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

光学部品、撮像装置および光学機器 Download PDF

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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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