JP5816125B2 - 撮像装置、振動制御装置、及び振動制御方法 - Google Patents
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Description
ここで、以下に記載する本発明の実施形態に関する説明の流れについて簡単に述べる。まず、図1を参照しながら、本実施形態に係る撮像装置10の構成について説明する。次いで、図2及び図3を参照しながら、本実施形態に係る素子ユニット180の構成及び異物除去方法について説明する。次いで、図4〜図6を参照しながら、本実施形態に係る素子ユニット180の振動を制御する塵埃除去部134の構成及び動作について説明する。
まず、図1を参照しながら、本実施形態に係る撮像装置10の構成について説明する。図1は、本実施形態に係る撮像装置10の構成例を示す説明図である。
本体部100は、主に、シャッタ102と、CMOSイメージセンサ104と、画像入力コントローラ106と、不揮発性メモリ108と、DSP・CPU110と、圧縮処理回路112と、LCDドライバ114と、表示部116と、VRAM118と、メモリ120と、メディアコントローラ122と、記録メディア124と、操作部126と、ドライバ128と、モータ130と、バッテリ132と、塵埃除去部134と、を含む。
次に、レンズ部200の各部について説明する。ズームレンズ202は、光軸方向に前後して移動させることで焦点距離が連続的に変化するレンズである。従って、被写体の大きさを変えて撮影することが可能になる。絞り204は、画像を撮影する際に、モータ220によって、本体部100のCMOSイメージセンサ104に入ってくる光量を調節する。フォーカスレンズ206は、モータ222によって光軸方向に前後して移動させることで被写体のピントを調節するものである。
次に、図2及び図3を参照しながら、塵埃除去の対象となる素子ユニット180の構成及び異物除去方法について説明する。図2は、素子ユニット180の構成例を示した説明図である。図3は、素子ユニット180における異物除去方法について説明するための説明図である。
次に、素子ユニット180の振動を制御する塵埃除去部134の構成及び動作について、より詳細に説明する。
まず、図4を参照しながら、塵埃除去部134の機能構成について説明する。図4は、塵埃除去部134の機能構成を示す説明図である。
次に、塵埃除去部134の動作について説明する。但し、基本的な振動制御方法については図3を参照しながら既に説明したため、ここでは温度環境や製造偏差などを考慮した周波数掃引に関する動作について説明する。
上記のような振動制御を実施することにより、高い固有振動数を有する光学部材183と、低い固有振動数を有する樹脂基板181とを同時に共振状態にすることが可能になる。特に、光学部材183の保持機構を成す樹脂基板181(特に、支持部材181A、181B)が共振することで、光学部材183に対して加速度ムラのない除去振動を与えることが可能になる。その結果、光学部材183の異物除去処理を効果的に実現することができるようになる。また、圧電素子171A、171Bの駆動回路に昇圧トランスを利用可能なことから、製造コストの低減や撮像装置10の小型化に寄与する。
撮像素子の前面に配置される光学部材に対して共振振動を加えると共に、光学部材の土台にあたる樹脂基板に共振振動を加えることが可能になり、従来の手法に比べて塵埃除去能力を向上させることが可能になる。また、土台ごと振動させることができるため、光学部材の固有振動に係る振動の腹・節にとらわれない加振状態が実現できるようになる。さらに、光学部材を撮像素子のパッケージにすることも可能になり、振動ユニット(上記の素子ユニット180に相当)の薄型化にも寄与する。
圧電素子の駆動回路は、昇圧トランスによる大電圧駆動が前提であり、昇圧トランスは過渡状態にて使用されるため、所望の昇圧率が得られる帯域に物理的な制約がある。光学部材の土台となる部材の共振周波数が光学部材の共振周波数よりも大幅に小さい場合に、土台のみを共振駆動させようとすると、トランスが定常状態となり、所望の駆動電圧を得られないと考えられる。しかし、本実施形態の技術は、光学部材の共振周波数付近の周波数帯域を利用することになるため、特殊なトランスを利用することなく、共振周波数が大幅に異なる部材を共に所望の振動数で振動させることが可能になる。
100 本体部
102 シャッタ
104 CMOSイメージセンサ
106 画像入力コントローラ
108 不揮発性メモリ
110 DSP・CPU
111 クロック発生部
112 圧縮処理回路
114 LCDドライバ
116 表示部
118 VRAM
120 メモリ
122 メディアコントローラ
124 記録メディア
126 操作部
128 ドライバ
130 モータ
132 バッテリ
134 塵埃除去部
142 CDS回路
144 A/D変換器
160 電源回路
171、171A、171B 圧電素子
172 振動部材
180 素子ユニット
181 樹脂基板
181A、181B 支持部材
182 撮像素子
183 光学部材
200 レンズ部
202 ズームレンズ
204 絞り
206 フォーカスレンズ
208 A/D変換器
210 レンズCPU
211 SIO
212 ROM
214 RAM
216、218 ドライバ
220、222 モータ
Claims (8)
- 撮像素子を支持する支持部材と、
前記撮像素子の前面に設置された光学部材を振動させる加振手段と、
前記加振手段による振動を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記光学部材の固有振動数付近の第1周波数から前記支持部材の固有振動数付近の第2周波数だけずらした2種類の周波数で前記光学部材及び前記支持部材を振動させるように前記加振手段を制御する
ことを特徴とする、撮像装置。 - 前記第1周波数は、前記第2周波数よりも大きい
ことを特徴とする、請求項1に記載の撮像装置。 - 前記制御手段は、前記第1周波数から前記第2周波数を減算した第1の駆動周波数、及び前記第1周波数に前記第2周波数を加算した第2の駆動周波数にて前記光学部材及び前記支持部材を振動させるように前記加振手段を制御する
ことを特徴とする、請求項2に記載の撮像装置。 - 前記制御手段は、前記第1の駆動周波数及び前記第2の駆動周波数を掃引させる
ことを特徴とする、請求項3に記載の撮像装置。 - 前記加振手段は、複数の振動素子を含む
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記支持部材は、前記光学部材よりも柔らかい材料により形成される
ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 撮像素子を支持する支持部材、及び当該撮像素子の前面に設置された光学部材を振動させる加振手段の振動を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記光学部材の固有振動数付近の第1周波数から前記支持部材の固有振動数付近の第2周波数だけずらした2種類の周波数で前記光学部材及び前記支持部材を振動させるように前記加振手段を制御する
ことを特徴とする、振動制御装置。 - 撮像素子を支持する支持部材、及び当該撮像素子の前面に設置された光学部材を振動させる加振手段の振動を制御する制御工程を含み、
前記制御工程では、前記光学部材の固有振動数付近の第1周波数から前記支持部材の固有振動数付近の第2周波数だけずらした2種類の周波数で前記光学部材及び前記支持部材を振動させるように前記加振手段が制御される
ことを特徴とする、振動制御方法。
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