JP4724584B2 - 塵埃除去装置、画像読取装置、及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、ドキュメントスキャナ等の画像読取装置の光学部品、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像装置の光学部品に付着する塵埃を除去する塵埃除去装置、画像読取装置、及び撮像装置に関する。

近年、撮像装置においては、光学センサの分解能の向上と共に、使用中に光学系に付着するゴミが撮影画像に影響を及ぼすようになってきた。特に、ビデオカメラ、スチルカメラに搭載される撮像素子の分解能はめざましく向上している。そのため、撮像素子の近くに配置されている赤外線カットフィルタ、光学ローパスフィルタ等に、外部からの埃や内部の機械的な摺擦面で生ずる摩耗粉等が付着すると、次のような現象が起こる。撮像素子の分解能が高く、さらに撮像素子面での像のぼけが少ないため、撮影画像に埃が写り込むことがある。

一方、複写機、ファクシミリ、ドキュメントスキャナ等に搭載される撮像部は、ラインセンサをスキャンまたはラインセンサに近接させた原稿をスキャンすることで、平面原稿を読み取る。ここで、ラインセンサへ光線を入射する光線入射部に埃が付着すると、スキャンした画像に埃が写り込んでしまう。特に、原稿をスキャンする方式の機器、例えばファクシミリで読取部により原稿を読み取る、或いは複写機で自動原稿送り装置（ＡＤＦ）により原稿を搬送中に読み取る所謂流し読み方式では、次のような問題がある。例えば、光線入射部に付着した１つの埃が原稿送り方向へ連続する線画像となって写り込み、画像の品質を大きく損ねる、という問題がある。

撮像装置や複写機等の機器において塵埃が付着した場合、使用者が塵埃を拭き取ることで画像品位は回復するが、機器の使用中に付着した塵埃は撮影後或いはスキャン後に確認するほかない。その間に撮影或いはスキャンした画像については塵埃の画像が映り込むため、ソフトウェアによる画像の修正が必要となる。更に、複写機では、塵埃の画像が、スキャン画像に映り込むと同時に用紙に印刷出力されてしまうため、画像の修正には多大な労力がかかる。

そこで、振動を利用した防塵機構を備えたカメラや（例えば、特許文献１参照）、振動を付与することによりゴミを画像読取部から移動させる画像読取装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

図９は、従来例（特許文献３）に係る画像読取装置の一部を切り欠いた構成を示す斜視図である。

図９において、画像読取装置は、原稿に記録された画像情報を光学的に読み取り、光学像を電気信号に光電変換することで画像データとして入力する。画像読取装置の筐体２００には、ＡＤＦ原稿用プラテンガラス（以下ＡＤＦ用プラテン）２０１、ブック原稿用プラテンガラス（以下ブック用プラテン）２０２が配設されている。更に、筐体２００には、ランプ２０３とミラー２０４を有するスキャナユニット２０９、ミラー２０５、２０６、レンズ２０７、ＣＣＤセンサ（不図示）、圧電素子２１０が配設されている。

画像読取装置は、ＡＤＦ(不図示)により搬送されてくる原稿の画像情報を読み取る場合、スキャナユニット２０９をＡＤＦ用プラテン２０１の下に移動して停止させ、原稿が読取位置上を搬送されている間に画像情報を読み取る。圧電素子２１０は、ＡＤＦ用プラテン２０１の下面に取り付けられ、不図示の回路による高周波信号（電圧）の印加によりＡＤＦ用プラテン２０１に曲げ振動を生じさせる。

この曲げ振動により、ＡＤＦ用プラテン２０１に付着した塵埃を剥離させ読取位置から移動させることで、塵埃が画像に写ることを防止することができる。ＡＤＦ用プラテン２０１は、その周囲に配置された弾性材料製の支持部材（不図示）を介して画像読取装置２００に支持されている。ＡＤＦ用プラテン２０１、圧電素子２１０、支持部材により画像読取装置の塵埃除去機構を構成している。

塵埃除去機構に関しては上記の他にも各種の技術が提案されている（例えば、特許文献２、特許文献４参照）。
特開２００２?２０４３７９号公報 特開２００３?３３３３９１号公報 特開２００３?２８０１１０号公報 特開２００４?０１２４７４号公報

しかしながら、従来の塵埃除去機構においては以下のような問題があった。圧電素子２１０によりＡＤＦ用プラテン２０１に生じさせる２つの振動モードの曲げ振動は、図１０に示すような複数次の定在波振動となっている。図１０（ｂ）は、一方の振動モードの曲げ振動変位のＸ方向分布を示す図、図１０（ｃ）は、他方の振動モードの曲げ振動変位のＸ方向分布を示す図、図１０（ｄ）は、曲げ振動変位のＹ方向分布を示す図である。

上述したようにＡＤＦ用プラテン２０１はその周囲に配置した支持部材により支持されているため、振動の大きな左右の端部、複数の腹位置を含む上流端と下流端の振動が阻害されることになる。そのため、圧電素子２１０からＡＤＦ用プラテン２０１に対し、ＡＤＦ用プラテン２０１を振動させるのに必要な振動エネルギに加え、支持部材による損失分を見込んで多大な振動エネルギを供給する必要がある。

その結果、塵埃除去機構の消費エネルギ（消費電力）が大きくなるほかに、圧電素子２１０に供給する電圧も高電圧にする必要がある等の問題があった。また、圧電素子２１０に高電圧を印加することに伴い圧電素子２１０が発熱するため、機器の光学特性に影響を及ぼす場合がある。特にデジタルスチルカメラに使用する塵埃除去機構では、撮像素子との距離が近く、影響を及ぼしやすい。

本発明の目的は、消費エネルギを低減させながら光学部品に付着する塵埃を除去すると共に、発熱による光学特性の劣化を抑制することを可能とした塵埃除去装置、画像読取装置、及び撮像装置を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明の塵埃除去装置は、光学部品を装置に支持する支持部材と、前記光学部品に固定され、前記光学部品に振動を発生させる電気機械エネルギ変換素子とを備え、前記振動は、前記電気機械エネルギ変換素子によって前記光学部品に同時又は順次生じる複数の振動モードの振動であり、前記複数の振動モードは、少なくとも第１の振動モードと、第２の振動モードとを含み、前記第１の振動モードの振動の節と前記第２の振動モードの振動の節との節間隔が他の節間隔より小さい位置に、前記支持部材を配置したことを特徴とする。

本発明によれば、複数の振動モードは、少なくとも第１の振動モードと、第２の振動モードとを含み、第１の振動モードの振動の節と第２の振動モードの振動の節との節間隔が他の節間隔より小さい位置に、支持部材を配置しているため、支持部材による振動エネルギの損失を抑えることが可能となる。これにより、塵埃除去装置の消費エネルギを低減させながら光学部品に付着する塵埃を除去できると共に、発熱による光学特性の劣化を抑制することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像読取装置としての複写機に装備された塵埃除去装置の構成を示す斜視図である。

図１において、複写機は、画像読取部（リーダ部）の筐体８の内部に、光学素子１、スキャナユニット（光電変換素子）９、塵埃除去装置を備えている。塵埃除去装置は、圧電素子２、支持部材１１、１２、駆動回路１３、及び光学素子１から構成される。

本実施の形態では、光学素子１を塵埃除去装置の振動部材として用いる。光学素子１は、ガラスから形成されると共に、板状（矩形状）に構成されている。光学素子１の下面には、圧電素子２が接着剤により接合されている。圧電素子２は、電気エネルギ（電圧）を機械エネルギ（振動）に変換する電気機械エネルギ変換素子であり、光学素子１と共に振動体を構成する。

支持部材１１、１２は、フェルト、発泡樹脂等の弾性部材、またはゴム等の弾性材料により形成されると共に、棒形状に構成されている。支持部材１１、１２は、光学素子１及び筐体８に粘着材により接合されている。光学素子１は、支持部材１１、１２を介して筐体８に支持される。

光学素子１の下方には、スキャナユニット９が配置されている。スキャナユニット９は、内部に光学センサ（不図示）を備えている。複写時には、光学素子１に接触した状態で搬送機構（不図示）により搬送される原稿の反射光の光束を、光学素子１を透過させることにより、スキャナユニット９内の光学センサに結像する。これにより、原稿の画像情報を画像データとして読み取ることができる。駆動回路１３は、圧電素子２に交番電圧（駆動信号）を印加することで、光学素子１に後述の２つの曲げ振動モードの振動を発生させる。

図２は、塵埃除去装置により発生させる振動モードの振動形状を示す図である。

図２において、圧電素子２により光学素子１に生じさせる振動モードの振動形状と支持部材１１、１２との位置関係を示している。本実施の形態では、光学素子１に２つの曲げ振動モード（第１の曲げ振動モード（以下、第１の振動モードと表記）、第２の曲げ振動モード（以下、第２の振動モードと表記））の振動を生じさせる。即ち、第１の振動モード及び第２の振動モードは、光学素子１を厚さ方向へ曲げ変形させる面外振動モードである。第１の振動モード及び第２の振動モードの振動は、光学素子１に同時或いは順次加えられる。

符号４０は、光学素子１に振動を生じさせない自然状態における光学素子表面の位置を示す。符号４１は、光学素子１に生じさせる第１の曲げ振動モードの振動による光学素子表面の振動変位を示す。符号４２は、光学素子１に生じさせる第２の曲げ振動モードの振動による光学素子表面の振動変位を示す。

第１の振動モードは、３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄ、３１Ｅで示す５箇所の振動の節を有する曲げ４次の振動モードである。第２の振動モードは、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅ、３２Ｆで示す６箇所の振動の節を有する曲げ５次の振動モードである。第１の振動モードおよび第２の振動モードとして、少なくとも支持部材１１，１２に挟まれた領域では互いの節の位置が重ならない次数の振動が選択される。駆動回路１３から圧電素子２の表裏両面に印加する交番電圧により、電歪横効果によって光学素子１に曲げモーメントを生じさせる。圧電素子２は、第１及び第２の振動モードにおいて、その振動変位が大きい腹位置に位置しているため、第１及び第２の振動モードにおいて有効な加振力を発生することができる。

第１の振動モードと第２の振動モードとは固有振動数が異なり、第２の振動モードが第１の振動モードより高い固有振動数を有する。そのため、駆動回路１３から圧電素子２に印加する交番電圧の振動数を適宜選択することにより、第１の振動モードの振動と第２の振動モードの振動とを選択的に発生させることが可能となっている。

本実施の形態では、塵埃除去装置は、光学素子１に第１の振動モードの振動を生じさせることにより、該第１の振動モードの振動の腹位置の光学素子１に付着した塵埃を剥離する機能を有する。更に、塵埃除去装置は、光学素子１に第２の振動モードの振動を生じさせることにより、第１の振動モードの振動の節近傍の光学素子１に付着した塵埃を剥離する機能を有する。

尚、本実施の形態では、塵埃を除去するための最低限必要な振動モードとして、第１の振動モード（曲げ４次の振動モード）、第２の振動モード（曲げ５次の振動モード）を用いているが、これに限定されるものではない。付加的にその他の複数の振動モード（例えば、曲げ７次の振動モード、曲げ８次の振動モードなど）の振動を光学素子１に加えてもよい。

第１の振動モードの振動の５箇所の節と、第２の振動モードの振動の６箇所の節の間隔は、中央付近の節３１Ｃと節３２Ｃとの間隔及び節３１Ｃと節３２Ｄとの間隔が最も広い。両端の節３１Ａと節３２Ａとの間隔及び節３１Ｅと節３２Ｆとの間隔が最も接近している。節近傍は振動振幅が最も小さい位置である。

例えば、第１及び第２の振動モードの振動の節の間隔が広い位置に支持部材を位置させると、少なくともどちらかの振動モードに対しては振動振幅が大きな位置で支持部材が光学素子を支持することとなる。その結果、振動体から支持部材に伝達する振動振幅も大きくなるから、支持部材による振動損失が大きくなってしまう。

本実施の形態では、第１及び第２の振動モードの振動の節の間隔が小さい、両端の節３１Ａと節３２Ａとの間及び節３１Ｅと節３２Ｆとの間に、それぞれ支持部材１１、１２を位置させている。支持部材１１、１２をこのような配置とすることにより、支持部材１１、１２による振動エネルギの損失を最小限に抑えることが可能となり、塵埃除去装置で消費するエネルギ（消費電力）を低減することが可能となる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、光学素子１に付着した塵埃を振動により除去する塵埃除去装置において、振動の減衰を最小限にしながら支持部材１１、１２により光学素子１を支持することが可能となる。これにより、塵埃除去装置の消費電力を低減させながら光学素子１に付着する塵埃を除去できると共に、発熱（自己昇温）による光学特性の劣化を抑制することが可能となる。その結果、複写機による複写画像の品位を向上させることが可能となる。

［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルスチルカメラに装備された塵埃除去装置を示す図であり、（ａ）は、塵埃除去装置の構成を示す分解斜視図である。（ｂ）は、撮像素子パッケージ及び光学フィルタに対するシール部材の接合構造を示す断面図である。

図３において、デジタルスチルカメラは、撮像素子部１４−１及びカバーガラス１４−２を有する撮像素子パッケージ１４、光学フィルタ５１、塵埃除去装置を備えている。塵埃除去装置は、圧電素子２−１、２−２、支持部材１１、１２、駆動回路１３、及び光学フィルタ５１から構成される。

本実施の形態では、撮像素子部１４−１の前面に配置される光学フィルタ５１を塵埃除去装置の振動部材として用いる。光学フィルタ５１の長手方向両端部には、圧電素子２−１、２−２がそれぞれ接着されている。圧電素子２−１、２−２には、駆動回路１３により交番電圧（駆動信号）が印加される。撮像素子パッケージ１４は、撮像素子部１４−１をカバーガラス１４−２で封止した構造となっている。

支持部材１１、１２は、撮像素子パッケージ１４と光学フィルタ５１との間に粘着材料により固定されている。支持部材１１、１２は、撮像素子パッケージ１４と光学フィルタ５１の相対的な位置決めをすると共に、光学フィルタ５１を支持している。シール部材２１は、支持部材１１、１２の上端部同士を結ぶように接続されている。シール部材２２は、支持部材１１、１２の下端部同士を結ぶように接続されている。シール部材２１、２２は、支持部材１１、１２と共に閉じた枠形状を構成している。

シール部材２１の縦断面形状を図３（ｂ）に拡大して示す。尚、シール部材２２の断面形状も同様であり、図示は省略する。シール部材２１、２２における光学フィルタ５１に対する接触面の幅は、シール部材２１、２２における撮像素子パッケージ１４に対する接触面の幅と比較して小さく形成されている。シール部材２１、２２は、縦断面形状がリップ形状となっている。

上記のように、支持部材１１、１２を撮像素子パッケージ１４及び光学フィルタ５１に粘着材料により固定している。そのため、支持部材１１、１２及びシール部材２１、２２により、撮像素子パッケージ１４と光学フィルタ５１との間に密閉空間を構成することができる。これにより、外部の塵埃が撮像素子パッケージ１４と光学フィルタ５１との間に侵入するのを防止することができる。

図４は、塵埃除去装置により発生させる振動モードの振動形状を示す図である。

図４において、圧電素子２−１、２−２により光学フィルタ５１に生じさせる振動モードの振動形状と支持部材１１、１２との位置関係を示している。本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、曲げ４次の振動モードを第１の振動モード、曲げ５次の振動モードを第２の振動モードとしている。即ち、第１の振動モード及び第２の振動モードは、光学フィルタ５１を厚さ方向へ曲げ変形させる面外振動モードである。第１の振動モード及び第２の振動モードの振動は、光学フィルタ５１に同時或いは順次加えられる。

第１の振動モードの振動の５箇所の節と、第２の振動モードの振動の６箇所の節の間隔は、中央付近の節３１Ｃと節３２Ｃとの間隔及び節３１Ｃと節３２Ｄとの間隔が最も広い。両端の節３１Ａと節３２Ａとの間隔及び節３１Ｅと節３２Ｆとの間隔が最も接近している。

本実施の形態でも、同様に、第１及び第２の振動モードの節の間隔が小さい、両端の節３１Ａと節３２Ａとの間及び節３１Ｅと節３２Ｆとの間に、それぞれ支持部材１１、１２を位置させている。支持部材１１、１２は、光学フィルタ５１と撮像素子パッケージ１４との間のギャップを管理するのに十分な剛性を有し、振動を阻害しない柔軟性を有する弾性部材である。支持部材１１、１２を上記の位置に配置することにより、光学フィルタ５１に加える振動が阻害されることを小さくしている。

上記の支持部材１１及び１２により光学フィルタ５１の支持を行っているため、シール部材２１、２２は封止の機能だけを有すればよい。そのため、シール部材２１、２２を、柔軟性を持たせ且つ光学フィルタ５１に対する接触面積を狭く構成することができる。従って、シール部材２１、２２が第１及び第２の振動モードの振動の複数の腹位置にわたって配置されても、光学フィルタ５１に加える振動を阻害しにくい。これにより、光学フィルタ５１に付着した塵埃を振動により除去することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、光学フィルタ５１に付着した塵埃を振動により除去する塵埃除去装置において、振動の減衰を最小限にしながら支持部材１１、１２により光学フィルタ５１を支持することが可能となる。これにより、塵埃除去装置の消費電力を低減させながら光学フィルタ５１に付着する塵埃を除去できると共に、発熱（自己昇温）による光学特性の劣化を抑制することが可能となる。その結果、デジタルスチルカメラによる撮影画像の品位を向上させることが可能となる。

［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る画像読取装置としての複写機に装備された塵埃除去装置の構成を示す斜視図である。

図５において、複写機は、画像読取部（リーダ部）の筐体８の内部に、光学素子１、スキャナユニット９、塵埃除去装置を備えている。塵埃除去装置は、圧電素子２−１、２−２、支持部材１１、１２、駆動回路１３、及び光学素子１から構成される。

本実施の形態は、上述した第１の実施の形態に対して、塵埃除去装置が２つの圧電素子２−１、２−２を備える点と、支持部材１１、１２を筐体８と一体的に構成した点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、第１の実施の形態（図１）の対応するものと同一なので、説明を省略する。

本実施の形態では、光学素子１を塵埃除去装置の振動部材として用いる。光学素子１の下面の長手方向両端部には、圧電素子２−１、２−２が接着剤により接合されている。支持部材１１、１２は、筐体８と一体的に構成された樹脂製の凸部である。光学素子１は、支持部材１１、１２を介して筐体８に支持される。

図６は、塵埃除去装置により発生させる振動モードの振動形状を示す図であり、（ａ）は、光学素子に生じさせる第１の振動モードの節と変位方向を示す図、（ｂ）は、光学素子に生じさせる第２の振動モードの節と変位方向を示す図である。

図６において、（ａ）に示す第１の振動モードは、光学素子１を横方向（長手方向）に伸縮させる縦振動モードであり、節３１Ａ、節３１Ｂの２つの節を有する２次振動モードである。同様に、（ｂ）に示す第２の振動モードは、光学素子１を横方向（長手方向）に伸縮させる縦振動モードであり、節３２Ａ、節３２Ｂ、節３２Ｃの３つの節を有する３次振動モードである。図示の矢印は最大変位時の変位方向を表している。即ち、第１の振動モード及び第２の振動モードは、光学素子１を厚さと直交する方向へ伸縮させる縦振動モードである。第１の振動モード及び第２の振動モードの振動は、光学素子１に同時或いは順次加えられる。

支持部材１１、１２は、図中２箇所に１点鎖線で示した箇所にそれぞれ位置している。支持部材１１、１２は、第１の振動モード、第２の振動モードで生ずる節の間隔が最も狭い節間に位置し、光学素子１に接触している。光学素子１の各部の横方向の変位により、支持部材１１、１２は剪断変形を生ずる。ここで、支持部材１１、１２は、使用する第１及び第２の振動モードの振動をどちらも大きく阻害することなく、光学素子１を支持することが可能となる。

本実施の形態で用いる縦振動モードでは、それ自体で光学素子１に付着した塵埃を剥離することはできないが、光学素子１の面内方向に高速で振動させることにより、光学素子１の塵埃の付着力が低下する。そのため、光学素子１に接触し搬送される原稿が発生する気流により、光学素子１に付着している塵埃を移動させることが可能となる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、光学素子１に付着した塵埃を振動により除去する塵埃除去装置において、振動の減衰を最小限にしながら支持部材１１、１２により光学素子１を支持することが可能となる。これにより、塵埃除去装置の消費電力を低減させながら光学素子１に付着する塵埃を除去できると共に、発熱（自己昇温）による光学特性の劣化を抑制することが可能となる。その結果、複写機による複写画像の品位を向上させることが可能となる。

［第４の実施の形態］
図７は、本発明の第４の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルスチルカメラに装備された塵埃除去装置の構成を示す分解斜視図である。

図７において、デジタルスチルカメラは、撮像素子部１４−１及びカバーガラス１４−２を有する撮像素子パッケージ１４、光学フィルタ５１、塵埃除去装置を備えている。塵埃除去装置は、振動体を構成する圧電素子２−１、２−２、支持部材６１、駆動回路１３、及び光学フィルタ５１から構成される。

本実施の形態は、上述した第２の実施の形態に対して、光学フィルタ５１を支持する支持部材６１を枠形状とした点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、第２の実施の形態（図３）の対応するものと同一なので、説明を省略する。

本実施の形態では、撮像素子部１４−１の前面に配置される光学フィルタ５１を塵埃除去装置の振動部材として用いる。支持部材６１は、ゴム等の弾性材料から形成されると共に、四角形の枠形状に構成されている。支持部材６１は、撮像素子パッケージ１４と光学フィルタ５１との間に配置される。支持部材６１の枠形状部の内側寸法は、撮像素子パッケージ１４のカバーガラス１４−２を支持部材６１の内側に配置することが可能な寸法に設定されている。

支持部材６１を撮像素子パッケージ１４と光学フィルタ５１との間に配置することにより、次のような作用及び効果がある。撮像素子パッケージ１４の撮像素子部１４−１と光学フィルタ５１の相対的な位置決めを行うと共に、光学フィルタ５１を支持する。更に、撮像素子パッケージ１４のカバーガラス１４−２と光学フィルタ５１との間に密閉空間を形成するため、塵埃の侵入を防止することができる。

図８は、塵埃除去装置により発生させる振動モードの振動形状を示す図であり、（ａ）は、光学フィルタに生じさせる第１の振動モードの節を示す図である。（ｂ）は、第１の振動モードの曲げ振動変位のＸ方向分布を示す図、（ｃ）は、第１の振動モードの曲げ振動変位のＹ方向分布を示す図である。（ｄ）は、光学フィルタに生じさせる第２の振動モードの節を示す図である。（ｅ）は、第２の振動モードの曲げ振動変位のＸ方向分布を示す図、（ｆ）は、第２の振動モードの曲げ振動変位のＹ方向分布を示す図である。

図８において、（ａ）、（ｄ）は、枠形状の支持部材６１の外形及び内形の輪郭を実線で示し、振動の節の位置を破線で示している。（ｂ）、（ｃ）の破線は、第１の振動モードにおける光学フィルタ表面の振動変位４１の節の位置を示している。（ｅ）、（ｆ）の破線は、第２の振動モードにおける光学フィルタ表面の振動変位４２の節の位置を示している。

Ｘ方向については、第１の振動モードは、節３１Ａ〜節３１Ｄの４つの節を持つ曲げ３次の振動モードであり、第２の振動モードは、節３２Ａ〜節３２Ｅの５つの節を持つ曲げ４次の振動モードである。Ｙ方向については、第１及び第２の振動モードは、節３３Ａ、節３３Ｂ、及び節３４Ａ、節３４Ｂのそれぞれ２つの節を持つ曲げ１次の振動モードである。即ち、第１の振動モード及び第２の振動モードは、光学フィルタ５１を厚さ方向へ曲げ変形させる面外振動モードである。第１の振動モード及び第２の振動モードの振動は、光学フィルタ５１に同時或いは順次加えられる。

Ｘ方向分布については、第１の振動モードの４箇所の節と、第２の振動モードの５箇所の節との間隔は、中央付近の節３２Ｃと節３１Ｂとの間隔及び節３２Ｃと節３１Ｃとの間隔が最も広い。両端の節３１Ａと節３２Ａとの間隔及び節３１Ｄと節３２Ｅとの間隔が最も接近している。本実施の形態は、Ｘ方向については、２つの振動モードの節間隔が小さい、両端の節３１Ａと節３２Ａ及び節３１Ｄと節３２Ｅの間に、支持部材６１の枠形状部の縦枠の中心を位置させている。

Ｙ方向分布については、第１の振動モードの節３３Ａ、節３３Ｂは、それぞれ第２の振動モードの節３４Ａ、節３４Ｂと最も近い位置にある。本実施の形態は、Ｙ方向については、節３３Ａと節３４Ａの中間位置、節３３Ｂと節３４Ｂの中間位置に、支持部材６１の枠形状部の横枠を位置させている。

支持部材６１は、光学フィルタ５１と撮像素子パッケージ１４との間のギャップを管理するのに十分な剛性を有し、振動を阻害しない柔軟性を有する弾性部材である。更に、支持部材６１を上記の構成とすることにより、縦方向及び横方向共に振動が小さい位置に支持部材６１を配置することが可能となる。これにより、光学フィルタ５１の振動の減衰を抑えることが可能となる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、光学フィルタ５１に付着した塵埃を振動により除去する塵埃除去装置において、振動の減衰を最小限にしながら支持部材６１により光学フィルタ５１を支持することが可能となる。これにより、塵埃除去装置の消費電力を低減させながら光学フィルタ５１に付着する塵埃を除去できると共に、発熱（自己昇温）による光学特性の劣化を抑制することが可能となる。その結果、デジタルスチルカメラによる撮影画像の品位を向上させることが可能となる。

［他の実施の形態］
上記第１、第２、第４の実施の形態では、面外振動モードを使用した場合を例に挙げ、上記第３の実施の形態では、縦振動モードを使用した場合を例に挙げたが、これに限定されるものではない。面外振動モードと縦振動モードの両方を使用してもよい。この場合は、面外振動モードの振動と縦振動モードの振動を光学素子（光学フィルタ）に同時或いは順次加えればよい。

上記第１乃至第３の実施の形態では、支持部材を直線形状とした場合を例に挙げ、上記第４の実施の形態では、支持部材を枠形状とした場合を例に挙げたが、これに限定されるものではない。支持部材を少なくとも１つの振動モードの振動の節に沿った形状としてもよい。

上記第１乃至第４の実施の形態では、複写機、デジタルスチルカメラに塵埃除去装置を適用した場合を例に挙げたが、これに限定されるものではない。塵埃除去装置は、複写機、デジタルスチルカメラ以外にも、ファクシミリ、スキャナ、ビデオカメラ等の各種機器に適用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る画像読取装置としての複写機に装備された塵埃除去装置の構成を示す斜視図である。 図１の塵埃除去装置により発生させる振動モードの振動形状を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルスチルカメラに装備された塵埃除去装置を示す図であり、（ａ）は、塵埃除去装置の構成を示す分解斜視図である。（ｂ）は、撮像素子パッケージ及び光学フィルタに対するシール部材の接合構造を示す断面図である。 図３の塵埃除去装置により発生させる振動モードの振動形状を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る画像読取装置としての複写機に装備された塵埃除去装置の構成を示す斜視図である。 図５の塵埃除去装置により発生させる振動モードの振動形状を示す図であり、（ａ）は、光学素子に生じさせる第１の振動モードの節と変位方向を示す図、（ｂ）は、光学素子に生じさせる第２の振動モードの節と変位方向を示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルスチルカメラに装備された塵埃除去装置の構成を示す分解斜視図である。 図７の塵埃除去装置により発生させる振動モードの振動形状を示す図であり、（ａ）は、光学フィルタに生じさせる第１の振動モードの節を示す図である。（ｂ）は、第１の振動モードの曲げ振動変位のＸ方向分布を示す図、（ｃ）は、第１の振動モードの曲げ振動変位のＹ方向分布を示す図である。（ｄ）は、光学フィルタに生じさせる第２の振動モードの節を示す図、（ｅ）は、第２の振動モードの曲げ振動変位のＸ方向分布を示す図、（ｆ）は、第２の振動モードの曲げ振動変位のＹ方向分布を示す図である。 従来例に係る画像読取装置の一部を切り欠いた構成を示す斜視図である。 図９の画像読取装置のＡＤＦ用プラテンに生じさせる曲げ振動を示す図であり、（ａ）は、ＡＤＦ用プラテンの平面図、（ｂ）は、一方の振動モードの曲げ振動変位のＸ方向分布を示す図である。（ｃ）は、他方の振動モードの曲げ振動変位のＸ方向分布を示す図、（ｄ）は、曲げ振動変位のＹ方向分布を示す図である。

符号の説明

１ 光学素子（光学部品）
２、２−１、２−２ 圧電素子（電気機械エネルギ変換素子）
８ 筐体（装置の筐体）
１１、１２ 支持部材（支持部材）
１３ 駆動回路
１４ 撮像素子パッケージ（他の光学部品）
１４−１ 撮像素子部
１４−２ カバーガラス
２１、２２ シール部材（シール部材）
３１Ａ〜３１Ｄ、３２Ａ〜３２Ｅ、３３Ａ、３３Ｂ、３４Ａ、３４Ｂ 節
５１ 光学フィルタ（光学部品）
６１ 支持部材（支持部材）

Claims (14)

1. 光学部品を装置に支持する支持部材と、
   前記光学部品に固定され、前記光学部品に振動を発生させる電気機械エネルギ変換素子とを備え、
   前記振動は、前記電気機械エネルギ変換素子によって前記光学部品に同時又は順次生じる複数の振動モードの振動であり、
   前記複数の振動モードは、少なくとも第１の振動モードと、第２の振動モードとを含み、前記第１の振動モードの振動の節と前記第２の振動モードの振動の節との節間隔が他の節間隔より小さい位置に、前記支持部材を配置したことを特徴とする塵埃除去装置。
2. 前記光学部品は、板状に形成されており、
   前記振動モードは、前記光学部品を厚さ方向へ曲げ変形させる面外振動モードであることを特徴とする請求項１記載の塵埃除去装置。
3. 前記光学部品は、板状に形成されており、
   前記振動モードは、前記光学部品を厚さと直交する方向へ伸縮させる縦振動モードであることを特徴とする請求項１記載の塵埃除去装置。
4. 前記光学部品は、板状に形成されており、
   前記振動モードは、前記光学部品を厚さ方向へ曲げ変形させる面外振動モードと、前記光学部品を厚さと直交する方向へ伸縮させる縦振動モードとを含むことを特徴とする請求項１記載の塵埃除去装置。
5. 前記支持部材は、複数配設されており、
   複数の前記支持部材を連結し前記光学部品と他の光学部品との間に閉空間を構成するシール部材を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の塵埃除去装置。
6. 前記支持部材は、前記装置の筐体と一体的に構成された凸部であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の塵埃除去装置。
7. 前記支持部材は、内側に空間部を有する閉じた形状に形成されていると共に、前記光学部品と他の光学部品との間に閉空間を構成することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の塵埃除去装置。
8. 前記支持部材は、直線形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の塵埃除去装置。
9. 前記支持部材は、前記複数の振動モードにおける少なくとも１つの振動モードの振動の節に沿って配置されることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の塵埃除去装置。
10. 前記支持部材は、複数配設されており、
    複数の前記支持部材の間の領域では、前記第１の振動モードの振動の節と前記第２の振動モードの振動の節の位置が重ならないことを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の塵埃除去装置。
11. 前記支持部材は、前記支持部材の幅方向の中心が、
    前記複数の振動モードにおける第１の振動モードの振動の節と、前記節とは異なる位置にある第２の振動モードの振動の節との間であって、
    前記第１の振動モードの振動の節と前記第２の振動モードの振動の節との節間隔が他の節間隔より小さい節間に位置するように配置されることを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに塵埃除去装置。
12. 前記第１の振動モードと前記第２の振動モードとは固有振動数が異なり、前記第２の振動モードが前記第１の振動モードより高い固有振動数を有することを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに塵埃除去装置。
13. 前記請求項１乃至１２の何れかに記載の塵埃除去装置を備えることを特徴とする画像読取装置。
14. 前記請求項１乃至１２の何れかに記載の塵埃除去装置を備えることを特徴とする撮像装置。

Images