケット１５０は、基板１４０に配置されている演算装置等と外部の機材（例えば、電源、モニタ、各種スイッチ）との間で電力や信号等をやり取りするための接点となるものである。

裏面ケース１６０は、撮像部１１０及び基板１４０を収納する。なお、外部ソケット１５０は、振動子レンズ１とは反対の側に向かって裏面ケース１６０から露出している。また、裏面ケース１６０は、表面ケース１２０を固定する部材でもある。当該固定は、例えば、裏面ケース１６０に表面ケース１２０の形状に対応する窪みを設け、当該窪みに表面ケース１２０を嵌合挿入することにより実現することができる。

３．振動子レンズ１及び撮像装置１００の効果
以下、実施形態１に係る振動子レンズ１及び撮像装置１００の効果について説明する。

実施形態１に係る振動子レンズ１は、レンズを振動させることで水滴の排除を図るものであるため、高い水滴除去能力を長期にわたって得ることが可能であり、レンズの表面に付着した水滴を速やかに除去することが可能であり、かつ、省スペース化を達成しやすいものとすることができる。また、実施形態１に係る振動子レンズ１はレンズ本体１０が光透過性の圧電体からなるため、適切な電極と組み合わせることでレンズ自体が圧電素子となる。このため、実施形態１に係る振動子レンズ１は、圧電素子を接合することによる体積の増大を避けることが可能なものとなり、その結果、小型の撮像装置にも組み込みやすいものとすることができる。

ところで、上記したレンズに圧電素子を接合する技術には、レンズ本体と圧電素子とが剥離するおそれがあるという問題もある。一方、実施形態１に係る振動子レンズ１によれば、レンズ自体が圧電素子となるため、レンズ本体１０と圧電素子との剥離をありえないものとすることが可能となる。

また、実施形態１に係る振動子レンズ１によれば、圧電体は、水晶、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）又は、ランタンドープジルコン酸チタン酸鉛（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）からなるため、光透過性を確保しつつ、レンズ本体１０に電圧を印加することで振動子レンズ１を振動させることが可能となる。

また、実施形態１に係る振動子レンズ１によれば、少なくとも第１の面Ｐ１の表面に配置されている第１電極１２と、第２の面Ｐ２の表面に配置されている第２電極１４とを備えるため、簡易な構成で振動子レンズ１を圧電素子として扱うことが可能となる。

また、実施形態１に係る振動子レンズ１によれば、第１電極１２の一部は、第１の面Ｐ１の表面に配置されている部分と電気的な接続を保った上で第２の面Ｐ２の表面にも配置されており、第１電極１２と第２電極１４とは離隔しているため、撮像装置１００に組み込む際に、第１電極１２と第２電極１４とに対応する電気的接点の構成を単純化することが可能となる。

実施形態１に係る撮像装置１００は、実施形態１に係る振動子レンズ１を備えるため、高い水滴除去能力を長期にわたって得ることが可能であり、レンズの表面に付着した水滴を速やかに除去することが可能であり、省スペース化を達成しやすく、かつ、小型化が容易である撮像装置とすることが可能となる。

［実施形態２］
図３は、実施形態２に係る振動子レンズカバー２を説明するために示す図である。図３（ａ）は振動子レンズカバー２の正面図（光軸Ｌに対して垂直な方向から見た図）であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ２－Ａ２断面図であり、図３（ｃ）は振動子レンズカバー２の底面図（第１電極２２の一部及び第２電極２４が配置されている側の図）である。

実施形態２に係る振動子レンズカバー２は、図３に示すように、レンズカバー本体２０、第１電極２２、第２電極２４及びコーティング層２６を備える。振動子レンズカバー２は、全体として円盤状の形状からなる。本明細書における「レンズカバー」とは、レンズを保護するための透光部材のことをいう。このため、実施形態２に係る振動子レンズカバー２は、実施形態１に係る振動子レンズ１とは異なり、撮像装置における撮像部（撮像素子）に外部からの光を収束させるような光学的特性を有している必要はない。

レンズカバー本体２０は、光透過性の圧電体からなる。レンズカバー本体２０において、光軸Ｌが通過する２つの面のうち一方を第１の面Ｐ３とし、他方を第２の面Ｐ４とする（図３（ｂ）参照。）。本明細書における「レンズカバー本体」とは、振動子レンズカバーの主要形状を決定する部材のことをいう。

圧電体は、例えば、水晶、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）又は、ランタンドープジルコン酸チタン酸鉛（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）からなる。なお、実施形態１に係る振動子レンズ１における圧電体とは異なり、振動子レンズカバー２における圧電体は、レンズに必須の光学特性（高屈折率等）を必要としない。

第１電極２２は、少なくとも第１の面Ｐ３の表面に配置されている。さらに言えば、第１電極２２は、第１の面Ｐ３の表面全面に配置されている。また、第１電極２２の一部は、第１の面Ｐ３の表面に配置されている部分と電気的な接続を保った上で第２の面Ｐ４の表面にも配置されている。第１電極２２の構成材料、形成方法及び膜厚は、実施形態１における第１電極１２の場合と同様である。

第２電極２４は、第２の面Ｐ４の表面に配置されている。第１電極２２と第２電極２４とは離隔している。第２電極２４の構成材料、形成方法及び膜厚は、実施形態１における第１電極１２の場合と同様である。

コーティング層２６は、第１電極２２のうち第１の面Ｐ３の表面に配置されている部分を覆うように形成されている。コーティング層２６の構成材料、形成方法及び膜厚は、実施形態１におけるコーティング層１６の場合と同様である。

実施形態２に係る振動子レンズカバー２は、レンズカバーを振動させることで水滴の排除を図るものであるため、高い水滴除去能力を長期にわたって得ることが可能であり、レンズの表面に付着した水滴を速やかに除去することが可能であり、かつ、省スペース化を達成しやすいものとすることができる。また、実施形態２に係る振動子レンズカバー２はレンズカバー本体２０が光透過性の圧電体からなるため、適切な電極と組み合わせることでレンズカバー自体が圧電素子となる。このため、実施形態２に係る振動子レンズカバー２は、圧電素子を接合することによる体積の増大を避けることが可能なものとなり、その結果、小型の撮像装置にも組み込みやすいものとすることができる。

また、実施形態２に係る振動子レンズカバー２によれば、レンズカバー自体が圧電素子となるため、レンズカバー本体２０と圧電素子との剥離をありえないものとすることが可能となる。

また、実施形態２に係る振動子レンズカバー２によれば、圧電体は、水晶、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）又は、ランタンドープジルコン酸チタン酸鉛（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）からなるため、光透過性を確保しつつ、レンズカバー本体２０に電圧を印加することで振動子レンズカバー２を振動させることが可能となる。

［実施形態３］
図４は、実施形態３に係る圧電素子埋込レンズ３を説明するために示す図である。図４（ａ）は圧電素子埋込レンズ３の正面図（光軸Ｌに対して垂直な方向から見た図）であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ３－Ａ３断面図であり、図４（ｃ）は圧電素子埋込レンズ４の底面図（平らになっている側の図）である。なお、図４（ｃ）においては、圧電素子３２のうちレンズ本体３０に埋め込まれている部分の形状を破線で表示している。

実施形態３に係る圧電素子埋込レンズ３は、図４に示すように、レンズ本体３０と、レンズ本体３０に一部が埋め込まれている圧電素子３２とを備える。圧電素子埋込レンズ３は、例えば、レンズ本体３０を形成するための型の中に圧電素子３２を配置し、その後レンズ本体３０の材料を型に流し込んで固化させる（モールドする）ことで製造することができる。

レンズ本体３０の材料としては、例えば、高屈折率の樹脂やガラス等、レンズとして一般的な材料を用いることができる。

圧電素子３２は、撮像装置に組み込んだ際に撮像部に入射する光をなるべく遮らないようにするため、環状の形状からなる。圧電素子３２は、圧電体３４、圧電素子第１電極３６及び圧電素子第２電極３８を有する。

圧電体３４は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電セラミックスからなる。なお、実施形態１に係る振動子レンズ１における圧電体とは異なり、圧電体３４は光透過性を有している必要はない。

圧電素子第１電極３６及び圧電素子第２電極３８は、圧電体３４を挟んで対向するように配置されている。圧電素子第１電極３６及び圧電素子第２電極３８は、例えば、導電性の金属箔からなる。圧電体３４と同様に、圧電素子第１電極３６及び圧電素子第２電極３８についても、光透過性を有している必要はない。

実施形態３に係る圧電素子埋込レンズ３は、レンズを振動させることで水滴の排除を図るものであるため、高い水滴除去能力を長期にわたって得ることが可能であり、レンズの表面に付着した水滴を速やかに除去することが可能であり、かつ、省スペース化を達成しやすいものとすることができる。また、実施形態３に係る圧電素子埋込レンズはレンズ本体３０とレンズ本体３０に一部が埋め込まれている圧電素子３２とを備えるため、圧電素子３２がレンズ本体３０と一体化されている。このため、実施形態３に係る圧電素子埋込レンズ３も、圧電素子を接合することによる体積の増大を避けることが可能なものとなり、その結果、小型の撮像装置にも組み込みやすいものとすることができる。

また、実施形態３に係る圧電素子埋込レンズ３によれば、圧電素子３２がレンズ本体３０と一体化されている（一部が埋め込まれている）ため、レンズ本体に圧電素子を接合する場合よりも、レンズ本体３０と圧電素子３２との剥離を発生しにくくすることが可能となる。

また、実施形態３に係る圧電素子埋込レンズ３によれば、圧電素子３２は、環状の形状からなるため、圧電素子３２が不透明な材料からなる場合であっても光を通過させることが可能となる。

［実施形態４］
図５は、実施形態４に係る圧電素子埋込レンズ４を説明するために示す図である。図５（ａ）は圧電素子埋込レンズ４の正面図（光軸Ｌに対して垂直な方向から見た図）であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ４－Ａ４断面図であり、図５（ｃ）は圧電素子埋込レンズ４の底面図（平らになっている側の図）である。

実施形態４に係る圧電素子埋込レンズ４は、図５に示すように、レンズ本体４０と、レンズ本体４０に一部が埋め込まれている圧電素子４２とを備える。圧電素子埋込レンズ４も実施形態３に係る圧電素子埋込レンズ３と同様に、例えば、レンズ本体４０を形成するための型の中に圧電素子４２を配置し、その後レンズ本体４０の材料を型に流し込んで固化させる（モールドする）ことで製造することができる。

レンズ本体４０の材料としては、例えば、高屈折率の樹脂やガラス等、レンズとして一般的な材料を用いることができる。

圧電素子４２は、円盤状の形状からなる。圧電素子４２は、光透過性の圧電体４４、圧電素子第１電極４６及び圧電素子第２電極４８を有する。

圧電素子４２における圧電体４４は、例えば、水晶、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）又は、ランタンドープジルコン酸チタン酸鉛（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）からなる。

圧電素子第１電極４６及び圧電素子第２電極４８は、圧電体４４を挟んで対向するように配置されている。圧電素子第１電極４６及び圧電素子第２電極４８の構成材料、形成方法及び膜厚は、実施形態１における第１電極１２の場合と同様である。

実施形態４に係る圧電素子埋込レンズ４は、レンズを振動させることで水滴の排除を図るものであるため、高い水滴除去能力を長期にわたって得ることが可能であり、レンズの表面に付着した水滴を速やかに除去することが可能であり、かつ、省スペース化を達成しやすいものとすることができる。また、実施形態４に係る圧電素子埋込レンズ４はレンズ本体４０とレンズ本体４０に一部が埋め込まれている圧電素子４２とを備えるため、圧電素子４２がレンズ本体４０と一体化されている。このため、実施形態４に係る圧電素子埋込レンズ４も、圧電素子を接合することによる体積の増大を避けることが可能なものとなり、その結果、小型の撮像装置にも組み込みやすいものとすることができる。

また、実施形態４に係る圧電素子埋込レンズ４によれば、圧電素子４２は、光透過性の圧電体４４を有するため、圧電素子４２が圧電素子埋込レンズ４の光軸Ｌを覆うように配置されていても、光を通過させることが可能となる。

また、実施形態４に係る圧電素子埋込レンズ４によれば、圧電体４４は、水晶、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）又は、ランタンドープジルコン酸チタン酸鉛（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）からなるため、光透過性を確保しつつ、電圧を印加することで圧電素子埋込レンズ４を振動させることが可能となる。

以上、本発明を上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。

（１）上記各実施形態において記載した構成要素の形状、数、位置等は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。

（２）上記実施形態１，３，４においては、振動子レンズ１及び圧電素子埋込レンズ３，４について平凸レンズとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の振動子レンズ及び圧電素子埋込レンズはレンズとしてありうる形状であればよく、例えば、両凸レンズやメニスカスレンズ等であってもよい。また、本発明の振動子レンズ及び圧電素子埋込レンズは、球面レンズであっても非球面レンズであってもよい。

（３）上記実施形態１，２においては、第１電極１２、２２が第１の面Ｐ１，Ｐ３の表面全面に配置されているが、本発明はこれに限定されるものではない。第１電極は、第１の面の一部にのみ配置されていてもよい。

（４）上記実施形態１，２においては、第１電極１２、２２が第２の面Ｐ２，Ｐ４の一部にも配置されているが、本発明はこれに限定されるものではない。撮像装置における接点や端子の都合がつくのであれば、第１電極は第２の面には形成されていなくてもよい。

（５）上記実施形態３，４においては、圧電素子３２，４２の一部がレンズ本体３０，４０に埋め込まれていたが、本発明はこれに限定されるものではない。電極への接続が確保できるのであれば、圧電素子の全体がレンズ本体に埋め込まれていてもよい。

（６）上記実施形態１においては、基板１４０に配置されている演算装置等と外部の機材（例えば、電源、モニタ、各種スイッチ）との間で電力や信号等をやり取りするための接点として外部ソケット１５０を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ソケットの代わりにプラグを用いてもよいし、接点を設けずに電線等を用いてもよい。

（７）図６は、変形例に係る撮像装置１００ａの断面図である。変形例に係る撮像装置１００ａは、基本的には実施形態１に係る撮像装置１００と同様の構成を有するが、振動子レンズ１とレンズ固定Ｏリング１３０との間に第１中間バネ端子１７０及び第２中間バネ端子１７２を備える点で実施形態１に係る撮像装置１００とは異なる。また、第１中間バネ端子１７０と第２中間バネ端子１７２との間には、環状の絶縁体からなる仕切り部材１７４が配置されている。外周側に配置されている第１中間バネ端子１７０は、第１電極１２とＯリング第１電極１３４とを接続する。内周側に配置されている第２中間バネ端子１７２は、第２電極１４とＯリング第２電極１３６とを接続する。第１中間バネ端子１７０及び第２中間バネ端子１７２は、振動子レンズ１とレンズ固定Ｏリング１３０との間で押し縮められており、振動子レンズ１とレンズ固定Ｏリング１３０との間の距離の変化に追従可能である。このような構成とすることにより、振動子レンズ１を振動させるときにおいても、振動子レンズ１とレンズ固定Ｏリング１３０との間の電気的接続を安定して維持することが可能となる。

１…振動子レンズ、２…振動子レンズカバー、３，４…圧電素子埋込レンズ、１０，３０，４０…レンズ本体、１２，２２…第１電極、１４，２４…第２電極、１６，２６…コーティング層、２０…レンズカバー本体、３２，４２…圧電素子、３４，４４…圧電体、３６，４６…圧電素子第１電極、３８，４８…圧電素子第２電極、１００，１００ａ…撮像装置、１１０…撮像部、１２０…表面ケース、１３０…レンズ固定Ｏリング、１３２…Ｏリング本体、１３４…Ｏリング第１電極、１３６…Ｏリング第２電極、１４０…基板、１４２…第１端子、１４４…第２端子、１５０…外部ソケット、１６０…裏面ケース、１７０…第１中間バネ端子、１７２…第２中間バネ端子、１７４…仕切り部材、Ｌ…光軸、Ｐ１，Ｐ３…第１の面、Ｐ２，Ｐ４…第２の面

Claims (11)

1. レンズ本体が光透過性の圧電体からなることを特徴とする振動子レンズ。
2. 前記圧電体は、水晶、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）又は、ランタンドープジルコン酸チタン酸鉛（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）からなることを特徴とする請求項１に記載の振動子レンズ。
3. 前記レンズ本体において、光軸が通過する２つの面のうち一方を第１の面とし、他方を第２の面とするとき、
   少なくとも前記第１の面の表面に配置されている第１電極と、
   前記第２の面の表面に配置されている第２電極とをさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動子レンズ。
4. 前記第１電極の一部は、前記第１の面の表面に配置されている部分と電気的な接続を保った上で前記第２の面の表面にも配置されており、
   前記第１電極と前記第２電極とは離隔していることを特徴とする請求項３に記載の振動子レンズ。
5. レンズカバー本体が光透過性の圧電体からなることを特徴とする振動子レンズカバー。
6. 前記圧電体は、水晶、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）又は、ランタンドープジルコン酸チタン酸鉛（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）からなることを特徴とする請求項５に記載の振動子レンズカバー。
7. レンズ本体と、前記レンズ本体に少なくとも一部が埋め込まれている圧電素子とを備えることを特徴とする圧電素子埋込レンズ。
8. 前記圧電素子は、環状の形状からなることを特徴とする請求項７に記載の圧電素子埋込レンズ。
9. 前記圧電素子は、光透過性の圧電体を有することを特徴とする請求項７に記載の圧電素子埋込レンズ。
10. 前記圧電体は、水晶、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）又は、ランタンドープジルコン酸チタン酸鉛（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）からなることを特徴とする請求項９に記載の圧電素子埋込レンズ。
11. 請求項１～１０のいずれかに記載の振動子レンズ、振動子レンズカバー又は圧電素子埋込レンズと、
    前記振動子レンズ、前記振動子レンズカバー又は前記圧電素子埋込レンズを介して外部を撮像する撮像部とを備えることを特徴とする撮像装置。

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