JP5233586B2 - Imaging apparatus, optical apparatus, and manufacturing method of imaging apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、撮像装置、光学装置および撮影装置の製造方法に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus, an optical apparatus, and a method for manufacturing an imaging apparatus.

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ある。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)。   In recent years, in an interchangeable lens digital camera or the like, there is a problem that dust adheres to the filter surface of the image sensor and the dust is reflected in the photographed image. In order to solve such problems, a dust-proof member is disposed between the image pickup device and the optical system, and the dust-proof member such as the image pickup device and the filter is protected and dust attached to the dust-proof member is removed by vibration. Has been developed (see Patent Document 1).

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。   However, in the conventional system, since the dust-proof member is circular, a large dust-proof member is necessary to cover the image pickup element, which is against the request for downsizing the image pickup apparatus.

また、従来のシステムでは、防塵部材を振動させる圧電素子が、防塵部材における撮像素子側の面に取り付けられている。そのため、圧電素子自体が発塵することによって発生した塵埃が、防塵部材と撮像素子との間に配置された光学フィルタ等に付着し、これを除去することが困難であるという問題も懸念される。
特開2003−338961号公報
In the conventional system, a piezoelectric element that vibrates the dustproof member is attached to the surface of the dustproof member on the image sensor side. For this reason, there is a concern that the dust generated when the piezoelectric element itself generates dust adheres to an optical filter or the like disposed between the dust-proof member and the imaging element and it is difficult to remove the dust. .
JP 2003-338916 A

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、塵埃などを除去し得る除塵能力に優れる撮像装置と、その撮像装置を有する光学装置と、撮像装置の製造方法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 of the present invention is to provide an imaging device with excellent dust removal capability that can remove dust and the like, an optical device having the imaging device, and a method of manufacturing the imaging device. is there.

上記目的を達成するために、本発明の第1の観点に係る撮像装置は、
光学系(48)による像を撮像する撮像素子(12)に対向して備えられ、結晶成長軸である第1軸と前記第1軸に対して直交する電気軸である第2軸とを有する結晶構造の水晶を含む水晶板(18)と、
前記水晶板(18)における前記光学系の光軸に交差する面に備えられ、前記水晶板(18)を屈曲振動させる振動部材とを有し、
前記光学系(48)の光軸に交差する前記水晶板(18)の面が、前記第2軸から見て、前記第2軸を中心として前記第1軸から反時計回りに約+45度回転した角度になっている。
In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to the first aspect of the present invention provides:
Is provided to face the image pickup device (12) that captures an image formed by the optical system (48), and a second shaft is an electric axis orthogonal to the first axis and the first axis is a crystal growth axes A quartz plate (18) comprising a quartz crystal of crystal structure;
Provided on a surface intersecting the optical axis of the optical system in the crystal plate (18), and a vibration member which bending vibration of the crystal plate (18),
The surface of the crystal plate (18) that intersects the optical axis of the optical system (48) rotates about +45 degrees counterclockwise from the first axis about the second axis as seen from the second axis. The angle is

本発明の第1の観点に係る撮像装置では、水晶板(18)は、光学フィルタ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。   In the imaging device according to the first aspect of the present invention, the crystal plate (18) can be used as a part of the optical filter, and does not require a new member for dust prevention, and the number of parts can be reduced. Contributes to reduction and downsizing of equipment.

第1軸に対して約−45度の角度である表面を有する水晶板に比較して、第1軸に対して約+45度の角度である表面を有する水晶板(18)は、弾性係数が異なり、曲げ剛性が低く、共振周波数が例えば約20%低い。そのために、本発明の水晶板(18)は、曲げ変形を生じやすく、塵の除去能力が高い。   Compared to a quartz plate having a surface that is at an angle of about -45 degrees to the first axis, the quartz plate (18) having a surface that is at an angle of about +45 degrees to the first axis has a modulus of elasticity. In contrast, the bending stiffness is low and the resonance frequency is, for example, about 20% lower. Therefore, the quartz plate (18) of the present invention is likely to be bent and has a high dust removal capability.

また、たとえば水晶板(18)を長方形とすることも好ましい。この場合、撮像素子(12)の撮像面が長方形であるため、円形ガラスの場合と比べて、防塵のために水晶板(18)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。   For example, it is also preferable that the quartz plate (18) is rectangular. In this case, since the image pickup surface of the image pickup element (12) is rectangular, the space occupied by the crystal plate (18) for dust prevention is less than that in the case of circular glass, which contributes to downsizing of the apparatus.

本発明に係る第2の撮像装置は、
光学系による像を撮像する撮像素子に対向して備えられ、結晶成長軸である第1軸と前記第1軸に対して直交する電気軸である第2軸とを有するニオブ酸リチウムを含む光学部材と、
前記光学部材における前記光学系の光軸に交差する面に備えられ、前記光学部材を屈曲振動させる振動部材とを有し
前記光学系の光軸に交差する前記光学部材の面が、前記第2軸から見て、前記第2軸を中心として、前記第1軸から時計回りに+45度回転した角度になっている
The second imaging device according to the present invention is:
An optical system including lithium niobate provided opposite to an imaging device that captures an image by an optical system and having a first axis that is a crystal growth axis and a second axis that is an electric axis perpendicular to the first axis Members,
A vibration member that is provided on a surface that intersects the optical axis of the optical system in the optical member, and that flexibly vibrates the optical member ;
The surface of the optical member that intersects the optical axis of the optical system is at an angle that is rotated +45 degrees clockwise from the first axis with the second axis as the center, as viewed from the second axis .

本発明の第2の観点に係る撮像装置では、
光学的異方性を有する光学部材は、光学フィルタ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。
In the imaging device according to the second aspect of the present invention,
An optical member having optical anisotropy can be used as a part of an optical filter, and does not require a new member for dust prevention, contributing to a reduction in the number of parts and a compact device. .

本発明の第3の観点に係る撮像装置は、
像を撮像する撮像素子(12)と、
前記撮像素子(12)と対向して備えられる透明部材(18)と、
前記透明部材(18)に備えられ、当該透明部材(18)を振動させる励振部材(20)とを有し、
前記透明部材(18)と前記励振部材(20)とをエポキシ系紫外線硬化型接着剤で固定することを特徴とする。
An imaging apparatus according to a third aspect of the present invention provides:
An image sensor (12) for capturing an image;
A transparent member (18) provided to face the imaging element (12);
An excitation member (20) provided on the transparent member (18) for vibrating the transparent member (18);
The transparent member (18) and the excitation member (20) are fixed with an epoxy ultraviolet curing adhesive.

また、例えば、本発明に係る撮像装置は、
像を撮像する撮像素子(12)と、
前記撮像素子(12)と対向して備えられる透明部材(18)と、
前記透明部材(18)に備えられ、当該透明部材(18)を振動させる励振部材(20)とを有し、
前記透明部材(18)と前記励振部材(20)とをカチオン重合型紫外線硬化型接着剤で固定することを特徴とするものであってもよい。
For example, the imaging device according to the present invention is
An image sensor (12) for capturing an image;
A transparent member (18) provided to face the imaging element (12);
An excitation member (20) provided on the transparent member (18) for vibrating the transparent member (18);
The transparent member (18) and the excitation member (20) may be fixed with a cationic polymerization type ultraviolet curable adhesive.

本発明の撮像装置の製造方法は、
結晶成長軸である第1軸と前記第1軸に対して直交する電気軸である第2軸とを有する結晶構造の水晶を含む長方形の水晶板(18)の光学系の光軸に交差する面に、前記水晶板(18)を屈曲振動させる振動部材(20)を設け、
前記光学系(48)による像を撮像する撮像素子(12)に対向するように前記水晶板(18)を配置し、
前記光学系の光軸に交差する前記水晶板の面が前記第2軸から見て前記第2軸を中心として前記第1軸から反時計回りに約+45度回転した角度になるように前記水晶板を形成することを特徴とする。
The manufacturing method of the imaging device of the present invention includes:
Intersecting the optical axis of the optical system of a rectangular quartz plate including a quartz crystal structure and a second shaft is an electrical axis perpendicular to said first axis and the first axis is a crystal growth axis (18) A vibration member (20) for bending and vibrating the quartz plate (18) is provided on the surface,
The crystal plate (18) is disposed so as to face the image sensor (12) that captures an image by the optical system (48) ,
The quartz crystal is such that the surface of the quartz crystal plate intersecting the optical axis of the optical system has an angle rotated about +45 degrees counterclockwise from the first axis with the second axis as the center when viewed from the second axis. A plate is formed .

本発明に係る光学装置は、上記に記載の撮像装置を備えたことを特徴とする光学装置であり、スチルカメラやビデオカメラに限らず、顕微鏡、携帯電話などの光学装置も含む。   An optical device according to the present invention is an optical device including the imaging device described above, and includes not only a still camera or a video camera but also an optical device such as a microscope and a mobile phone.

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。   In the above description, in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, the description has been made in association with the reference numerals of the drawings showing the embodiments, but 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に示す撮像装置の平面図、
図3は図2に示すIII−III線に沿う概略断面図、
図4は図2に示すIV−IV線に沿う概略断面図、
図5Aおよび図5Bは水晶の結晶軸を説明するための概略図、
図6A〜図6Cは図3および図4に示す水晶板と水晶の結晶軸との関係を示す平面図、
図7A〜図7Eは振動モードを示す概略図、
図8は水晶板に発生する歪みと曲げ振動との関係を示す概略図、
図9は振動周波数と周波数ステップとの関係を示すグラフ、
図10は駆動周波数と振動加速度との関係を示すグラフ、
図11A、図11B及び図12は本発明の他の実施形態に係る要部断面図、
図13は本発明の一実施形態に係る撮像装置の製造方法を示すフローチャート図、
図14Aは本発明の他の実施形態に係る撮像装置に用いられる光学異方性板の平面図、図14Bは図14Aに示す光学異方性板の側面図、
図15は光学異方性板の方向と弾性係数との関係を示す図、
図16Aおよび図16Bは光学異方性板の振動状態を示す図、
図17は光学異方性板が切り出されるインゴットの概略図、
図18はそのインゴットの側面図、
図19はそのインゴットの平面図、
図20は光学異方性板の光学特性を示す概略図、
図21A〜図21Cは本発明の比較例に係る光学異方性板の側面図である。
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 imaging apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic sectional view taken along line III-III shown in FIG.
4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV shown in FIG.
5A and 5B are schematic diagrams for explaining the crystal axes of quartz,
6A to 6C are plan views showing the relationship between the crystal plate shown in FIGS. 3 and 4 and the crystal axis of the crystal,
7A to 7E are schematic diagrams showing vibration modes;
FIG. 8 is a schematic diagram showing the relationship between distortion generated in the quartz plate and bending vibration,
FIG. 9 is a graph showing the relationship between vibration frequency and frequency step,
FIG. 10 is a graph showing the relationship between drive frequency and vibration acceleration,
11A, 11B, and 12 are cross-sectional views of main parts according to other embodiments of the present invention,
FIG. 13 is a flowchart showing a method for manufacturing an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
14A is a plan view of an optically anisotropic plate used in an imaging apparatus according to another embodiment of the present invention, FIG. 14B is a side view of the optically anisotropic plate shown in FIG. 14A,
FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the direction of the optically anisotropic plate and the elastic coefficient;
16A and 16B are diagrams showing the vibration state of the optical anisotropic plate,
FIG. 17 is a schematic view of an ingot from which an optically anisotropic plate is cut,
FIG. 18 is a side view of the ingot,
FIG. 19 is a plan view of the ingot.
FIG. 20 is a schematic diagram showing optical characteristics of the optically anisotropic plate,
21A to 21C are side views of an optically anisotropic plate according to a comparative example of the present invention.
First embodiment

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を有するブレ補正装置2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。   First, the overall configuration of the camera of this embodiment will be described with reference to FIG. The blur correction device 2 having the image sensor unit 4 is disposed inside the camera body 40 so that the crystal plate 18 of the image sensor unit 4 intersects the optical axis α of the optical lens group 48 substantially perpendicularly. The crystal plate 18 will be described later.

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。   As shown in FIG. 1, a lens barrel 42 is detachably attached to the camera body 40. In some compact cameras and the like, there is a camera in which the lens barrel 42 and the camera body 40 are integrated, and the type of camera is not particularly limited. Further, the present invention can be applied not only to a still camera but also to an optical device such as a video camera, a microscope, and a mobile phone. In the following description, a single lens reflex camera in which the lens barrel 42 and the camera body 40 are detachable will be described for ease of explanation.

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 camera body 40, a shutter member 44 is disposed in front of the image sensor unit 4 in the optical axis α direction. A mirror 46 is disposed in front of the shutter member 44 in the optical axis α direction, and a diaphragm portion 47 and an optical lens group 48 built in the lens barrel 42 are disposed in front of the optical axis α direction. It is.

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。   The camera body 40 incorporates a body CPU 50 and is connected to the lens CPU 58 via a lens contact 54. The lens contact 54 electrically connects the body CPU 50 and the lens CPU 58 by connecting the lens barrel 42 to the camera body 40. A power source 52 is connected to the body CPU 50. The power source 52 is built in the camera body 40.

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、防振追随制御IC74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4参照)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。   The body CPU 50 includes a release switch 51, a strobe 53, a display unit 55, a gyro sensor 70, an EEPROM (memory) 60, an anti-vibration switch 62, a dust-proof filter driving circuit 56, an image processing controller 59, an AF sensor 72, and an anti-vibration follow-up control. IC74 etc. are connected. An image sensor 59 (see FIGS. 2 to 4) of the image sensor unit 4 is connected to the image controller 59 via an interface circuit 57, and image processing of an image captured by the image sensor 12 can be controlled. It has become. The image sensor 12 is configured by a solid-state image sensor such as a CCD or a CMOS, for example.

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、その防振駆動部目標位置を防振追従制御IC74へ出力する。また、ボディCPU50は、ジャイロセンサ70のセンサ出力を図示しないアンプを介してボディCPU50に入力し、ジャイロセンサ70の角速度を積分することによって、振れ角度を求める。   The body CPU 50 has a communication function with the lens barrel 42 and a control function of the camera body 40. Further, the body CPU 50 calculates the image stabilization drive unit target position from the information input from the EEPROM 60 and the blur angle, focal length information, and distance information calculated in response to the output from the gyro sensor 70, and the image stabilization drive. The target position is output to the image stabilization tracking control IC 74. In addition, the body CPU 50 inputs the sensor output of the gyro sensor 70 to the body CPU 50 via an amplifier (not shown), and obtains the deflection angle by integrating the angular velocity of the gyro sensor 70.

また、ボディCPU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、距離情報とジャイロセンサから目標位置を演算する。レリーズスイッチ51が半押し時であれば、AE、AFなどの状況に応じて、防振駆動等の撮影準備動作の指示を、レンズCPU58と、防振追従制御IC74とに出力する。全押し時にはミラー駆動、シャッター駆動、絞り駆動等の指示を出力する。   The body CPU communicates whether or not the lens barrel 42 is completely mounted, and calculates the target position from the focal length and distance information input from the lens CPU 58 and the gyro sensor. If the release switch 51 is half-pressed, an instruction for a shooting preparation operation such as an anti-shake drive is output to the lens CPU 58 and the anti-shake tracking control IC 74 according to the situation such as AE and AF. When fully pressed, instructions such as mirror drive, shutter drive, and aperture drive are output.

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。   The display unit 55 is mainly composed of a liquid crystal display device or the like, and displays output results and menus. The release switch 51 is a switch for controlling the timing of shutter driving, and outputs the state of the switch to the body CPU 50. When half-pressed, the vibration-proof driving is performed according to AF, AE, and the situation. When fully pressed, the mirror is raised and the shutter is driven. Etc.

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。   The mirror 46 is for projecting an image on the viewfinder when determining the composition, and retracts from the optical path during exposure. Information on the release switch 51 is input from the body CPU 50, and the mirror is raised when fully pressed and the mirror is lowered after the exposure is completed. It is driven by a mirror driving unit (not shown) (for example, a DC motor). A sub mirror 46 a is connected to the mirror 46.

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。   The sub mirror 46a is a mirror for sending light to the AF sensor, and reflects the light beam that has passed through the mirror and guides it to the AF sensor. The sub mirror 46a is retracted from the optical path during exposure.

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。   The shutter member 44 is a mechanism that controls the exposure time. Information on the release switch 51 is input from the body CPU 50, and the shutter is driven when fully pressed. It is driven by a shutter drive unit (not shown) (for example, a DC motor).

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。   The AF sensor 72 is a sensor for performing autofocus (AF). As this AF sensor, a CCD is usually used. The image stabilization switch 62 outputs the image stabilization ON / OFF state to the image sensor unit CPU. The gyro sensor 70 detects the angular velocity of the blur generated in the body and outputs it to the body CPU 50. The EEPROM 60 has information such as a gain value and an angle adjustment value of the gyro sensor and outputs the information to the body CPU.

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7B〜図7Eに示すように、水晶板18を振動させ、光学レンズ群48の光軸α(図1参照)に略直交する水晶板18の表面181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。   The dustproof drive filter drive circuit 56 is connected to the piezoelectric element 20 shown in FIGS. 2 and 3 described later, and drives the piezoelectric element 20 when a predetermined condition is satisfied, as shown in FIGS. 7B to 7E. Then, the quartz plate 18 is vibrated, and dust and the like adhering to the surface 181 of the quartz plate 18 that is substantially orthogonal to the optical axis α (see FIG. 1) of the optical lens group 48 are blown away.

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。   For example, a voltage such as a periodic rectangular wave or sine wave is applied to the piezoelectric element 20. By controlling the dustproof filter driving circuit 56 and applying a periodic voltage to the piezoelectric element 20 in this way, the crystal plate 18 vibrates, and the inertial force received by the dust from the surface of the crystal plate 18 is the dust adhesion force. Exceeds the value, the dust moves away from the surface of the quartz plate 18.

圧電素子20の周期的な駆動は、低電圧でなるべく大きな振幅を得るために、水晶板18の表面を共振させる振動数で圧電素子20を駆動させることが好ましい。共振する周波数は、形状と材質と支持の方法と振動モードによって決まる。水晶板18を支持する部分では振幅0となる節位置にて支持するようにすることが好ましい。水晶板18の支持構造に関しては、後述する。   The periodic driving of the piezoelectric element 20 preferably drives the piezoelectric element 20 at a frequency that causes the surface of the quartz plate 18 to resonate in order to obtain as large an amplitude as possible with a low voltage. The resonant frequency is determined by the shape, material, support method, and vibration mode. It is preferable to support the crystal plate 18 at a node position where the amplitude is zero. The support structure for the crystal plate 18 will be described later.

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。   In the present embodiment, a vibration mode selection circuit 80 is connected to the dustproof drive filter drive circuit 56. The vibration mode selection circuit 80 controls the dustproof drive filter drive circuit 56 through the body CPU 50. Details of the control by the vibration mode selection circuit 80 will be described later.

防振追従制御IC74は、防振制御を行うためのICである。ボディCPU50から入力された防振駆動部目標位置と、位置検出部から入力された防振駆動部位置情報から、防振駆動部移動量を算出し、防振駆動ドライバ76へ出力する。すなわち、防振追随制御IC74には、位置センサ33からの撮像素子ユニットの位置信号が入力されると共に、ボディCPU50からの出力信号が入力される。ボディCPU50では、ジャイロセンサ70の出力を受けて算出したブレの角度、焦点距離エンコーダで検出された焦点距離情報、距離エンコーダ64で検出された距離情報などから、防振駆動部目標位置を算出し、その防振駆動部目標位置を防振追従制御IC74へ出力する。   The image stabilization tracking control IC 74 is an IC for performing image stabilization control. Based on the image stabilization drive unit target position input from the body CPU 50 and the image stabilization drive unit position information input from the position detection unit, the movement amount of the image stabilization drive unit is calculated and output to the image stabilization drive driver 76. That is, the image stabilization unit control IC 74 receives the position signal of the image sensor unit from the position sensor 33 and the output signal from the body CPU 50. The body CPU 50 calculates the image stabilization drive unit target position from the blur angle calculated by receiving the output of the gyro sensor 70, the focal length information detected by the focal length encoder, the distance information detected by the distance encoder 64, and the like. The image stabilization drive unit target position is output to the image stabilization tracking control IC 74.

防振駆動ドライバ76は、防振駆動部を制御するためのドライバであり、防振追従制御ICから駆動量の入力を受けて、防振駆動部の駆動方向、駆動量を制御する。すなわち、防振駆動ドライバ76は、防振追従制御IC74からの入力情報に基づき、コイル28x,28yに駆動電流を流し、撮像素子ユニット4を固定部6に対してX軸およびY軸方向に移動させ、像ブレ補正制御を行う。   The image stabilization drive driver 76 is a driver for controlling the image stabilization drive unit, and receives the drive amount from the image stabilization tracking control IC and controls the drive direction and drive amount of the image stabilization drive unit. In other words, the image stabilization drive driver 76 sends drive current to the coils 28x and 28y based on the input information from the image stabilization tracking control IC 74, and moves the image sensor unit 4 in the X-axis and Y-axis directions with respect to the fixed portion 6. Image blur correction control.

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。   The lens barrel 42 shown in FIG. 1 includes a focal length encoder 66, a distance encoder 64, a diaphragm 47, a drive motor 68 that controls the diaphragm 47, a lens CPU 58, a lens contact 54 with the body, and a plurality of lenses. Group 48 is provided. The lens contact 54 includes a contact for supplying a lens driving system power from the camera body 40, a contact for a CPU power source for driving the lens CPU 58, and a contact for digital communication.

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。   Driving system power and CPU power are supplied from a power source 52 of the camera body 40, and supply power for the lens CPU 58 and the driving system. At the digital communication contact, communication for inputting digital information such as focal length, subject distance, and focus position information output from the lens CPU 58 to the body CPU 50 and digital information such as a focus position and an aperture amount output from the body CPU 50 are provided. Is communicated to the lens CPU 58. The lens CPU 58 performs AF and aperture control in response to focus position information and aperture amount information from the body CPU 50.

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。   The focal length encoder 66 converts the focal length from the position information of the zoom lens group. That is, the focal length encoder 66 encodes the focal length and outputs it to the lens CPU.

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CPUに出力する。   The distance encoder 64 converts the subject distance from the position information of the focusing lens group. That is, the distance encoder 64 encodes the subject distance and outputs it to the lens CPU.

レンズCPU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。   The lens CPU has a communication function with the camera body 40 and a control function of the lens group 48. A focal length, a subject distance, and the like are input to the lens CPU and output to the body CPU 50 via a lens contact. Release information and AF information are input from the body CPU 50 via the lens contact 54.

図2〜図4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。   As shown in FIGS. 2 to 4, the image sensor unit 4 according to the present embodiment includes a substrate 10, and an image sensor 12 is fixed to the upper surface of the central portion of the substrate 10. A case 17 is disposed around the imaging element 12 and is fixed to the surface of the substrate 10 so as to be detachable or non-detachable.

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る。その結果、撮像素子12の周囲は、基板10、ケース17および光学部材要素30により密封される。   The case 17 is made of, for example, an insulating material such as a synthetic resin or ceramic, and an inner peripheral side mounting portion 17a and an outer peripheral side mounting portion 17b are formed in steps on the upper surface thereof. The outer periphery of the optical member element 30 having optical transparency is attached to the inner peripheral side attachment portion 17a of the case 17. As a result, the periphery of the image sensor 12 is sealed by the substrate 10, the case 17, and the optical member element 30.

ケース17の外周側取付部17bには、気密シール部材16を介して水晶板18が配置され、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。   A crystal plate 18 is disposed on the outer peripheral side mounting portion 17 b of the case 17 via an airtight seal member 16, and is pressed against the airtight seal member 16 by a pressure member 19. Here, a metal plate is used as the pressure member 19, and the quartz plate 18 is urged toward the hermetic seal member 16 by the elastic force resulting from the deformation of the pressure member 19.

その結果、撮像素子12および光学部材要素30が設けられた収納空間が気密状態となり、塵等がケース外部から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吸収するようになっている。   As a result, the storage space in which the imaging element 12 and the optical member element 30 are provided is in an airtight state, and dust and the like can be prevented from entering the storage space from the outside of the case. The pressure member 19 is detachably screwed to the upper surface of the case 17, for example, and the rectangular crystal plate 18 is positioned in the longitudinal direction by positioning pins 17 c formed on the upper surface of the case 17. Yes. The hermetic seal member 16 is made of a low-rigidity material such as foamed resin or rubber, and absorbs the movement of bending vibration of the crystal plate 18 described later while ensuring airtightness.

光学部材要素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との積層板で構成してある。これらの積層板で構成される光学部材要素30は、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。   In this embodiment, the optical member element 30 has a laminated structure of a plurality of optical plates, and is constituted by a laminated plate of a quartz plate 13, an infrared absorbing glass plate 14, and a quartz wave plate (λ / 4 wave plate) 15. It is. The optical member element 30 composed of these laminated plates is a rectangle having an area smaller than that of the quartz plate 18, and is larger than the plane side area of the image sensor 12 and has an area covering the entire image sensor 12.

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度方向(長辺方向)の複屈折を有する水晶板であり、水晶板13が90度方向(短辺方向)の複屈折を有する水晶板である。   The quartz wavelength plate 15 is an optical plate that can change linearly polarized light into circularly polarized light, and the infrared absorbing glass plate 14 has a function of absorbing infrared rays. Further, the quartz plate 13 is a quartz plate having birefringence directions different from each other by 90 degrees with respect to the quartz plate 18, and if one of the quartz plates has birefringence in the 90 degree direction (short side direction), The other quartz plate is a quartz plate having birefringence in the 0 degree direction (long side direction). In the present embodiment, the quartz plate 18 is a quartz plate having birefringence in the 0 degree direction (long side direction), and the quartz plate 13 is a quartz plate having birefringence in the 90 degree direction (short side direction).

すなわち、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が全て積層されて光学ローパスフィルタ(OLPF)を構成している。   That is, in the present embodiment, an optical low-pass filter (OLPF) is basically constituted by the two crystal plates 13 and 18 arranged apart from each other. In general, the optical low-pass filter includes an optical low-pass filter (OLPF) in which an infrared absorbing glass 14 and a quartz wavelength plate 15 are all laminated between two quartz plates 13 and 18.

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を相互に離れて配置し、特に、ケース17の外側に配置される水晶板18を、図5Aおよび図5Bに示す水晶18a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18aは、人工の水晶でもよいし天然水晶でもよい。   In this embodiment, inside the case 17, the two crystal plates 13 and 18 are arranged apart from each other, and in particular, the crystal plate 18 arranged outside the case 17 is a crystal 18a shown in FIGS. 5A and 5B. A crystal plate cut out at a specific angle (θ = + 45 degrees) is used. The crystal 18a may be an artificial crystal or a natural crystal.

図5Aおよび図5Bに示すように、水晶18aの結晶軸は、例えば、右手系の座標軸である水晶の電気軸(X軸)、水晶の機械軸(Y軸)、水晶の光軸(Z軸)によって定義される。水晶の光軸とは結晶の成長軸である。水晶の電気軸とは、水晶の光軸に垂直であって水晶の光軸に平行な稜線を通る軸である。電気軸のプラス方向(+X方向)とは、電気軸の方向であって、圧力を加えるとプラスの電荷を生じる方向である。電気軸のマイナス方向(−X方向)とは、電気軸の方向であって、圧力を加えるとマイナスの電荷を生じる方向である。水晶の機械軸とは、水晶の光軸及び水晶の電気軸に直交する軸である。なお、水晶の電気軸、水晶の機械軸及び水晶の光軸は、水晶のX軸、水晶のY軸及び水晶のZ軸と呼ばれることもある。   As shown in FIGS. 5A and 5B, the crystal axis of the crystal 18a is, for example, a crystal electric axis (X axis) which is a right-handed coordinate axis, a crystal mechanical axis (Y axis), and an optical axis of the crystal (Z axis). ). The optical axis of crystal is the crystal growth axis. The electric axis of the crystal is an axis that passes through a ridge line that is perpendicular to the optical axis of the crystal and parallel to the optical axis of the crystal. The plus direction (+ X direction) of the electric axis is the direction of the electric axis, and is a direction in which a positive charge is generated when pressure is applied. The minus direction (−X direction) of the electric axis is the direction of the electric axis, and is a direction in which a negative charge is generated when pressure is applied. The crystal mechanical axis is an axis orthogonal to the optical axis of the crystal and the electrical axis of the crystal. The electrical axis of quartz, the mechanical axis of quartz, and the optical axis of quartz are sometimes referred to as the X axis of quartz, the Y axis of quartz, and the Z axis of quartz.

本実施形態において、水晶板18は、光学レンズ群48の光軸α(図1参照)に交差(略直交)する面181が、電気軸のプラス方向(+X方向)から見て、電気軸(X軸)を中心として水晶の光軸(Z軸)から機械軸(Y軸)方向へ反時計回りにθ=約+45度回転した角度になるように水晶18aから切出されている。   In the present embodiment, the crystal plate 18 has a surface 181 that intersects (substantially orthogonal) to the optical axis α (see FIG. 1) of the optical lens group 48, as viewed from the plus direction (+ X direction) of the electric axis. It is cut out from the crystal 18a so as to have an angle θ = about +45 degrees counterclockwise from the optical axis (Z axis) of the crystal to the mechanical axis (Y axis) with the X axis as the center.

なお、本実施形態において、約+45度の角度とは、+45度から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。   In the present embodiment, the angle of about +45 degrees includes a value changed from +45 degrees. For example, a sufficient effect can be obtained if the variation is ± 3 degrees with respect to an angle of +45 degrees. Further, a positive value of the angle θ is an angle in the clockwise direction with respect to the Z axis toward the arrow on the X axis, and an angle in the opposite direction is a negative value.

本実施形態では、光学部材要素30の一部を構成する水晶板13は、水晶板18と同様に、水晶18a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。   In the present embodiment, the crystal plate 13 constituting a part of the optical member element 30 is cut out from the crystal 18a so that the plane with an angle of θ = about +45 degrees is a flat plate surface, similarly to the crystal plate 18a. A flat plate may be sufficient and the flat plate cut out at other angles may be sufficient. However, the direction of birefringence of the crystal plate 13 is preferably a crystal plate that is 90 degrees different from the crystal plate 18. This is to effectively function as OPLF and prevent the moire phenomenon.

水晶18a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。   The crystal plate 18 made of a flat plate cut with a plane of θ = + 45 degrees from the crystal 18a has a different elastic coefficient compared to the crystal plate made of a flat plate cut with a plane of angle θ = −45 degrees. The bending stiffness is low and the resonance frequency is about 20% lower.

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。   The thickness of the crystal plate 18 is optimally designed according to the pixel pitch of the image sensor, and is the same as the thickness of the crystal plate 13, for example.

図6Aおよび図6Bに示すように、水晶板18は、図5Bに示す水晶18aから長方形状に切り出され、長方形の短辺方向が水晶18aのX軸と平行になる。水晶板18の表面および裏面は、Z軸およびY軸に対して約45度の角度に傾斜している面となる。   As shown in FIGS. 6A and 6B, the crystal plate 18 is cut out in a rectangular shape from the crystal 18a shown in FIG. 5B, and the short side direction of the rectangle is parallel to the X axis of the crystal 18a. The front and back surfaces of the quartz plate 18 are surfaces that are inclined at an angle of about 45 degrees with respect to the Z-axis and the Y-axis.

図2、図3、図6Aおよび図6B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の長辺方向Lに沿って両側位置に、X軸方向に平行に延在するように接着してある。圧電素子20は、たとえばPZT素子で構成される。   As shown in FIGS. 2, 3, 6A, and 6B, a pair of piezoelectric elements 20 as excitation members are provided on the surface of the crystal plate 18 (the outer surface with respect to the case 17). 18 are adhered to both side positions along the long side direction L so as to extend in parallel to the X-axis direction. The piezoelectric element 20 is composed of, for example, a PZT element.

次に、主として図7および図8に基づき、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。   Next, the vibration mode of the crystal plate 18 by the piezoelectric element 20 will be described mainly with reference to FIGS.

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、たとえば図7Bおよび図7Cに示すように、水晶板18を、水晶板18の長手方向L(X軸に垂直)に沿って6次曲げ振動モードで振動させる。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、X軸に対して平行になる。振動の節22の位置は、図7Bおよび図7C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。   In the present embodiment, a signal is sent from the vibration mode selection circuit 80 shown in FIG. 1 to the dustproof filter driving circuit 56, and for example, as shown in FIGS. 7B and 7C, the quartz plate 18 is moved in the longitudinal direction L (X Vibrated in the sixth bending vibration mode along the direction perpendicular to the axis. There are seven nodes 22 in the sixth bending vibration mode along the longitudinal direction L of the quartz plate 18, and these nodes 22 are parallel to the X axis. The position of the vibration node 22 does not change when the vibration mode does not change, as shown in FIGS. 7B and 7C.

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。たとえば駆動周波数を高くすることで、図7Dおよび図7Eに示すように、水晶板18を、水晶板18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。   When changing the vibration mode, a signal is sent from the vibration mode selection circuit 80 shown in FIG. 1 to the dustproof filter driving circuit 56 to change the vibration mode. For example, by increasing the drive frequency, the crystal plate 18 can be vibrated in the seventh bending vibration mode along the longitudinal direction L of the crystal plate 18 as shown in FIGS. 7D and 7E.

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、X軸に対して平行になる。振動の節22の位置は、図7Dおよび図7E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。   There are eight nodes 22 in the seventh bending vibration mode along the longitudinal direction L of the crystal plate 18, and these nodes 22 are parallel to the X axis. The position of the vibration node 22 does not change when the vibration mode does not change, as shown in FIGS. 7D and 7E.

図7B〜図7E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。   As shown in FIGS. 7B to 7E, the position of the node 22 on the quartz plate 18 can be changed by changing the vibration mode. As a result, in a certain vibration mode, dust or the like remaining on the surface of the crystal plate 18 without being blown off at the position of the node 22 is changed. Will be blown away. As a result, dust can be removed over the entire outer surface of the crystal plate 18.

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〜図4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の曲げ振動を抑制しないようにするためである。   In the present embodiment, the pressure member 19 shown in FIGS. 2 to 4 is disposed near the nodes 22 located outside the piezoelectric elements 20 arranged on both sides of the crystal plate 18 in the longitudinal direction L. Is pressed in the direction of the hermetic seal member 16 from the outer surface. The pressure member 19 only pressurizes both sides of the crystal plate 18 in the longitudinal direction L in parallel with the vibration node 22, and does not press both ends of the crystal plate 18 in the direction orthogonal to the bending vibration node 22. . This is to prevent the bending vibration of the crystal plate 18 from being suppressed.

なお、圧電素子20の駆動周波数に応じて水晶板18が曲げ振動を行うと、図8に示すように、X軸に垂直で水晶板18の平面方向(この実施形態では水晶板18の長手方向L)に、水晶板18の内部では、圧縮歪みと引張歪みが発生する。   When the crystal plate 18 bends and vibrates in accordance with the drive frequency of the piezoelectric element 20, as shown in FIG. 8, the crystal plate 18 is perpendicular to the X axis in the plane direction (in this embodiment, the longitudinal direction of the crystal plate 18). L), compressive strain and tensile strain are generated inside the quartz plate 18.

本実施形態に係る撮像素子ユニット4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。   In the image pickup device unit 4 according to the present embodiment, the crystal plate 18 can be used as a part of the OLPF, and does not require a new member for dust prevention, reducing the number of parts and compacting the apparatus. Contributes to

また、図5Aおよび図5Bに示すように、Z軸に対して約−45度の角度である表面を有する水晶板に比較して、Z軸に対して約+45度の角度である表面を有する水晶板18は、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。そのために、その水晶板18は、曲げ変形を生じやすく、塵の除去能力が高い。   Also, as shown in FIGS. 5A and 5B, it has a surface that is at an angle of about +45 degrees with respect to the Z axis, as compared to a quartz plate that has a surface that is at an angle of about −45 degrees with respect to the Z axis. The quartz plate 18 has a different elastic coefficient, a low bending rigidity, and a resonance frequency that is about 20% lower. Therefore, the quartz plate 18 is easily bent and has a high dust removal capability.

また、その水晶板18は、共振周波数が低いため、圧電素子20に対する駆動回路の出力周波数(駆動周波数)を下げることが可能になる。駆動周波数を下げることができれば、たとえばマイコンのクロック周波数を用いて駆動周波数をステップ的に変化させる場合は、図9に示すように、駆動周波数が低くなるほど周波数ステップΔfが小さくなり、たとえば周波数ステップをΔf2からΔf1に下げることが可能になる。図10に示すように、高い駆動周波数f2にて振動加速度がピークとなる振動モードでは、周波数ステップΔf2の幅が大きく、振動加速度がピークとなる周波数位置で振動させることが困難である。   Further, since the crystal plate 18 has a low resonance frequency, the output frequency (drive frequency) of the drive circuit for the piezoelectric element 20 can be lowered. If the drive frequency can be lowered, for example, when the drive frequency is changed stepwise using the clock frequency of the microcomputer, as shown in FIG. 9, the frequency step Δf becomes smaller as the drive frequency becomes lower. It becomes possible to reduce from Δf2 to Δf1. As shown in FIG. 10, in the vibration mode in which the vibration acceleration reaches a peak at a high drive frequency f2, the frequency step Δf2 is wide and it is difficult to vibrate at a frequency position where the vibration acceleration reaches a peak.

これに対して、図10に示すように、低い駆動周波数f1にて振動加速度がピークとなる振動モードでは、周波数ステップΔf1の幅を狭くすることができ、振動加速度がピークとなる周波数位置に近い位置で振動させることが容易である。また、本実施形態では、駆動周波数が低いため、振動回路の設計、製作が容易になる。   On the other hand, as shown in FIG. 10, in the vibration mode in which the vibration acceleration has a peak at a low driving frequency f1, the width of the frequency step Δf1 can be narrowed and is close to the frequency position where the vibration acceleration has a peak. It is easy to vibrate at a position. In this embodiment, since the driving frequency is low, the design and manufacture of the vibration circuit is facilitated.

さらに、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。   Furthermore, in this embodiment, since the quartz plate 18 is rectangular and the imaging surface of the imaging device 12 is rectangular, the space occupied by the quartz plate for dust protection can be reduced compared to the case of vibrating circular glass. Contributes to downsizing of the device.

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の光学部材要素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と光学部材要素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。   Furthermore, in this embodiment, one crystal plate 18 constituting a part of the OPLF is spaced from the optical member element 30 of the OPLF excluding the crystal plate 18 at a predetermined interval corresponding to the thickness of the hermetic seal member 16. Is provided. Therefore, as compared with the case where the entire OPLF including the crystal plate 18 and the optical member element 30 is vibrated, it is possible to increase the vibration acceleration with less energy by vibrating only the crystal plate 18, and the dustproof effect. Will contribute to energy saving.

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。   Further, in the present embodiment, the vibration due to vibration acceleration is caused by using the bending vibration (driving frequency is several tens to several hundreds kHz) of the quartz plate 18 instead of the vibration due to the surface acoustic wave of the quartz plate (driving frequency is several MHz). Because of its removal function, it is excellent in dustproof effect.

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。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.

たとえば、上述した実施形態では、図6Aおよび図6Bに示すように、水晶板18が長方形であり、長方形の短辺がX軸と略平行であるが、図6Cに示すように、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。   For example, in the above-described embodiment, as shown in FIGS. 6A and 6B, the crystal plate 18 is rectangular, and the short side of the rectangle is substantially parallel to the X axis. However, as shown in FIG. The side may be substantially parallel to the X axis. In the above-described embodiment, the pair of piezoelectric elements 20 are arranged on both sides in the long side direction of the rectangular crystal plate 18, but may be arranged on both sides in the short side direction.

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。   In another embodiment, the width in the longitudinal direction L of the crystal plate 18 is made larger than the case 17 shown in FIGS. 2 to 3, and at both ends of the crystal plate 18 in the longitudinal direction L, on the back surface of the crystal plate 18. You may comprise so that the piezoelectric element 20 may adhere | attach.

さらに別の実施形態では、図11Aおよび図11Bに示すように、水晶板18に、光透過板90を一体化して光学部材板を構成し、一体となって図7B〜図7Eに示すように曲げ振動させても良い。光学部材板としては、特に限定されないが、たとえばガラス板、あるいはその他の光学特性板などで構成される。光透過板90の厚みは特に限定されないが、水晶板18の厚み以下程度が好ましい。   In still another embodiment, as shown in FIGS. 11A and 11B, an optical member plate is formed by integrating a light transmitting plate 90 with a quartz plate 18, and integrated as shown in FIGS. 7B to 7E. You may bend and vibrate. Although it does not specifically limit as an optical member board, For example, it is comprised with a glass plate or another optical characteristic board. The thickness of the light transmission plate 90 is not particularly limited, but is preferably about the thickness of the crystal plate 18 or less.

水晶板18と光透過板90とを一体化させるための手段としては、特に限定されないが、たとえば接着などが例示される。圧電素子20は、水晶板18の表面に接着しても良いが、光透過板90の表面に接着しても良い。   The means for integrating the crystal plate 18 and the light transmission plate 90 is not particularly limited, and examples thereof include adhesion. The piezoelectric element 20 may be adhered to the surface of the quartz plate 18 or may be adhered to the surface of the light transmission plate 90.

上述した第1実施形態に係る撮像装置の製造方法は、特に限定されないが、たとえば図13に示すように、以下の工程により製造することができる。まず、ステップS1において、水晶板18を形成する。上述したように、水晶板18は所定の角度で切出すことが好ましい。次に、ステップS2において、水晶板18に圧電素子20を固定する。水晶板18と圧電素子20との固定には、後述する第2実施形態に示すように、エポキシ系紫外線硬化型接着剤またはカチオン重合型紫外線硬化型接着剤を用いることが好ましい。次に、ステップS3において、撮像素子12に対向するように水晶板18を配置する。
第2実施形態
Although the manufacturing method of the imaging device according to the first embodiment described above is not particularly limited, for example, as illustrated in FIG. 13, the imaging device can be manufactured by the following steps. First, in step S1, the crystal plate 18 is formed. As described above, the crystal plate 18 is preferably cut out at a predetermined angle. Next, in step S <b> 2, the piezoelectric element 20 is fixed to the crystal plate 18. For fixing the quartz plate 18 and the piezoelectric element 20, it is preferable to use an epoxy-based ultraviolet curable adhesive or a cationic polymerization type ultraviolet curable adhesive as shown in a second embodiment to be described later. Next, in step S <b> 3, the crystal plate 18 is disposed so as to face the image sensor 12.
Second embodiment

本発明の第2実施形態は、上述した第1実施形態の変形例であり、下記に示す以外は、第1実施形態と同様な構成および作用効果を有する。   The second embodiment of the present invention is a modification of the first embodiment described above, and has the same configuration and operational effects as the first embodiment except as described below.

本実施形態では、図12に示すように、圧電素子20は、水晶板18の外部面18aに、エポキシ系紫外線硬化型接着剤によって固定されている。すなわち、水晶板18の外部面18aには、エポキシ系紫外線硬化型接着剤が硬化した硬化物層21が、圧電素子20との間に形成されている。このように、硬化物層21は、圧電素子20を水晶板18の外部面18aに固定している。   In the present embodiment, as shown in FIG. 12, the piezoelectric element 20 is fixed to the outer surface 18a of the quartz plate 18 with an epoxy-based ultraviolet curable adhesive. That is, a cured product layer 21 in which an epoxy-based ultraviolet curable adhesive is cured is formed between the piezoelectric element 20 and the outer surface 18 a of the crystal plate 18. Thus, the cured product layer 21 fixes the piezoelectric element 20 to the outer surface 18 a of the crystal plate 18.

エポキシ系紫外線硬化型接着剤は、例えばアクリル系接着剤等にくらべて収縮率が小さいため、圧電素子20を精度良く接着することが可能である。また、本実施形態では、表面硬化性に優れたエポキシ系紫外線硬化型接着剤を使用しているため、圧電素子20と水晶板18との接着面からはみ出している硬化物層21のはみ出し部21aについても、接着剤が十分に硬化している。したがって本実施形態に係る撮像素子ユニットでは、はみ出し部等に残存した未硬化の接着剤が、水晶板18の清掃作業時等に染み出すことはなく、水晶板18を汚してしまうことを防止している。   Since the epoxy ultraviolet curable adhesive has a smaller shrinkage rate than, for example, an acrylic adhesive, the piezoelectric element 20 can be bonded with high accuracy. In the present embodiment, since an epoxy ultraviolet curing adhesive having excellent surface curability is used, the protruding portion 21a of the cured product layer 21 protruding from the bonding surface between the piezoelectric element 20 and the crystal plate 18 is used. As for, the adhesive is sufficiently cured. Therefore, in the image sensor unit according to the present embodiment, the uncured adhesive remaining in the protruding portion or the like does not ooze out during cleaning of the quartz plate 18 and prevents the quartz plate 18 from being soiled. ing.

また、エポキシ系紫外線硬化型接着剤を用いるため、水晶板18の封止面18b側から紫外線を照射することによって、圧電素子20を容易に接着することができる。さらに、本実施形態では、紫外線硬化型接着剤を用いているため、熱硬化型接着剤を用いる場合にくらべて、接着時に水晶板18が受ける熱負荷が抑制される。   In addition, since the epoxy ultraviolet curing adhesive is used, the piezoelectric element 20 can be easily bonded by irradiating ultraviolet rays from the sealing surface 18b side of the quartz plate 18. Furthermore, in this embodiment, since the ultraviolet curable adhesive is used, the thermal load applied to the crystal plate 18 at the time of bonding is suppressed as compared with the case where the thermosetting adhesive is used.

本実施形態に用いるエポキシ系紫外線硬化型接着剤は、当該エポキシ系紫外線硬化型接着剤を着色する着色剤を含んでいてもよい。エポキシ系紫外線硬化型接着剤に着色剤が含まれていると、硬化物層21も着色する。したがって、圧電素子20を接着した後であっても、硬化物層21を水晶板18の封止面18b側から観察することによって、硬化物層21の形状や硬化物層21中に存在する気泡等を比較的容易に認識することが可能である。したがって、圧電素子20と水晶板18との接着状態の検査を、簡単に行うことができる。   The epoxy-based ultraviolet curable adhesive used in the present embodiment may include a colorant that colors the epoxy-based ultraviolet curable adhesive. If the epoxy ultraviolet curable adhesive contains a colorant, the cured product layer 21 is also colored. Therefore, even after the piezoelectric element 20 is bonded, by observing the cured product layer 21 from the sealing surface 18b side of the crystal plate 18, the shape of the cured product layer 21 and the bubbles present in the cured product layer 21 are observed. Etc. can be recognized relatively easily. Therefore, the inspection of the adhesion state between the piezoelectric element 20 and the crystal plate 18 can be easily performed.

また、硬化物層21を着色することにより、当該硬化物層21が不要な反射を起こすことを防止し、硬化物層が反射した光によって、撮像する像が劣化したり、撮像する像に不要な像が混入することを防止できる。さらに、着色剤が含まれる硬化物層21が、圧電素子20の少なくとも一部を覆っていてもよい。これによって、圧電素子が不要な反射を起こすことを防止し、圧電素子が反射した光によって、撮像する像が劣化したり、撮像する像に不要な像が混入することを防止できる。   Further, by coloring the cured product layer 21, the cured product layer 21 is prevented from causing unnecessary reflection, and the image to be captured is deteriorated by the light reflected by the cured product layer, or unnecessary for the image to be captured. It is possible to prevent a mixed image from being mixed. Furthermore, the cured product layer 21 containing the colorant may cover at least a part of the piezoelectric element 20. Thereby, it is possible to prevent the piezoelectric element from causing unnecessary reflection, and it is possible to prevent an image to be captured from being deteriorated by the light reflected by the piezoelectric element or an unnecessary image from being mixed into the image to be captured.

さらに、本実施形態に係る水晶板18の外部面18aには、図2において2点鎖線で示す清掃領域32が設けられている。清掃領域32は、外部面18aのうち、撮像素子12に対応する領域を少なくとも含むように形成されている。   Furthermore, a cleaning region 32 indicated by a two-dot chain line in FIG. 2 is provided on the outer surface 18a of the crystal plate 18 according to the present embodiment. The cleaning area 32 is formed so as to include at least an area corresponding to the imaging element 12 in the outer surface 18a.

カメラの組み立て時や、ユーザーメンテナンスの際には、アルコール等の溶剤を含ませた洗浄紙等を、清掃領域32に押し当てて拭くことによって、当該清掃領域32に付着した塵埃を除去する清掃作業が行われる。水晶板18について、溶剤を用いた清掃作業を行うことによって、圧電素子20によって当該水晶板18を振動させただけでは除去しきれない塵埃を除去することが可能である。   When assembling the camera or performing user maintenance, a cleaning paper or the like containing a solvent such as alcohol is pressed against the cleaning area 32 and wiped to remove dust attached to the cleaning area 32. Is done. By performing a cleaning operation using a solvent on the quartz plate 18, dust that cannot be removed simply by vibrating the quartz plate 18 with the piezoelectric element 20 can be removed.

本実施形態に係る水晶板18では、清掃領域32の長辺方向Lの両端部は、圧電素子20に接しており、光学部材要素30に対応する領域を含むように清掃領域32が形成されている。清掃領域32は、撮像素子12に対応する領域に比較して十分に広い面積にすることが好ましい。それによって、撮像素子12への塵埃の写り込みを、より確実に防止することができる。なお、清掃領域32は、撮像素子12に対応する領域を含んでいればよく、たとえば、硬化物層21および加圧部材19との接触面を除く外部面18a全体であってもよい。   In the crystal plate 18 according to the present embodiment, both ends of the cleaning region 32 in the long side direction L are in contact with the piezoelectric element 20, and the cleaning region 32 is formed so as to include a region corresponding to the optical member element 30. Yes. It is preferable that the cleaning area 32 has a sufficiently large area as compared with the area corresponding to the imaging element 12. Thereby, it is possible to more reliably prevent dust from being reflected on the image sensor 12. The cleaning region 32 only needs to include a region corresponding to the imaging element 12, and may be the entire external surface 18 a excluding the contact surface between the cured product layer 21 and the pressure member 19, for example.

ここで、溶剤を用いて水晶板18の外部面18aの清掃作業を行う際には、清掃作業で用いる溶剤が、硬化物層21に接触する場合がある。その場合、圧電素子を接着する接着剤として、アクリル系接着剤等を用いる従来技術では、耐溶剤性が劣るため、接着剤が硬化した硬化物が、溶剤と接触した際に溶け出して、水晶板を汚すという問題が発生するおそれがある。   Here, when the external surface 18 a of the quartz plate 18 is cleaned using a solvent, the solvent used in the cleaning operation may come into contact with the cured product layer 21. In such a case, the conventional technology using an acrylic adhesive as an adhesive for bonding the piezoelectric element has poor solvent resistance, so that the cured product that has been cured by the adhesive melts when it comes into contact with the solvent, and crystal There is a possibility that a problem of soiling the board may occur.

また、従来技術では、接着剤が硬化した硬化物が、溶剤と接触した際に溶け出して、接着強度の低下または圧電素子の剥がれが発生するという問題が発生することがある。しかし、本実施形態では、耐溶剤性の良いエポキシ系紫外線硬化型接着剤によって硬化物層21が構成してあるため、硬化物層21が溶剤と接触しても、硬化物層21が溶け出すことはない。したがって、本実施形態に係る撮像素子ユニット4では、硬化物層21が溶け出すことに起因する水晶板18の汚れ、圧電素子20の接着強度の低下または圧電素子20の剥がれ等を防止することができる。   Further, in the prior art, a cured product obtained by curing the adhesive may melt when it comes into contact with a solvent, which may cause a problem that the adhesive strength is reduced or the piezoelectric element is peeled off. However, in this embodiment, since the cured product layer 21 is composed of an epoxy-based ultraviolet curable adhesive having good solvent resistance, even if the cured product layer 21 comes into contact with the solvent, the cured product layer 21 is melted. There is nothing. Therefore, in the imaging element unit 4 according to the present embodiment, it is possible to prevent the quartz plate 18 from being soiled, the adhesive strength of the piezoelectric element 20 from being lowered, or the piezoelectric element 20 from being peeled off due to the cured product layer 21 being melted. it can.

このように、本実施形態に係る撮像ユニット4では、エポキシ系紫外線硬化型接着剤を使用しているため、洗浄領域32が形成されている外部面18aに、圧電素子20を、高い接着信頼性およびメンテナンス性を確保した状態で接着することができる。   As described above, since the imaging unit 4 according to the present embodiment uses an epoxy-based ultraviolet curable adhesive, the piezoelectric element 20 is attached to the external surface 18a where the cleaning region 32 is formed with high adhesion reliability. In addition, it can be bonded while maintaining maintainability.

なお実施形態では、圧電素子20を水晶板18に接着する接着剤として、エポキシ系紫外線硬化型接着剤を用いているが、その他の実施形態として、活性種としてプロトン酸を有するカチオン重合型紫外線硬化型接着剤を用いても良い。カチオン重合型紫外線硬化型接着剤についても、エポキシ系紫外線硬化型接着剤と同様にして、圧電素子20を水晶板18に接着する接着剤として用いることができる。カチオン重合型紫外線硬化型接着剤を用いた場合でも、従来技術との比較において、上述の実施形態で述べたエポキシ系紫外線硬化型接着剤を用いる場合と同様の効果を得ることができる。   In the embodiment, an epoxy ultraviolet curable adhesive is used as an adhesive for adhering the piezoelectric element 20 to the crystal plate 18, but as another embodiment, a cationic polymerization type ultraviolet curable having a protonic acid as an active species. A mold adhesive may be used. The cationic polymerization type ultraviolet curable adhesive can also be used as an adhesive for bonding the piezoelectric element 20 to the quartz plate 18 in the same manner as the epoxy type ultraviolet curable adhesive. Even when the cationic polymerization type ultraviolet curable adhesive is used, the same effect as that obtained when the epoxy ultraviolet curable adhesive described in the above-described embodiment is used in comparison with the prior art.

また、上述した実施形態では、水晶板18の表面に硬化物層21を介して圧電素子20を接着したが、これに限定されず、図11Bに示すように、水晶板18と一体化されている光透過板90に硬化物層21を介して圧電素子20を接着してもよい。あるいは、水晶板18ではない単一または複層の光透過板の表面に、硬化物層21を介して圧電素子20を接着してもよい。
第3実施形態
In the above-described embodiment, the piezoelectric element 20 is bonded to the surface of the crystal plate 18 via the cured product layer 21. However, the embodiment is not limited thereto, and is integrated with the crystal plate 18 as shown in FIG. 11B. The piezoelectric element 20 may be bonded to the light transmitting plate 90 through the cured product layer 21. Alternatively, the piezoelectric element 20 may be bonded to the surface of a single or multilayer light transmission plate that is not the quartz plate 18 via the cured product layer 21.
Third embodiment

本発明の第2実施形態は、上述した第1実施形態および第2実施形態の変形例であり、下記に示す以外は、第1実施形態と同様な構成および作用効果を有する。   The second embodiment of the present invention is a modification of the first embodiment and the second embodiment described above, and has the same configuration and operational effects as the first embodiment except as described below.

本実施形態では、第1実施形態および第2実施形態における水晶板18の代わりに、ニオブ酸リチウムで構成される光学異方性板18を用いる。ニオブ酸リチウムで構成される光学異方性板18は、水晶板18と同等以上に優れた複屈折特性を有することから、OLPFの少なくとも一部として用いることかできる。   In this embodiment, an optically anisotropic plate 18 made of lithium niobate is used instead of the quartz plate 18 in the first and second embodiments. Since the optically anisotropic plate 18 made of lithium niobate has birefringence characteristics that are equal to or better than the quartz plate 18, it can be used as at least part of the OLPF.

また、ニオブ酸リチウムで構成される光学異方性板18は、機械的異方性も有し、結晶軸に対して曲げ振動しやすい方向が存在する。したがって、第1実施形態と同様にして、そのような曲げ振動しやすい方向でニオブ酸リチウムの結晶体を切断することにより、図7B〜図7Eに示す曲げ振動を生じさせやすくなる。
第4実施形態
Further, the optically anisotropic plate 18 made of lithium niobate also has mechanical anisotropy, and there exists a direction in which bending vibration is easy with respect to the crystal axis. Therefore, by cutting the lithium niobate crystal body in such a direction as to cause bending vibration in the same manner as in the first embodiment, bending vibration shown in FIGS. 7B to 7E can be easily generated.
Fourth embodiment

図14Aおよび図14Bは、ニオブ酸リチウムを含む光学異方性板18を用いた光学部材30を示す図である。光学部材30は、ニオブ酸リチウムを含む光学異方性板18と、光学異方性板18に取り付けられた圧電素子20とを有する。   14A and 14B are diagrams showing an optical member 30 using the optically anisotropic plate 18 containing lithium niobate. The optical member 30 includes an optically anisotropic plate 18 containing lithium niobate and a piezoelectric element 20 attached to the optically anisotropic plate 18.

図14Bに示すように、光学異方性板18は、光学異方性板18の法線方向nに対して、Z軸がX軸回りに−45度回転する位置に位置するように構成されている。   As shown in FIG. 14B, the optically anisotropic plate 18 is configured such that the Z axis is positioned at a position where the Z axis rotates −45 degrees around the X axis with respect to the normal direction n of the optically anisotropic plate 18. ing.

図示の実施形態において、ニオブ酸リチウムを含む光学異方性板18の方向を規定するXYZ軸は、図15に示す弾性定数の方向に基づいて定められている。図15において、C33(Z方向の弾性係数)が2.424×1011N/mであり、C11(X、Y方向の弾性係数)が2.030×1011N/mであり、C33(Z方向の弾性係数)がC11(XまたはY方向の弾性係数)よりも大きい。 In the illustrated embodiment, the XYZ axes that define the direction of the optically anisotropic plate 18 containing lithium niobate are determined based on the directions of the elastic constants shown in FIG. In FIG. 15, C 33 (elastic coefficient in the Z direction) is 2.424 × 10 11 N / m 2 and C 11 (elastic coefficient in the X and Y directions) is 2.030 × 10 11 N / m 2 . Yes, C 33 (elastic coefficient in the Z direction) is larger than C 11 (elastic coefficient in the X or Y direction).

図16Aおよび図16Bは光学部材30の振動状態を示す図である。図16Aおよび図16Bにおいて、光学異方性板18は圧電素子20により駆動され、振動の節22が生じるように屈曲振動をする。   16A and 16B are diagrams showing the vibration state of the optical member 30. FIG. In FIG. 16A and FIG. 16B, the optical anisotropic plate 18 is driven by the piezoelectric element 20 to bend and vibrate so that a vibration node 22 is generated.

図17〜図19に示すように、ニオブ酸リチウムから成る光学異方性板18は、例えば、ニオブ酸リチウムのインゴット900から切り出すことにより得られる。具体的には、まず、図17および図18に示すインゴット900からウエハ910がスライスされる。次に、図19に示すウエハ910がダイサなどでカットされ光学異方性板18が得られる。   As shown in FIGS. 17 to 19, the optically anisotropic plate 18 made of lithium niobate is obtained, for example, by cutting out from an ingot 900 of lithium niobate. Specifically, first, the wafer 910 is sliced from the ingot 900 shown in FIGS. Next, the wafer 910 shown in FIG. 19 is cut with a dicer or the like to obtain the optically anisotropic plate 18.

本実施例においては、ニオブ酸リチウムから成る光学異方性板18を用いているので、水晶の光学異方性板を用いた場合に比べて、常光線と異常光線との屈折率差が大きくなる。このため、ニオブ酸リチウムを含む光学異方性板18は、所定量の分離幅を得るために必要な厚みが、水晶の光学異方性板よりも薄くて済み、装置の薄型化を図ることができる。   In this embodiment, since the optically anisotropic plate 18 made of lithium niobate is used, the refractive index difference between the ordinary ray and the extraordinary ray is large compared to the case where the quartz optically anisotropic plate is used. Become. For this reason, the optically anisotropic plate 18 containing lithium niobate has a thickness required to obtain a predetermined amount of separation width smaller than that of the quartz optically anisotropic plate, thereby reducing the thickness of the device. Can do.

図20は、光学異方性板18の光学特性を示す図である。図20において、光学異方性板18には、紙面に垂直に振動する常光線a1、及び、紙面に平行かつ進行方向に垂直に振動する異常光線a2が入射している。異常光線a2は、常光線a1に対して角度θ1だけ屈折して光学異方性板18から射出し撮像素子12に入射している。この角度θ1は、水晶基板よりもニオブ酸リチウム基板の方が大きくなる。このため、図20に示した光学部材30は、角度θが大きい分だけ大きな分離幅b1が得られる。   FIG. 20 is a diagram showing the optical characteristics of the optical anisotropic plate 18. In FIG. 20, an ordinary ray a1 that vibrates perpendicular to the paper surface and an extraordinary ray a2 that vibrates parallel to the paper surface and perpendicular to the traveling direction are incident on the optical anisotropic plate 18. The extraordinary ray a2 is refracted by the angle θ1 with respect to the ordinary ray a1, exits from the optically anisotropic plate 18, and enters the image sensor 12. This angle θ1 is larger in the lithium niobate substrate than in the quartz substrate. For this reason, the optical member 30 shown in FIG. 20 has a larger separation width b1 corresponding to the larger angle θ.

また、本実施形態の光学部材30は、図14Aおよび図14Bに示した方向にカットされた光学異方性板18を用いているので、図16Aおよび図16Bに示すようにX軸に平行な節22が生じるように駆動させたときの曲げ剛性が低くなり、良好に塵埃を除去できる。   Further, since the optical member 30 of the present embodiment uses the optical anisotropic plate 18 cut in the direction shown in FIGS. 14A and 14B, it is parallel to the X axis as shown in FIGS. 16A and 16B. The bending rigidity when driven to generate the node 22 is reduced, and dust can be removed well.

図21A〜図21Cは、本発明の比較例に係る光学部材91〜93を示す図である。比較例の光学部材91〜93は、図14Aおよび図14Bに示す本実施例の光学部材30とは光学異方性板のカット方向が異なり、本実施例の光学部材30よりも曲げ剛性が高い。   21A to 21C are views showing optical members 91 to 93 according to comparative examples of the present invention. The optical members 91 to 93 of the comparative example are different from the optical member 30 of this embodiment shown in FIGS. 14A and 14B in the cutting direction of the optical anisotropic plate, and have higher bending rigidity than the optical member 30 of this embodiment. .

なお、上述した第1〜第4実施形態では、撮像素子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。   In the first to fourth embodiments described above, the image pickup device that performs the shake correction by moving the image pickup device has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, an imaging apparatus that performs blur correction by moving a lens may be used, or an imaging apparatus that does not have a blur correction function.

また、たとえば、図11Aに示す水晶板18の代わりに第4実施例のニオブ酸リチウムを含む光学異方性基板18を用いて、光学異方性基板18に光透過板90を一体化して光学部材板を構成してもよい。光学異方性基板18に光透過板90を一体化させることにより、光学異方性基板18単体の場合よりも剛性が高くなるからである。たとえば、光学異方性基板18単体では薄く、剛性が低い場合でも、光透過板90に一体化された光学部材板の状態では、十分に高い剛性を得ることができるからである。   Further, for example, the optically anisotropic substrate 18 containing lithium niobate of the fourth embodiment is used instead of the quartz plate 18 shown in FIG. You may comprise a member board. This is because by integrating the light transmitting plate 90 with the optically anisotropic substrate 18, the rigidity becomes higher than in the case of the optically anisotropic substrate 18 alone. For example, even if the optically anisotropic substrate 18 is thin and the rigidity is low, sufficiently high rigidity can be obtained in the state of the optical member plate integrated with the light transmission plate 90.

同様に、図11Bに示す水晶板18の代わりに第4実施例のニオブ酸リチウムを含む光学異方性基板18を用いて、光学異方性基板18に光透過板90を一体化して光学部材板を構成してもよい。光学異方性基板18に光透過板90を一体化させることにより、光学異方性基板18単体の場合よりも剛性が高くなるからである。   Similarly, an optically anisotropic substrate 18 containing lithium niobate of the fourth embodiment is used in place of the quartz plate 18 shown in FIG. 11B, and a light transmitting plate 90 is integrated with the optically anisotropic substrate 18 to form an optical member. You may comprise a board. This is because by integrating the light transmitting plate 90 with the optically anisotropic substrate 18, the rigidity becomes higher than in the case of the optically anisotropic substrate 18 alone.

第1〜第4実施例の構成は、適宜改良してもよい。また、第1実施例の構成の少なくとも一部を第2〜第4実施例の構成の少なくとも一部に組み合わせてもよく、第2実施例の構成の少なくとも一部を第1、第3〜第4実施例の構成の少なくとも一部に組み合わせてもよく、第3実施例の構成の少なくとも一部を第1〜第2または第4実施例の構成の少なくとも一部に組み合わせてもよい。   You may improve suitably the structure of the 1st-4th Example. Further, at least part of the configuration of the first embodiment may be combined with at least part of the configuration of the second to fourth embodiments, and at least part of the configuration of the second embodiment may be combined with the first, third to third. You may combine with at least one part of the structure of 4th Example, You may combine at least one part of the structure of 3rd Example with at least one part of the structure of 1st-2nd or 4th Example.

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。FIG. 1 is an overall block diagram of a camera according to an embodiment of the present invention. 図2は図1に示す撮像装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the imaging apparatus shown in FIG. 図3は図2に示すIII−III線に沿う概略断面図である。3 is a schematic cross-sectional view taken along the line III-III shown in FIG. 図4は図2に示すIV−IV線に沿う概略断面図である。4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV shown in FIG. 図5Aおよび図5Bは水晶の結晶軸を説明するための概略図である。5A and 5B are schematic diagrams for explaining the crystal axes of quartz. 図6Aおよび図6Bは図3および図4に示す水晶板と水晶の結晶軸との関係を示す平面図と側面図で、図6Cはその他の例に係る水晶板と水晶の結晶軸との関係を示す平面図である。6A and 6B are a plan view and a side view showing the relationship between the crystal plate shown in FIGS. 3 and 4 and the crystal axis of the crystal, and FIG. 6C is the relationship between the crystal plate and crystal crystal axis according to another example. FIG. 図7Aは水晶の結晶軸と水晶板の平面との関係を示す概略図、図7B〜図7Eは振動モードを示す概略図である。FIG. 7A is a schematic diagram showing the relationship between the crystal axis of quartz and the plane of the crystal plate, and FIGS. 7B to 7E are schematic diagrams showing vibration modes. 図8は水晶板に発生する歪みと曲げ振動との関係を示す概略図である。FIG. 8 is a schematic view showing the relationship between the distortion generated in the quartz plate and the bending vibration. 図9は振動周波数と周波数ステップとの関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the vibration frequency and the frequency step. 図10は駆動周波数と振動加速度との関係を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the relationship between drive frequency and vibration acceleration. 図11Aおよび図11Bは本発明の他の実施形態に係る要部断面図である。11A and 11B are cross-sectional views of main parts according to other embodiments of the present invention. 図12は本発明のさらに他の実施形態に係る要部断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of an essential part according to still another embodiment of the present invention. 図13は本発明の一実施形態に係る撮像装置の製造方法を示すフローチャート図である。FIG. 13 is a flowchart showing a method for manufacturing an imaging device according to an embodiment of the present invention. 図14Aは本発明の他の実施形態に係る撮像装置に用いられる光学異方性板の平面図、図14Bは図14Aに示す光学異方性板の側面図である。14A is a plan view of an optically anisotropic plate used in an imaging apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 14B is a side view of the optically anisotropic plate shown in FIG. 14A. 図15は光学異方性板の方向と弾性係数との関係を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the direction of the optically anisotropic plate and the elastic coefficient. 図16Aおよび図16Bは光学異方性板の振動状態を示す図である。16A and 16B are diagrams showing the vibration state of the optically anisotropic plate. 図17は光学異方性板が切り出されるインゴットの概略図である。FIG. 17 is a schematic view of an ingot from which an optically anisotropic plate is cut out. 図18はそのインゴットの側面図である。FIG. 18 is a side view of the ingot. 図19はそのインゴットの平面図である。FIG. 19 is a plan view of the ingot. 図20は光学異方性板の光学特性を示す概略図である。FIG. 20 is a schematic view showing the optical characteristics of the optical anisotropic plate. 図21A〜図21Cは本発明の比較例に係る光学異方性板の側面図である。21A to 21C are side views of an optically anisotropic plate according to a comparative example of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

2… ブレ補正装置
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
18a… 水晶
19… 加圧部材
20… 圧電素子
22… 振動の節
30… 光学部材要素
56… 防塵フィルタ駆動回路
80… 振動モード選択回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Shake correction apparatus 4 ... Image pick-up element unit 12 ... Image pick-up element 13 ... Crystal plate 14 ... Infrared absorption glass plate 15 ... Quartz wavelength plate 16 ... Airtight seal member 17 ... Case 18 ... Crystal plate 18a ... Crystal 19 ... Pressure member 20 ... Piezoelectric element 22 ... Node of vibration 30 ... Optical member element 56 ... Dust-proof filter drive circuit 80 ... Vibration mode selection circuit

Claims (26)

光学系による像を撮像する撮像素子に対向して備えられ、結晶成長軸である第1軸と前記第1軸に対して直交する電気軸である第2軸とを有する結晶構造の水晶を含む水晶板と、
前記水晶板における前記光学系の光軸に交差する面に備えられ、前記水晶板を屈曲振動させる振動部材とを有し、
前記光学系の光軸に交差する前記水晶板の面が、前記第2軸から見て、前記第2軸を中心として前記第1軸から反時計回りに約+45度回転した角度になっている撮像装置。
Provided to face the image pickup device for capturing an image formed by an optical system, including quartz crystal structure and a second shaft is an electrical axis perpendicular to said first axis and the first axis is a crystal growth axis A crystal plate,
Provided on a surface intersecting the optical axis of the optical system in the quartz plate, and a vibration member which bending vibration of the quartz plate,
The surface of the quartz crystal plate that intersects the optical axis of the optical system is at an angle rotated about +45 degrees counterclockwise from the first axis with the second axis as the center, as viewed from the second axis. Imaging device.
請求項1に記載された撮像装置であって、
前記水晶板が、光の複屈折を有する方向で前記水晶から切り出された平板である撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 1,
An imaging apparatus, wherein the crystal plate is a flat plate cut out from the crystal in a direction having birefringence of light.
請求項1または2に記載された撮像装置であって、
前記水晶板における前記光学系の光軸に交差する面が、前記水晶の前記第2軸に対して略平行である撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 1 or 2 ,
An imaging apparatus in which a surface of the quartz plate that intersects the optical axis of the optical system is substantially parallel to the second axis of the quartz crystal.
請求項1〜3の何れかに記載された撮像装置であって、
前記水晶板が長方形であり、前記長方形の短辺が前記水晶の前記第2軸と略平行である撮像装置。
An imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The imaging apparatus, wherein the quartz plate is rectangular, and a short side of the rectangle is substantially parallel to the second axis of the quartz.
請求項1〜3の何れかに記載された撮像装置であって、
前記水晶板が長方形であり、前記長方形の長辺が前記水晶の前記第2軸と略平行である撮像装置。
An imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The imaging apparatus, wherein the quartz plate is rectangular, and a long side of the rectangle is substantially parallel to the second axis of the quartz.
請求項1〜5の何れかに記載された撮像装置であって、
前記水晶の第2軸と略直交する方向に、前記水晶板に歪みが発生するように前記振動部材を駆動する駆動部を有する撮像装置。
An imaging apparatus according to any one of claims 1 to 5 ,
An imaging apparatus comprising: a drive unit that drives the vibrating member so that distortion occurs in the crystal plate in a direction substantially orthogonal to the second axis of the crystal.
請求項1〜6の何れかに記載された撮影装置であって、
前記水晶板は長方形であり、
前記駆動部は、前記長方形の水晶板の辺と略平行な振動の節が生じるように駆動する撮影装置。
The imaging device according to any one of claims 1 to 6 ,
The quartz plate is rectangular;
The driving unit is an imaging device that drives so that a vibration node substantially parallel to a side of the rectangular crystal plate is generated.
請求項1〜7の何れかに記載された撮像装置であって、
前記駆動部は、振動の節が前記水晶の第2軸と略平行となる曲げ振動が前記水晶板に生じるように、前記振動部材を駆動する撮像装置。
An imaging apparatus according to any one of claims 1 to 7 ,
The drive unit is an imaging device that drives the vibrating member such that bending vibration in which a vibration node is substantially parallel to the second axis of the crystal is generated in the crystal plate.
請求項1〜8の何れかに記載された撮像装置であって、
前記水晶板と前記振動部材との間に供えられ、前記水晶板と前記振動部材とを固定するエポキシ系紫外線硬化型接着剤とを有する撮像装置。
An imaging apparatus according to any one of claims 1 to 8 ,
An imaging apparatus comprising an epoxy-based ultraviolet curable adhesive provided between the quartz plate and the vibrating member and fixing the quartz plate and the vibrating member.
請求項1〜8の何れかに記載された撮像装置であって、
前記水晶板と前記振動部材との間に供えられ、前記水晶板と前記振動部材とを固定するカチオン重合型紫外線硬化型接着剤とを有する撮像装置。
An imaging apparatus according to any one of claims 1 to 8 ,
An imaging device provided with a cationic polymerization type ultraviolet curable adhesive provided between the quartz plate and the vibrating member and fixing the quartz plate and the vibrating member.
請求項1〜10の何れかに記載された撮像装置であって、
前記振動部材による前記水晶板の振動モードを変更する振動モード変更手段を有する撮像装置。
An imaging apparatus according to any one of claims 1 to 10 ,
An imaging apparatus having a vibration mode changing means for changing a vibration mode of the crystal plate by the vibration member.
光学系による像を撮像する撮像素子に対向して備えられ、結晶成長軸である第1軸と前記第1軸に対して直交する電気軸である第2軸とを有するニオブ酸リチウムを含む光学部材と、
前記光学部材における前記光学系の光軸に交差する面に備えられ、前記光学部材を屈曲振動させる振動部材とを有し、
前記光学系の光軸に交差する前記光学部材の面が、前記第2軸から見て、前記第2軸を中心として、前記第1軸から時計回りに+45度回転した角度になっている撮像装置。
An optical system including lithium niobate provided opposite to an imaging device that captures an image by an optical system and having a first axis that is a crystal growth axis and a second axis that is an electric axis perpendicular to the first axis Members,
Wherein provided on a surface intersecting the optical axis of the optical system in the optical member, it has a vibration member for flexural vibration of the optical member,
Imaging in which the surface of the optical member that intersects the optical axis of the optical system is at an angle rotated +45 degrees clockwise from the first axis with the second axis as a center when viewed from the second axis apparatus.
請求項12に記載された撮像装置であって、
前記光学部材は、光複屈折特性を有する撮像装置。
An imaging apparatus according to claim 12 ,
The optical member is an imaging device having optical birefringence characteristics.
請求項12または13に記載された撮像装置であって、
前記光学部材は、長方形板であり、前記振動部材が前記長方形板の辺に沿って設けられている撮像装置。
An imaging apparatus according to claim 12 or 13 ,
The imaging device, wherein the optical member is a rectangular plate, and the vibration member is provided along a side of the rectangular plate.
請求項12〜14の何れかに記載された撮像装置であって、
前記光学部材は、二種類の光複屈折特性を有する第1および第2複屈折板を有し、前記振動部材は、前記第1複屈折板に備えられている撮像装置。
An imaging apparatus according to any one of claims 12 to 14 ,
The optical member includes first and second birefringent plates having two types of optical birefringence characteristics, and the vibration member is provided in the first birefringent plate.
請求項15に記載された撮像装置であって、
前記第1複屈折板が、前記第1複屈折板を除く前記光学部材の一部に対して間隔を隔てて備えられている撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 15 , wherein
An imaging apparatus, wherein the first birefringent plate is provided at a distance from a part of the optical member excluding the first birefringent plate.
請求項12〜16の何れかに記載された撮像装置であって、
前記光学部材と前記振動部材との間に供えられ、前記光学部材と前記振動部材とを固定するエポキシ系紫外線硬化型接着剤とを有する撮像装置。
An imaging apparatus according to any one of claims 12 to 16 , wherein
An imaging apparatus comprising an epoxy-based ultraviolet curable adhesive provided between the optical member and the vibration member and fixing the optical member and the vibration member.
請求項12〜16の何れかに記載された撮像装置であって、
前記光学部材と前記振動部材との間に供えられ、前記光学部材と前記振動部材とを固定するカチオン重合型紫外線硬化型接着剤とを有する撮像装置。
An imaging apparatus according to any one of claims 12 to 16 , wherein
An imaging apparatus comprising a cationic polymerization type ultraviolet curable adhesive provided between the optical member and the vibration member and fixing the optical member and the vibration member.
請求項1〜11の何れかに記載された撮像装置であって、
前記振動部材は、前記水晶板の前記撮像素子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。
An imaging apparatus according to any one of claims 1 to 11 ,
The imaging device, wherein the vibration member is provided on a side of the quartz plate opposite to a side on which the imaging element is provided.
請求項1〜11、19の何れかに記載された撮像装置であって、
前記水晶板の前記撮像素子が備えられた側とは反対側には、溶剤による洗浄が行われる清掃領域が設けられていることを特徴とする撮像装置。
The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 11 , wherein
An imaging apparatus, wherein a cleaning region for cleaning with a solvent is provided on a side of the quartz plate opposite to the side on which the imaging element is provided.
請求項9または17に記載された撮像装置であって、
前記エポキシ系紫外線硬化型接着剤は、当該エポキシ系紫外線硬化型接着剤を着色する添加剤を含むことを特徴とする撮像装置。
The imaging device according to claim 9 or 17 ,
The said epoxy type ultraviolet curable adhesive contains the additive which colors the said epoxy type ultraviolet curable adhesive, The imaging device characterized by the above-mentioned.
請求項1〜11、19、20の何れかに記載された撮像装置であって、
前記水晶板の少なくとも一部は、光学ローパスフィルタであることを特徴とする撮像装置。
An imaging apparatus according to any one of claims 1 to 11, 19 and 20,
At least a part of the quartz plate is an optical low-pass filter.
請求項9に記載された撮像装置であって、
前記水晶板は、前記撮像素子を封止する封止面と当該封止面と対向する外部面とを有する封止部材であり、
前記外部面には、前記エポキシ系紫外線硬化型接着剤が硬化した硬化物層が備えられており、当該硬化物層は前記外部面に前記振動部材を固定していることを特徴とする撮像装置。
An imaging apparatus according to claim 9 , wherein
The quartz plate is a sealing member having a sealing surface for sealing the imaging element and an external surface facing the sealing surface,
The outer surface is provided with a cured product layer obtained by curing the epoxy-based ultraviolet curable adhesive, and the cured product layer fixes the vibration member to the outer surface. .
請求項1〜23の何れかに記載された撮像装置を備えたことを特徴とする光学装置。 An optical device comprising the imaging device according to claim 1 . 結晶成長軸である第1軸と前記第1軸に対して直交する電気軸である第2軸とを有する結晶構造の水晶を含む長方形の水晶板の光学系の光軸に交差する面に、前記水晶板を屈曲振動させる振動部材を設け、
前記光学系による像を撮像する撮像素子に対向するように前記水晶板を配置し、
前記光学系の光軸に交差する前記水晶板の面が前記第2軸から見て前記第2軸を中心として前記第1軸から反時計回りに約+45度回転した角度になるように前記水晶板を形成
する撮影装置の製造方法。
A plane intersecting the optical axis of the optical system of the quartz plate rectangular including quartz crystal structure and a second shaft is an electrical axis perpendicular to said first axis and the first axis is a crystal growth axis, A vibration member for bending and vibrating the quartz plate is provided,
The crystal plate is disposed so as to face an image sensor that captures an image by the optical system ,
The quartz crystal is such that the surface of the quartz crystal plate intersecting the optical axis of the optical system has an angle rotated about +45 degrees counterclockwise from the first axis with the second axis as the center when viewed from the second axis. A method for manufacturing a photographing apparatus for forming a plate .
請求項25に記載された撮影装置の製造方法であって、
前記水晶板における前記光学系の光軸に交差する面が、前記水晶の前記第2軸に対して略平行となるように前記水晶板を形成する撮影装置の製造方法。
A method of manufacturing a photographing apparatus according to claim 25 ,
A method of manufacturing an imaging apparatus, wherein the crystal plate is formed such that a surface of the crystal plate that intersects the optical axis of the optical system is substantially parallel to the second axis of the crystal.
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