光学装置
【課題】異物除去構造を採用する場合に、光学部材の小型化を図るとともに、低コストかつ簡単な制御及びそのための回路構成を可能にし、さらには不快な音の発生を抑える。
【解決手段】光軸上に配設された矩形状の光学ローパスフィルタ４１０と、光学ローパスフィルタ４１０上において四辺のうち一辺に近接して平行に貼着され、一辺に平行な複数の節部を有するように光学ローパスフィルタ４１０を波長λの波状に振動させる矩形状の圧電素子４３０とを備え、光学ローパスフィルタ４１０の支持位置は、一辺に対向する辺から１／４波長だけ内側としている。このように圧電素子４３０を配置していない側（自由端側）の振動においては、節部以外を支持すると振幅が大きく減衰してしまい、塵埃等の除去に必要な力（加速度）を発生させることができなくなるため、節部を外すことなく支持することが非常に重要である。
【解決手段】光軸上に配設された矩形状の光学ローパスフィルタ４１０と、光学ローパスフィルタ４１０上において四辺のうち一辺に近接して平行に貼着され、一辺に平行な複数の節部を有するように光学ローパスフィルタ４１０を波長λの波状に振動させる矩形状の圧電素子４３０とを備え、光学ローパスフィルタ４１０の支持位置は、一辺に対向する辺から１／４波長だけ内側としている。このように圧電素子４３０を配置していない側（自由端側）の振動においては、節部以外を支持すると振幅が大きく減衰してしまい、塵埃等の除去に必要な力（加速度）を発生させることができなくなるため、節部を外すことなく支持することが非常に重要である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置等の光学装置において光軸上に配設された光学部材の表面に付着した塵埃等の異物を除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体像を電気信号に変換して撮像するデジタルカメラ等の撮像装置では、撮影光束を撮像素子で受光し、その撮像素子から出力される光電変換信号を画像データに変換して、メモリカード等の記録媒体に記録する。撮像素子としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳセンサ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等が用いられる。
【０００３】
このような撮像装置では、撮像素子の被写体側に、光学ローパスフィルタや赤外吸収フィルタが配置されるが、これらフィルタの表面に塵埃等の異物が付着すると、その付着部分が黒い点となって撮影画像に写り込み、画像の見栄えが低下してしまう。
【０００４】
特にレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラでは、シャッタやクイックリターンミラーといった機械的な作動部が撮像素子の近傍に配置されており、それらの作動部から発生した塵埃等の異物が撮像素子やフィルタの表面に付着することがある。また、レンズ交換時に、レンズマウントの開口から塵埃等の異物がカメラ本体内に入り込み、これが付着することもある。
【０００５】
このような現象を回避するために、特許文献１や特許文献２には、撮像素子の被写体側に撮影光束を透過させる防塵幕を設け、これを圧電素子で振動させることにより、防塵幕の表面に付着した塵埃等の異物を除去する技術が提案されている。
【０００６】
具体的に、特許文献１に開示されたカメラにおいては、撮像素子とメカシャッターの間でさらにはファインダ光学系の下部に、円形乃至は多角形の防塵膜（防塵用光学部材）を配置している。そして、光学部材の周縁部に振動を与えるための加振部材を配設し、光学部材を点対称な節を有する１次の振動モードと２次の振動モードを切替え共振振動させることにより、光学部材の表面に付着した塵埃等を除去するようにしている。
【０００７】
また、特許文献２に開示されたカメラの第１の方式においては、撮像素子とメカシャッターの間でさらにはファインダ光学系の下部に、長方形の光学部材を配置している。そして、光学部材の対向する長辺に沿って一対の圧電体を貼り付け、同時に加振させて、光学部材の対向する短辺近傍に沿った節が形成されるような１次の屈曲振動をさせることにより、光学部材の表面に付着した塵埃等を除去するようにしている。
【０００８】
また、特許文献２に開示されたカメラの第２の方式では、撮像素子とメカシャッターの間でさらにはファインダ光学系の下部に、長方形の光学部材を配置している。また、光学部材の対向する長辺に沿って二対の圧電体を貼り付け、二対の圧電体の外周側と内周側とで分極配置をずらして配置している。そして、内周側と外周側とで位相をずらして周期電圧を印加して、光学部材の長手方向に進行波を発生させることにより、光学部材の表面に付着した塵埃等を移動させている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３３８９６１号公報
【特許文献２】特開２００２−２０４３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１の方式においては、一般的に長方形の撮像領域を有するカメラの撮像素子に対して、その対角線より長い径の円又は同等の大きさの正多角形の専用の防塵膜を設置する必要がある。そのため、ファインダ光学系の設計上無駄なスペースを要し、かつ光学性能が低下してしまうおそれがある。
【００１１】
特許文献２の第１の方式においては、長方形の光学部材の一対の平行な辺に沿って２枚の圧電体を貼り付けるため、比較的コスト高となってしまう。また、１次の振動モードを使用しているため、中央部と周辺部とで振幅の差が大きく、光学部材の表面の異物除去時の効果の差が生じやすい。さらに、光学部材の外形・板厚・ヤング率・密度により変化するが、１次の振動では共振周波数が低く音を発する場合もある。
【００１２】
特許文献２の第２の方式においては、二対の圧電体、すなわち４枚の圧電体を要するため、比較的コスト高となってしまう。また、位相をずらした圧電体の電極に位相をずらした周期電圧を印加して進行波を生成するため、制御そのもの、さらには制御のための回路等が複雑になったり、生産時のバラツキ等を吸収するための調整工程等が必要になったりすることもある。
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、異物除去構造を採用する場合に、光学部材の小型化を図るとともに、低コストかつ簡単な制御及びそのための回路構成を可能にし、さらには不快な音の発生を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の光学装置は、光軸上に配設された矩形状の光学部材と、前記光学部材上において四辺のうち一辺に近接して平行に貼着され、前記一辺に平行な複数の節部を有するように前記光学部材を所定の波長の波状に振動させる矩形状の振動手段とを備え、前記光学部材の前記一辺に対向する辺の側の支持位置は、当該対向する辺から前記所定の波長の１／４波長だけ内側であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光学部材の表面に付着した異物を除去する異物除去構造を採用する場合に、光学部材の小型化を図るとともに、低コストかつ簡単な制御及びそのための回路構成を可能にし、さらには不快な音の発生を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
＜カメラの構成＞
図１〜３を参照して、本発明の実施の形態に係るデジタル一眼レフカメラについて説明する。図１及び図２は、本実施の形態に係るデジタル一眼レフカメラの外観図である。図１は、カメラを前面側（被写体側）から見た斜視図であって、撮影レンズユニットを外した状態を示す。図２は、カメラを撮影者側（背面側）から見た斜視図である。
【００１７】
図１に示すように、カメラ本体１には、撮影時に撮影者が安定して握り易いように被写体側に突出したグリップ部１ａが設けられている。
【００１８】
カメラ本体１のマウント部２には、撮影レンズユニット（図１、２では不図示）が着脱可能に固定される。マウント接点２１は、カメラ本体１と撮影レンズユニットとの間で制御信号、状態信号、データ信号等の通信を可能にすると共に、撮影レンズユニット側に電力を供給する。マウント接点２１は、電気通信のみならず、光通信、音声通信等が可能なように構成してもよい。マウント部２の横には、撮影レンズユニットを取り外す際に押し込むレンズロック解除ボタン４が配置されている。
【００１９】
カメラ本体１内には、撮影レンズを通過した撮影光束が導かれるミラーボックス５が設けられており、ミラーボックス５内にメインミラー（クイックリターンミラー）６が配設されている。メインミラー６は、撮影光束をペンタダハミラー２２（図３を参照）の方向へ導くために撮影光軸に対して４５°の角度に保持される状態と、撮像素子３３（図３を参照）の方向へ導くために撮影光束から退避した位置に保持される状態とを取り得る。
【００２０】
カメラ上部のグリップ１ａ側には、撮影開始の起動スイッチとしてのレリーズボタン７と、撮影時の動作モードに応じてシャッタスピードやレンズ絞り値を設定するためのメイン操作ダイヤル８と、撮影系の上面動作モード設定ボタン１０とが配置されている。これら操作部材の操作結果の一部は、ＬＣＤ表示パネル９に表示される。レリーズボタン７は、第１ストロークでＳＷ１（図３の７ａ）がＯＮし、第２ストロークでＳＷ２（図３の７ｂ）がＯＮする構成となっている。また、上面動作モード設定ボタン１０は、レリーズボタン７の１回の押込みで連写になるか１コマのみの撮影となるかの設定や、セルフ撮影モードの設定等を行うためのものであり、ＬＣＤ表示パネル９にその設定状況が表示される。
【００２１】
カメラ上部の中央には、カメラ本体１に対してポップアップするストロボユニット１１と、フラッシュ取り付け用のシュー溝１２及びフラッシュ接点１３とが設けられている。
【００２２】
カメラ上部の右寄りには、撮影モード設定ダイヤル１４が配置されている。
【００２３】
カメラのグリップ１ａに対して反対側の側面には、開閉可能な外部端子蓋１５が設けられている。外部端子蓋１５を開けた内部には、外部インタフェースとしてビデオ信号出力用ジャック１６及びＵＳＢ出力用コネクタ１７が納められている。
【００２４】
図２に示すように、カメラ背面の上方には、ファインダ接眼窓１８が設けられている。また、カメラ背面の中央付近には、画像表示可能なカラー液晶モニタ１９が設けられている。
【００２５】
カラー液晶モニタ１９の横には、サブ操作ダイヤル２０が配置されている。サブ操作ダイヤル２０は、メイン操作ダイヤル８の機能の補助的役割を担うものである。例えばカメラのＡＥモードでは、自動露出装置により算出された適正露出値に対する露出補正量を設定するために使用される。シャッタスピード及びレンズ絞り値の各々を使用者の意志により設定するマニュアルモードでは、メイン操作ダイヤル８でシャッタスピードを設定し、サブ操作ダイヤル２０でレンズ絞り値を設定するように使用される。また、このサブ操作ダイヤル２０は、カラー液晶モニタ１９に表示される撮影済み画像の表示を選択するためにも使用される。
【００２６】
さらに、カメラ背面には、カメラの動作を起動もしくは停止するためのメインスイッチ４３と、クリーニングモードを動作させるためのクリーニング指示操作部材４４とが配置されている。クリーニング指示操作部材４４は、詳しくは後述するが、光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した塵埃等の異物をふるい落とす動作を指示するためのものである。なお、クリーニングモードは、クリーニング指示操作部材４４を用いて任意に動作させることもできるし、メインスイッチ４３をＯＮした際、或いはＯＦＦした際、或いはその両方のタイミングで自動で動作させることもできる。
【００２７】
図３は、本実施の形態に係るデジタル一眼レフカメラの主要な電気的構成を示すブロック図である。なお、図１、２と共通する部分には同一の符号を付す。カメラ本体１に内蔵されたマイクロコンピュータからなる中央処理装置（以下、「ＭＰＵ」と称する）１００は、カメラの動作制御を司るものであり、各要素に対して様々な処理や指示を実行する。ＭＰＵ１００に内蔵されたＥＥＰＲＯＭ１００ａは、時刻計測回路１０９の計時情報やその他の情報を記憶することができる。
【００２８】
ＭＰＵ１００には、ミラー駆動回路１０１、焦点検出回路１０２、シャッタ駆動回路１０３、映像信号処理回路１０４、スイッチセンス回路１０５、測光回路１０６が接続されている。また、ＬＣＤ駆動回路１０７、バッテリチェック回路１０８、時刻計測回路１０９、電力供給回路１１０、圧電素子駆動回路１１１が接続されている。これらの回路は、ＭＰＵ１００の制御により動作するものである。
【００２９】
ＭＰＵ１００は、撮影レンズユニット２００ａ内のレンズ制御回路２０１とマウント接点２１を介して通信を行う。マウント接点２１は、撮影レンズユニット２００ａが接続されるとＭＰＵ１００へ信号を送信する機能も有する。これにより、レンズ制御回路２０１は、ＭＰＵ１００との間で通信を行い、ＡＦ駆動回路２０２及び絞り駆動回路２０３を介して撮影レンズユニット２００ａ内の撮影レンズ２００及び絞り２０４の駆動を行う。なお、図３では便宜上１枚の撮影レンズ２００のみを図示しているが、実際は多数のレンズ群によって構成される。
【００３０】
ＡＦ駆動回路２０２は、例えばステッピングモータによって構成され、レンズ制御回路２０１の制御により撮影レンズ２００内のフォーカスレンズ位置を変化させ、撮像素子３３に撮影光束の焦点を合わせるように調整する。絞り駆動回路２０３は、例えばオートアイリス等によって構成され、レンズ制御回路２０１の制御により絞り２０４を変化させ、光学的な絞り値を得る。
【００３１】
メインミラー６は、図３に示す撮影光軸に対して４５°の角度に保持された状態で、撮影レンズ２００を通過する撮影光束をペンタダハミラー２２へ導くと共に、その一部を透過させてサブミラー３０へ導く。サブミラー３０は、メインミラー６を透過した撮影光束を焦点検出センサユニット３１へ導く。
【００３２】
ミラー駆動回路１０１は、例えばＤＣモータとギヤトレイン等によって構成され、メインミラー６を、ファインダにより被写体像を観察可能とする位置と、撮影光束から待避する位置とに駆動する。メインミラー６が駆動すると、同時にサブミラー３０も、焦点検出センサユニット３１へ撮影光束を導く位置と、撮影光束から待避する位置とに移動する。
【００３３】
焦点検出センサユニット３１は、不図示の結像面近傍に配置されたフィールドレンズ、反射ミラー、２次結像レンズ、絞り、複数のＣＣＤからなるラインセンサ等によって構成され、位相差方式の焦点検出を行う。焦点検出センサユニット３１から出力される信号は、焦点検出回路１０２へ供給され、被写体像信号に換算された後、ＭＰＵ１００に送信される。ＭＰＵ１００は、被写体像信号に基づいて位相差検出法による焦点検出演算を行う。そして、デフォーカス量及びデフォーカス方向を求め、これに基づいて、レンズ制御回路２０１及びＡＦ駆動回路２０２を介して撮影レンズ２００内のフォーカスレンズを合焦位置まで駆動する。
【００３４】
ペンタダハミラー２２は、メインミラー６により反射された撮影光束を正立正像に変換反射する。撮影者はファインダ光学系を介してファインダ接眼窓１８から被写体像を観察することができる。ペンタダハミラー２２は、撮影光束の一部を測光センサ２３へも導く。測光回路１０６は、測光センサ２３の出力を得て、観察面上の各エリアの輝度信号に変換し、ＭＰＵ１００に出力する。ＭＰＵ１００は、輝度信号に基づいて露出値を算出する。
【００３５】
シャッタユニット（機械フォーカルプレーンシャッタ）３２は、撮影者がファインダにより被写体像を観察している時には、シャッタ先幕が遮光位置にあると共に、シャッタ後幕が露光位置にある。次いで、撮影時には、シャッタ先幕が遮光位置から露光位置へ移動する露光走行を行って被写体からの光を通過させ、撮像素子３３で撮像を行う。所望のシャッタ秒時の経過後、シャッタ後幕が露光位置から遮光位置へ移動する遮光走行を行って撮影を完了する。機械フォーカルプレーンシャッタ３２は、ＭＰＵ１００の指令を受けたシャッタ駆動回路１０３により制御される。
【００３６】
撮像ユニット４００は、光学ローパスフィルタ４１０、圧電部材である圧電素子４３０、撮像素子３３が後述する他の部品と共にユニット化されたものである。撮像素子３３は、被写体像を光電変換するものであり、本実施の形態ではＣＭＯＳセンサが用いられるが、その他にもＣＣＤ型、ＣＭＯＳ型及びＣＩＤ型等様々な形態があり、いずれの形態の撮像デバイスを採用してもよい。撮像素子３３の前方に配置された光学ローパスフィルタ４１０は、水晶からなる１枚の複屈折板であり、その形状は矩形状である。圧電素子４３０は、単板の圧電素子（ピエゾ素子）であり、ＭＰＵ１００の指示を受けた圧電素子駆動回路１１１により加振され、その振動を光学ローパスフィルタ４１０に伝えるように構成されている。
【００３７】
クランプ／ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路３４は、Ａ／Ｄ変換する前の基本的なアナログ処理を行うものであり、クランプレベルを変更することも可能である。ＡＧＣ（自動利得調整装置）３５は、Ａ／Ｄ変換する前の基本的なアナログ処理を行うものであり、ＡＧＣ基本レベルを変更することも可能である。Ａ／Ｄ変換器３６は、撮像素子３３のアナログ出力信号をデジタル信号に変換する。
【００３８】
映像信号処理回路１０４は、デジタル化された画像データに対してガンマ／ニー処理、フィルタ処理、モニタ表示用の情報合成処理等、ハードウエアによる画像処理全般を実行する。この映像信号処理回路１０４からのモニタ表示用の画像データは、カラー液晶駆動回路１１２を介してカラー液晶モニタ１９に表示される。また、映像信号処理回路１０４は、ＭＰＵ１００の指示に従って、メモリコントローラ３８を通じてバッファメモリ３７に画像データを保存することもできる。さらに、映像信号処理回路１０４は、ＪＰＥＧ等の画像データ圧縮処理を行うこともできる。連写撮影等、連続して撮影が行われる場合は、一旦バッファメモリ３７に画像データを格納し、メモリコントローラ３８を通して未処理の画像データを順次読み出すこともできる。これにより、映像信号処理回路１０４は、Ａ／Ｄ変換器３６から入力されてくる画像データの速度に関わらず、画像処理や圧縮処理を順次行うことができる。
【００３９】
メモリコントローラ３８は、外部インタフェース４０から入力される画像データをメモリ３９に記憶し、メモリ３９に記憶されている画像データを外部インタフェース４０から出力する機能を有する。なお、外部インタフェース４０は、図１におけるビデオ信号出力用ジャック１６及びＵＳＢ出力用コネクタ１７が相当する。メモリ３９としては、カメラ本体に着脱可能なフラッシュメモリ等が用いられる。
【００４０】
スイッチセンス回路１０５は、各スイッチの操作状態に応じて入力信号をＭＰＵ１００に送信する。スイッチＳＷ１（７ａ）は、レリーズボタン７の第１ストローク（半押し）によりＯＮする。スイッチＳＷ２（７ｂ）は、レリーズボタン７の第２ストローク（全押し）によりＯＮする。スイッチＳＷ２（７ｂ）がＯＮされると、撮影開始の指示がＭＰＵ１００に送信される。また、メイン操作ダイヤル８、サブ操作ダイヤル２０、撮影モード設定ダイヤル１４、メインスイッチ４３、クリーニング指示操作部材４４が接続されている。
【００４１】
ＬＣＤ駆動回路１０７は、ＭＰＵ１００の指示に従って、ＬＣＤ表示パネル９やファインダ内液晶表示装置４１を駆動する。
【００４２】
バッテリチェック回路１０８は、ＭＰＵ１００の指示に従って、バッテリチェックを行い、その検出結果をＭＰＵ１００に送信する。電源４２は、カメラの各要素に対して電源を供給する。
【００４３】
時刻計測回路１０９は、メインスイッチ４３がＯＦＦされて次にＯＮされるまでの時間や日付を計測し、ＭＰＵ１００からの指示に従って、計測結果をＭＰＵ１００に送信する。
【００４４】
＜異物除去構造＞
次に、図４〜７を参照して、本実施の形態における光学ローパスフィルタ４１０を加振する異物除去構造について説明する。図４は、撮像ユニット４００まわり保持構造を示すためのカメラ内部の概略構成を示す分解斜視図である。図５は、撮像ユニット４００の構成を示す分解斜視図である。
【００４５】
図４に示すように、カメラ本体の骨格となる本体シャーシ３００の被写体側には、被写体側から順に、ミラーボックス５、シャッタユニット３２が配設される。また、本体シャーシ３００の撮影者側には、撮像ユニット４００が配設される。撮像ユニット４００は、撮影レンズユニットが取り付けられる基準となるマウント部２の取付面に撮像素子３３の撮像面が所定の距離を空けてかつ平行になるように調整されて固定される。
【００４６】
図５に示すように、光学ローパスフィルタ４１０は、水晶からなる１枚の複屈折板であり、その形状は矩形状である。この光学ローパスフィルタ４１０が本発明でいう光軸上に配設された光学部材に相当するものである。光学ローパスフィルタ４１０は、撮影有効領域４１０ａの一側方に圧電素子４３０を配置する周縁部４１０ｂを有しており、撮影光軸中心に対して直交する方向（カメラ左右方向）は非対称である。このようにした光学ローパスフィルタ４１０の表面には、光学的なコーティングが施されている。
【００４７】
圧電素子４３０は、単板の矩形の短冊形状を呈し、光学ローパスフィルタ４１０の周縁部４１０ｂにおいて、圧電素子４３０の長辺が光学ローパスフィルタ４１０の短辺（側辺）に平行になるように配置されて接着保持される（貼着される）。この圧電素子４３０が本発明でいう光学部材を振動させる矩形状の振動手段に相当するものである。すなわち、圧電素子４３０は、光学ローパスフィルタ４１０上において四辺のうち一辺に近接して平行に貼着され、一辺に平行な複数の節部を有するように光学ローパスフィルタ４１０を波状に振動させる。
【００４８】
４２０は樹脂製又は金属製の光学ローパスフィルタ保持部材であり、光学ローパスフィルタ４１０を保持し、撮像素子保持部材５１０にビス固定される。
【００４９】
４７０は圧電素子４３０に電圧を印加するための圧電素子用フレキシブルプリント基板であり、圧電素子４３０に接着固定される。圧電素子４３０は、電圧の印加により光軸と直交する方向に主として伸縮振動し、光学ローパスフィルタ４１０を共振（振動）させる。これにより、光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した異物をふるい落とすことができる。
【００５０】
４４０は付勢部材であり、光学ローパスフィルタ４１０の撮影有効領域４１０ａ外の４ヶ所において当接して光軸方向に付勢し（図９及び図１０を参照）、光学ローパスフィルタ保持部材４２０に係止される。付勢部材４４０は接地されており、付勢部材４４０と接する光学ローパスフィルタ４１０の表面（光学的なコーティングが施された面）も接地される。これにより、光学ローパスフィルタ４１０の表面への塵埃等の静電気的な付着を抑制することができる。
【００５１】
４５０は断面が略円形の枠状の弾性部材であり、光学ローパスフィルタ４１０と光学ローパスフィルタ保持部材４２０とで挟まれて密着保持される。この密着力は、付勢部材４４０の光軸方向への付勢力により決定される。なお、弾性部材４５０はゴムでもよいし、弾性体であれば、ポロンやプラスチック等の高分子重合体を用いてもよい。
【００５２】
４６０は位相板（偏光解消板）と赤外カットフィルタと光学ローパスフィルタ４１０に対して屈折方向が９０°異なる複屈折板とを貼り合わせた光学部材であり、光学ローパスフィルタ保持部材４２０に接着固定される。
【００５３】
５１０は板状の撮像素子保持部材であり、矩形の開口部を有し、その開口部に撮像素子３３を露出させるように撮像素子３３が固着する。撮像素子保持部材５１０の周囲には、ミラーボックス５に３ヵ所でビス固定するための腕部が設けられている。
【００５４】
５２０は撮像素子３３に撮影光路外からの余計な光が入射することを防ぐためのマスクであり、光学ローパスフィルタ保持部材４２０と撮像素子３３とで挟まれて密着保持される。
【００５５】
５３０は左右一対の板バネ状の撮像素子付勢部材であり、撮像素子保持部材５１０にビス固定され、撮像素子３３を撮像素子保持部材５１０に押し付ける。
【００５６】
以上の構成をとることにより、光学ローパスフィルタ４１０は、付勢部材４４０と弾性部材４５０とで挟み込まれて振動自在に支持される。詳しくは後述するが、光学ローパスフィルタ４１０の支持位置（支持部位）は、光学ローパスフィルタ４１０の振動の節部近傍であることが望ましい。なお、節部とは振幅がほぼ零となる位置のことをいう。
【００５７】
図６は、図４におけるＡ-Ａ線断面図である。ただし、撮像素子保持部材５１０は省略してある。マスク５２０の撮影者側の面は撮像素子３３と当接し、被写体側の面は光学ローパスフィルタ保持部材４２０と当接する。マスク５２０の撮影者側及び被写体側にはそれぞれ両面テープが固着されており、光学ローパスフィルタ保持部材４２０はマスク５２０の両面テープにより撮像素子３３に密閉固定保持される。また、光学部材４６０は光学ローパスフィルタ保持部材４２０の所定の保持部に外周接着されて保持される。これにより、光学ローパスフィルタ保持部材４２０と撮像素子３３とマスク５２０と光学部材４６０とにより囲まれる空間は封止され、塵埃等の異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成される。
【００５８】
一方、弾性部材４５０の撮影者側の面は光学ローパスフィルタ保持部材４２０と当接し、被写体側の面は光学ローパスフィルタ４１０と当接する。光学ローパスフィルタ４１０は付勢部材４４０の弾性により撮像素子３３側へと付勢されているので、弾性部材４５０は変形し、光学ローパスフィルタ４１０及び光学ローパスフィルタ保持部材４２０に対して隙間無く密着する。これにより、光学ローパスフィルタ４１０と光学ローパスフィルタ保持部材４２０と弾性部材４５０と光学部材４６０とにより囲まれる空間は封止され、塵埃等の異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成される。
【００５９】
図７は、圧電素子４３０の詳細を説明するための図である。図７に示すように、圧電素子４３０のＢ面は、光学ローパスフィルタ４１０に定在波振動を励起するための＋相と、Ｇ相とに分割されている。また、圧電素子４３０のＣ面は、不図示の導電材等により電気的に接続されてＢ面のＧ相と同電位に保たれている。Ｂ面には圧電素子用フレキシブルプリント基板４７０が接着等により固着され、＋相、Ｇ相にそれぞれ所定の電圧を独立して印加できるようになっている。Ｃ面が光学ローパスフィルタ４１０に接着等により固着され、圧電素子４３０と光学ローパスフィルタ４１０とが一体的に運動するように構成されている。
【００６０】
＜振動の様子＞
次に、図８を参照して、光学ローパスフィルタ４１０の異物を除去する動作としての振動の様子について説明する。図８は、撮像ユニット４００のうち光学ローパスフィルタ４１０及びこれに一体に設けられる圧電素子４３０のみを取り出して示した側面図である。図８は、圧電素子４３０に駆動電圧を印加した際の光学ローパスフィルタ４１０及び圧電素子４３０の状態変化（振動形状）を表わしている。
【００６１】
圧電素子用フレキシブルプリント基板４７０を通じて圧電素子４３０の＋相に正の電圧を印加し、Ｇ相をグランド（０［Ｖ］）としたとき、圧電素子４３０の＋相は面直方向に縮み、面内方向に伸びる。したがって、圧電素子４３０と接合された光学ローパスフィルタ４１０は、接合面を面方向に拡大する力を圧電素子４３０から受け、圧電素子４３０との接合面側が凸になるような変形をする。すなわち、＋相に正の電圧が印加されると、光学ローパスフィルタ４１０には図８の実線で示すような屈曲変形が生じる。同様に＋相に印加する電圧を負とすれば、圧電素子４３０は上述と伸縮逆向きの変形を生じ、光学ローパスフィルタ４１０には図８の破線に示すような屈曲変形が生じる。
【００６２】
したがって、Ｇ相の電位をグランドに保ったまま、＋相に印加する電圧を周期的に正負に切り替えると、光学ローパスフィルタ４１０の凸凹が周期的に切り替わるような定在波振動が生じる。この周期的な電圧の周波数は、光学ローパスフィルタ４１０の固有モードの共振周波数近傍とすることで、小さな印加電圧でも大きな振幅を得ることができ、効率がよい。また、光学ローパスフィルタ４１０の共振周波数は複数存在し、各々の共振周波数で電圧を印加すると各々異なる次数の振動モードで振動させることができる。
【００６３】
ここで、図８に示すように、定在波振動では振動の節部（ｄ１、ｄ２、・・・、Ｄ１、Ｄ２、・・・）と腹部とが交互に生じる。振動の節部とは振幅がほぼ零となる位置であり、振動の腹部とは隣り合う節部間において振幅が最大となる位置である。光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した塵埃等をふるい落とすには、付着力以上の力、つまり加速度を塵埃等に加えなければならない。ところが、振動の節部では振幅がほぼ零であることから加速度もほぼ零であり、付着力に抗して塵埃等をふるい落とすことができない。そのため、１つの振動モードだけで光学ローパスフィルタ４１０を振動させると、振動の節部上に塵埃等が残ってしまう。
【００６４】
それを改善するため、ある振動モードで光学ローパスフィルタ４１０を振動させた後、もう１つ別の振動モードで光学ローパスフィルタ４１０を振動させる。これにより、最初の振動モードで残った塵埃等を、その後の別の振動モードで除去することができる。この場合に、ある振動モードでの節部ともう１つ別の振動モードでの節部とが重なってしまうと、その重なった節部の塵埃等が除去できないため、節部は重ならないようにしなければならない。したがって、使用する振動モードの組合せは偶数節（奇数次）及び奇数節（偶数次）であることが望ましい。本実施の形態では、７次振動モード（８節）及び８次振動モード（９節）を組み合わせて使用している。
【００６５】
なお、光学ローパスフィルタ４１０の共振周波数は、光学ローパスフィルタ４１０の形状、板厚、材質等により異なるが、不快な音の発生を抑えるべく、可聴域外となるような共振周波数を選ぶことが好ましい。
【００６６】
本実施の形態では７次振動モード及び８次振動モードで振動を発生させる例を説明したが、これに限らず、他の次数の振動モードで振動を発生させるようにしても良いし、３種類以上の振動モードを用いても良い。
【００６７】
＜光学ローパスフィルタ４１０の支持構成＞
図９は、光学ローパスフィルタ４１０及び圧電素子４３０の振動形状及び光学ローパスフィルタ４１０の支持位置を説明するための図である。なお、本実施の形態では７次振動モード及び８次振動モードで振動を発生させるが、図９では８次振動モードでの振動形状を表わしている。振動は、圧電素子４３０の長辺に略平行に発生する。
【００６８】
図９（ｂ）に示すように、光学ローパスフィルタ４１０は、付勢部材４４０と弾性部材４５０とで挟み込まれる（サンドイッチされる）ように支持されている。
【００６９】
ここで、図１０を用いて付勢部材４４０の形状について説明する。図１０は、付勢部材４４０の斜視図である。付勢部材４４０は、薄板のステンレス材を打ち抜き、折り曲げて成形されるものであり、全体で板バネとしての性質を有する。そして、光学ローパスフィルタ４１０の表面に対し、４箇所で当接するように接触点４４０ａがそれぞれ窪ませて形成され、爪部４４０ｃで光学ローパスフィルタ保持部材４２０に係止されることで、光学ローパスフィルタ４１０を撮像素子３３側へ付勢する。つまり、付勢部材４４０は、４箇所の接触点４４０ａのみで光学ローパスフィルタ４１０を被写体側から支えていることになる。なお、４４０ｂは、光学ローパスフィルタ４１０の表面をグランドに接続するための接地部である。
【００７０】
図９に説明を戻し、図９（ａ）に示すように、光学ローパスフィルタ４１０は、付勢部材４４０とは撮影有効領域４１０ａ外の４ヶ所の接触点４４０ａにおいて当接し、弾性部材４５０とは撮影有効領域４１０ａ外において矩形状に密着当接する。
【００７１】
一般的に、振動している物体に物が当接すると振動が減衰してしまうが、振幅がほぼ零である振動の節部に物が当接する場合は、振動の減衰は緩和される。そこで、付勢部材４４０が光学ローパスフィルタ４１０に当接する４ヶ所（接触点４４０ａ）、及び、弾性部材４５０が光学ローパスフィルタ４１０に当接する矩形状部分のうち節部と平行な二辺は、振動の節部（図示例では節部Ｄ２、Ｄ９）近傍に配設される。節部だけでなく、節部近傍も振幅が小さいことから、光学ローパスフィルタ４１０の振動の減衰は緩和される。これにより、光学ローパスフィルタ４１０の異物除去能力を落とさずに、光学ローパスフィルタ４１０を支持することができる。
【００７２】
また、本実施の形態のように、略矩形の光学ローパスフィルタ４１０の一辺（短辺）に平行な方向にのみ節部を発生させる振動モードにおいて、この節部の発生箇所は非常に明解である。図１１は、光学ローパスフィルタ４１０単体時における振動形状を表わしており、特に８次振動モードでの振動形状を表わしている。図１１（ａ）の点線部は、振動の節部を表わしている。
【００７３】
図１１に示すように、光学ローパスフィルタ４１０の振動の節部は、光学ローパスフィルタ４１０の両短辺（節部に対して平行な二辺）から１／４波長だけ内側にそれぞれ発生し、さらにその内側には１／２波長ごとに発生する。なお、波長とは、隣り合う同位相の腹部の間隔（波の山から次の山（又は谷から次の谷）までの水平距離）のことであり、図１１に示す距離λである。よって、光学ローパスフィルタ４１０を支持する位置（箇所）は、圧電素子４３０を配置している側（加振側）においては圧電素子貼着位置から撮影光軸側で圧電素子４３０に最も近い節部（図９の節部Ｄ２）であることが望ましい。また、圧電素子４３０を配置していない側（自由端側）においては端から１／４波長だけ内側の節部（図９の節部Ｄ９）であることが望ましい。この場合、上述の節部近傍とは、１／８波長から３／８波長の範囲であることが実験的に確認されており、この範囲で支持すれば、光学ローパスフィルタ４１０の振動の減衰は緩和され、異物除去能力は阻害されない。
【００７４】
特に圧電素子４３０を配置していない側（自由端側）の振動においては、節部以外を支持すると振幅が大きく減衰してしまい、塵埃等の除去に必要な力（加速度）を発生させることができなくなるため、節部を外すことなく支持することが非常に重要である。一方、圧電素子４３０を配置している側（加振側）の振動においては、加振源（圧電素子４３０）が近傍にあるので、節部以外を支持することによる振幅の減衰は、自由端における振幅の減衰と比較して小さい。なお、本実施の形態では、７次振動モード及び８次振動モードを組み合わせているが、いずれの振動モードの節部を支持するかについては後述する。
【００７５】
以上の構成をとることにより、光学ローパスフィルタ４１０の外形を小さくすることができ、小型化を図るとともに、コストを抑えることができる。また、節部の発生箇所が明解であるので、光学ローパスフィルタ４１０の外形寸法と発生させたい振動の次数を決定すれば、振動の節部がどこに発生するかを簡単に計算することができる。例えば、長さ５０．０ｍｍの矩形部材に９次振動モードで振動を発生させるとするならば、発生する節部の位置は両端から２．５ｍｍ、その内側は５．０ｍｍ間隔となる。このように、光学ローパスフィルタ４１０の支持位置を容易に特定することができ、支持部品の設計を簡単に行うことができる。
【００７６】
また、図９に示すように、圧電素子４３０の接着固定位置は、光学ローパスフィルタ４１０に発生させる振動モードでの振動の腹部を含む、すなわち、節部間の中心線上に重なるように固着されるのが望ましい。さらに、圧電素子４３０の短辺方向（振動の節部に対して直交する方向）の長さ（幅）は、発生させる振動モードでの波長λの１／２以下であることが望ましい。圧電素子４３０の電圧印加により伸縮する部分と、光学ローパスフィルタ４１０の振動の腹部とを合致させて接着することで、光学ローパスフィルタ４１０の定在波振動（固有振動）を阻害することなく、小さな印加電圧で大きな振幅を効率良く発生させることができるからである。
【００７７】
また、本実施の形態のように、複数の振動モードを使用する際は、波長が最も長い振動モードでの波長を基準とする。そして、圧電素子４３０の短辺方向（振動の節部に対して直交する方向）の長さ（幅）は基準波長の１／２以下とし、使用する全ての振動モードの腹部を含むように圧電素子４３０を配置する。本実施の形態では、圧電素子４３０の短辺方向の長さは７次振動モードの波長の１／２以下であり、７次振動モードの腹部及び８次振動モードの腹部の両方を含むように圧電素子４３０が配置されている。すなわち、圧電素子４３０は、７次振動モード及び８次振動モードいずれの節部間の中心線上にも重なるように固着されている。
【００７８】
＜複数の振動モードを組み合わせる場合の光学ローパスフィルタの支持位置＞
上述したように、光学ローパスフィルタ４１０の支持位置は、圧電素子４３０を配置している側においては圧電素子貼着位置から撮影光軸側で圧電素子４３０に最も近い節部であることが望ましい。また、圧電素子４３０を配置していない側においては端から１／４波長内側の節部であることが望ましい。
【００７９】
ここで、複数の振動モードを有する場合の光学ローパスフィルタ支持位置について説明する。図１２は、７次振動モード及び８次振動モードの２つの振動モードを有する場合の、光学ローパスフィルタ４１０の圧電素子４３０を配置していない側（自由端側）の振動形状を示す側面図を表わした模式図である。図１２に示すように、２つの振動モードの節部（ｄ６、ｄ７、ｄ８、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９）が重なって存在することはない。また、７次振動モードでの振幅（Ｘ）と８次振動モードでの振幅（Ｙ）とは異なっており、Ｘ＞Ｙとなっている。既述したように、光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した塵埃等をふるい落とすには、付着力以上の力、つまり加速度を塵埃等に加えればよい。そこで、振幅の小さな８次振動モードを基準に考え、塵埃等の除去に必要な加速度が発生するように印加電圧を決定する。
【００８０】
その際、８次振動モードよりも振幅の大きな７次振動モードにおいて、振幅が大きいことにより発生応力が大きくなり、光学ローパスフィルタ４１０の破損確率が高まり、場合によっては破壊が起こりうるおそれがある。ここで、破損確率に関して、一般的にワイブル分布を用いて議論すればよい。図１３はその模式図であり、横軸は発生応力σを、縦軸は破損確率Ｆを各々対数で表わしている。図１３は、数多くのサンプルを用いた撓み強度試験を行って得られるものである。図１３から分かるように、発生応力σが大きくなるに従って破損確率Ｆは高まっていく。ある破損確率ｐ以下で使用するには、光学ローパスフィルタ４１０に発生する応力をσｐ以下にしなければならない（図中斜線部内）。なお、破損確率ｐは、撮像ユニット４００の生産数量を考慮して決定されるものである。
【００８１】
そこで、図１２に示すように、光学ローパスフィルタ４１０の支持位置を８次振動モードの節部上（図１２中の節部Ｄ９）にする。ここで節部上とは節部近傍も含み、実際には１／８波長から３／８波長の範囲で光学ローパスフィルタ４１０の自由端から内側を支持すればよい。つまり、７次振動モードの節部から外れた位置を支持することで振幅を減衰させることができる。一方、８次振動モードの節部を支持することで、振幅の減衰を抑え、塵埃等をふるい落とすための能力を落とさずに済む。なお、光学ローパスフィルタ４１０を支持することによる７次振動モードの振幅の減衰により、塵埃等をふるい落とす能力が８次振動モードにおける能力を下回ることのないように、８次振動モードの節部近傍において支持位置を調節する必要がある。よって、場合によっては、７次振動モードの節部と８次振動モードの節部との間で、８次振動モードの節部に近い場所を支持するようにしてもよい。こうすることで、光学ローパスフィルタ４１０の７次振動モードにおける振幅を減衰させ、発生応力をσｐ以下にすることができ、光学ローパスフィルタ４１０の振動による破壊を防止することができる。
【００８２】
なお、圧電素子４３０を配置している側（加振側）においても、これまでと同様の考えが当てはまり、８次振動モードの節部を支持することが望ましい。
【００８３】
また、本実施の形態では使用する振動モードは７次振動モード及び８次振動モードの２つであるが、使用する振動モードが３つ以上の場合は、最小の振幅を発生させる振動モードの節部上、もしくは節部近傍を支持するようにする。これにより、塵埃等をふるい落とす能力を落とすことなく、光学ローパスフィルタの破壊を防止することができる。
【００８４】
以上説明してきたように、撮像装置に備わる、撮像に必要な光学機能を有する矩形の光学ローパスフィルタ４１０を振動させて塵埃等の異物を除去するので、撮影光束の透過率等の光学性能を低下させるおそれがない。また、撮影に必要な矩形形状の有効光束と略同一形状の矩形の光学ローパスフィルタ４１０を振動させればよいので、効率的なレイアウトが可能となる。さらに、光学ローパスフィルタ４１０を振動を阻害しない位置で支持することにより、効率の良い駆動を行わせることができ、撮像装置の大型化を防ぐことが可能となる。
【００８５】
なお、本発明でいう光学部材は光学ローパスフィルタ４１０に限定されるものではない。例えば、本実施の形態では水晶複屈折板に定在波振動を励起する構成としたが、複屈折板の材質は水晶ではなくニオブ酸リチウムを用いてもよい。また、複屈折板と位相板と赤外吸収フィルタの貼り合わせによって構成される光学ローパスフィルタや赤外吸収フィルタ単体に定在波振動を励起する構成にしても良い。また、複屈折板の前に配置したガラス板単体に定在波振動を励起する構成にしても良い。
【００８６】
＜異物除去動作＞
次に、図１４を参照して、光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した塵埃等の異物を除去する動作について説明する。ステップＳ１で、メインスイッチ４３にて電源がＯＮされたか否かを判定する。電源がＯＮされると、ステップ２で、カメラシステムを起動させるための処理を行い、電力供給回路１１０を制御して各回路へ電力を供給し、システムを初期設定し、カメラとして撮影動作可能にするためのカメラシステムＯＮ動作を行う。
【００８７】
次に、ステップ３で、撮影者によりクリーニング指示操作部材４４が操作されたか否かを判定し、操作されている場合はステップ４に進み、操作されていない場合はステップ５へ進む。なお、本実施の形態ではクリーニング指示操作部材４４を設けたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、クリーニングモードへの移行を指示するための操作部材は、機械的なボタンに限らず、カラー液晶モニタ１９に表示されたメニューから、カーソルキーや指示ボタン等を用いて指示するものであっても良い。
【００８８】
ステップ４では、クリーニングモード開始の指令を受けて、カメラ本体１をクリーニングモードの状態に移行させる。まず電力供給回路１１０は、クリーニングモードに必要な電力をカメラ本体１の各部へ供給する。また、これに並行して電源４２の電池残量を検出して、その結果をＭＰＵ１００へ送信する。ＭＰＵ１００は、クリーニングモード開始の信号を受け取ると、圧電素子駆動回路１１１に駆動信号を送る。圧電素子駆動回路１１１は、ＭＰＵ１００より駆動信号を受け取ると、光学ローパスフィルタ４１０の定在波振動を励起する周期電圧を生成し、圧電素子４３０に印加する。周期電圧は定在波振動を励起する周波数を含むある一定の範囲の周波数内で順次変化させるものである。圧電素子４３０は、印加される電圧に応じて伸縮し、光学ローパスフィルタ４１０に定在波振動を発生させる。クリーニングモードが終了するとステップ５に進む。
【００８９】
ステップ５で、スイッチＳＷ１（７ａ）、スイッチＳＷ２（７ｂ）、メイン操作ダイヤル８、サブ操作ダイヤル２０、撮影モード設定ダイヤル１４、他のスイッチ等の信号を受け、カメラ動作を行う。カメラ動作は、一般的に知られるカメラの撮影・設定等を行うモードで、ここでは詳細な説明は省略する。
【００９０】
次に、ステップ６で、カメラが待機状態においてメインスイッチ４３にて電源がＯＦＦされたか否かを判定し、ＯＦＦされるとステップ７に進み、ＯＦＦされていなければステップ３に戻る。
【００９１】
ステップ７では、ステップ４と同様のクリーニングモードを実行後、ステップ８に進む。ここで、ステップ７におけるクリーニングモードでは、カメラの消費電力、動作時間等を考慮して、圧電素子４３０の駆動周波数、駆動時間、制御法等のパラメータをステップ４と異ならしめても良いことは言うまでも無い。
【００９２】
ステップ８では、ＭＰＵ１００の制御により各回路を終了させるための制御を行い、必要な情報等をＥＥＰＲＯＭ１００ａに格納し、電力供給回路１１０を制御して各回路への電源供給を遮断する電源ＯＦＦ動作を行う。
【００９３】
以上述べたように、撮影者が意図した任意のタイミングだけではなく、電源をＯＦＦするとクリーニングモードが実行される。すなわち、光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した異物を除去する動作を行ってから、カメラシステムＯＦＦ動作を行うようにしている。
【００９４】
ここで、光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した異物には様々なものが存在するが、一般的に異物が付着した状態で長期間放置すると、クリーニングモードで振動をかけても除去しにくいことが実験的に解明した。これは、環境（温度や湿度）の変化で結露することにより液架橋力等の付着力が増大したり、環境の変化で塵埃が膨潤、乾燥を繰り返すことにより粘着したりすることによるものと考えられる。また、ゴム等の弾性材では、自身に含まれる油脂等が時間と共にブリードして粘着する。そのため、長期間未使用状態となる可能性が高い電源ＯＦＦ操作のタイミングでクリーニングモードを実行することが、異物を除去しにくい状態になっている可能性の高い長期間未使用状態後の電源ＯＮ操作のタイミングで行うよりも、より効率的・効果的である。
【００９５】
また、本実施の形態では、メインスイッチ４３による電源ＯＦＦ操作時について述べたが、電源ＯＮ状態での所定時間経過後に電源ＯＦＦ時と同様のカメラシステムＯＦＦ動作を実行するようにしても良い。この場合も、事前にクリーニングモードを行うようにすれば同様の効果が得られることは言うまでも無い。
【００９６】
本発明を適用することによる効果をまとめると、光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した異物を振動により除去する異物除去構造を採用する場合に、圧電素子４３０は、矩形状の光学ローパスフィルタ４１０の一辺に近接して平行に固着される構成としたので、光学ローパスフィルタ４１０を小さく設定でき、小型化を図るとともにコストを抑えることができる。また、圧電素子４３０の個数を最小限にできるので、圧電素子４３０にかかるコストを抑えることもできる。また、カメラを必要以上に大型化しなくてすむ。また、１枚の圧電素子４３０に対し単純な周期電圧を印加するだけの制御で光学部材を共振させて比較的高次の定在波振動モードを発生させるので、不快な音を発することない。また、効率よく塵埃等の異物を除去でき、低コストかつ簡単な制御及びそのための回路構成が可能になる。さらには、デジタルカメラに必要な赤外吸収フィルタや光学ローパスフィルタを振動させるので、専用の防塵フィルタ等を配設する必要がなく、撮影光束の透過率等の光学性能を低下させることもない。
【００９７】
以上、本発明を種々の実施の形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。例えば、本実施の形態ではデジタルカメラに本発明を適用した例を説明してきたが、液晶プロジェクタ等の光学装置にも本発明を適用することができる。液晶プロジェクタのように液晶等に画像を投影する光学機器においても、投影光学系の光学部材の表面に塵埃等の異物が付着した場合、異物の影が投影されてしまうため、本実施と同様の構成を取り得ることで解決されることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施の形態に係るデジタル一眼レフカメラの正面側斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るデジタル一眼レフカメラの背面側斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るデジタル一眼レフカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】撮像ユニットまわり保持構造を示すためのカメラ内部の概略構成を示す分解斜視図である。
【図５】撮像ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図６】図４におけるＡ-Ａ線断面図である。
【図７】圧電素子の詳細を説明するための図である
【図８】光学ローパスフィルタ及び圧電素子の振動形状を示す側面図である。
【図９】光学ローパスフィルタ及び圧電素子の振動形状及び光学ローパスフィルタの支持位置を説明するための図である。
【図１０】付勢部材の斜視図である。
【図１１】光学ローパスフィルタ単体時における振動形状を示す図である。
【図１２】光学ローパスフィルタの圧電素子を配置していない側の振動形状を示す側面図を表わした模式図である。
【図１３】発生応力に対する破損確率を表わす模式図である。
【図１４】光学ローパスフィルタの表面に付着した塵埃等の異物を除去する動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００９９】
１：カメラ本体、２：マウント部、４：レンズロック解除ボタン、５：ミラーボックス、６：メインミラー、７：レリーズボタン、８：メイン操作ダイヤル、９：ＬＣＤ表示パネル、１０：動作モード設定ボタン、１１：ストロボユニット、１２：シュー溝、１３：フラッシュ接点、１４：撮影モード設定ダイヤル、１５：外部端子蓋、１６：ビデオ信号出力用ジャック、１７：ＵＳＢ出力用コネクタ、１８：ファインダ接眼窓、１９：カラー液晶モニタ、２０：サブ操作ダイヤル、２１：マウント接点、２２：ペンタダハミラー、３０：サブミラー、３１：焦点検出センサユニット、３２：機械フォーカルプレーンシャッタ、３３：撮像素子、３４：クランプ／ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路、３５：ＡＧＣ回路（自動利得調整装置）、３６：Ａ／Ｄ変換器、３７：バッファメモリ、３８：メモリコントローラ、３９：メモリ、４０：外部インタフェース、４１：ファインダ内液晶表示装置、４２：電源、４３：メインスイッチ、４４：クリーニング指示操作部材、４５：測光センサ、１００：ＭＰＵ、１００ａ：ＥＥＰＲＯＭ、１０１：ミラー駆動回路、１０２：焦点検出回路、１０３：シャッタ駆動回路、１０４：映像信号処理回路、１０５：スイッチセンス回路、１０６：測光回路、１０７：ＬＣＤ駆動回路、１０８：バッテリチェック回路、１０９：時刻計測回路、１１０：電力供給回路、１１１：圧電素子駆動回路、１１２：カラー液晶駆動回路、２００ａ：撮影レンズユニット、２００：撮影レンズ、２０１：レンズ制御回路、２０２：ＡＦ駆動部、２０３：絞り駆動部、２０４：絞り、３００：本体シャーシ、４００：撮像ユニット、４１０：光学ローパスフィルタ、４２０：光学ローパスフィルタ保持部材、４３０：圧電素子、４４０：付勢部材、４５０：弾性部材、４６０：光学部材、４７０：圧電素子用フレキシブルプリント基板、５１０：撮像素子保持部材、５２０：マスク、５３０：撮像素子付勢部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置等の光学装置において光軸上に配設された光学部材の表面に付着した塵埃等の異物を除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体像を電気信号に変換して撮像するデジタルカメラ等の撮像装置では、撮影光束を撮像素子で受光し、その撮像素子から出力される光電変換信号を画像データに変換して、メモリカード等の記録媒体に記録する。撮像素子としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳセンサ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等が用いられる。
【０００３】
このような撮像装置では、撮像素子の被写体側に、光学ローパスフィルタや赤外吸収フィルタが配置されるが、これらフィルタの表面に塵埃等の異物が付着すると、その付着部分が黒い点となって撮影画像に写り込み、画像の見栄えが低下してしまう。
【０００４】
特にレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラでは、シャッタやクイックリターンミラーといった機械的な作動部が撮像素子の近傍に配置されており、それらの作動部から発生した塵埃等の異物が撮像素子やフィルタの表面に付着することがある。また、レンズ交換時に、レンズマウントの開口から塵埃等の異物がカメラ本体内に入り込み、これが付着することもある。
【０００５】
このような現象を回避するために、特許文献１や特許文献２には、撮像素子の被写体側に撮影光束を透過させる防塵幕を設け、これを圧電素子で振動させることにより、防塵幕の表面に付着した塵埃等の異物を除去する技術が提案されている。
【０００６】
具体的に、特許文献１に開示されたカメラにおいては、撮像素子とメカシャッターの間でさらにはファインダ光学系の下部に、円形乃至は多角形の防塵膜（防塵用光学部材）を配置している。そして、光学部材の周縁部に振動を与えるための加振部材を配設し、光学部材を点対称な節を有する１次の振動モードと２次の振動モードを切替え共振振動させることにより、光学部材の表面に付着した塵埃等を除去するようにしている。
【０００７】
また、特許文献２に開示されたカメラの第１の方式においては、撮像素子とメカシャッターの間でさらにはファインダ光学系の下部に、長方形の光学部材を配置している。そして、光学部材の対向する長辺に沿って一対の圧電体を貼り付け、同時に加振させて、光学部材の対向する短辺近傍に沿った節が形成されるような１次の屈曲振動をさせることにより、光学部材の表面に付着した塵埃等を除去するようにしている。
【０００８】
また、特許文献２に開示されたカメラの第２の方式では、撮像素子とメカシャッターの間でさらにはファインダ光学系の下部に、長方形の光学部材を配置している。また、光学部材の対向する長辺に沿って二対の圧電体を貼り付け、二対の圧電体の外周側と内周側とで分極配置をずらして配置している。そして、内周側と外周側とで位相をずらして周期電圧を印加して、光学部材の長手方向に進行波を発生させることにより、光学部材の表面に付着した塵埃等を移動させている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３３８９６１号公報
【特許文献２】特開２００２−２０４３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１の方式においては、一般的に長方形の撮像領域を有するカメラの撮像素子に対して、その対角線より長い径の円又は同等の大きさの正多角形の専用の防塵膜を設置する必要がある。そのため、ファインダ光学系の設計上無駄なスペースを要し、かつ光学性能が低下してしまうおそれがある。
【００１１】
特許文献２の第１の方式においては、長方形の光学部材の一対の平行な辺に沿って２枚の圧電体を貼り付けるため、比較的コスト高となってしまう。また、１次の振動モードを使用しているため、中央部と周辺部とで振幅の差が大きく、光学部材の表面の異物除去時の効果の差が生じやすい。さらに、光学部材の外形・板厚・ヤング率・密度により変化するが、１次の振動では共振周波数が低く音を発する場合もある。
【００１２】
特許文献２の第２の方式においては、二対の圧電体、すなわち４枚の圧電体を要するため、比較的コスト高となってしまう。また、位相をずらした圧電体の電極に位相をずらした周期電圧を印加して進行波を生成するため、制御そのもの、さらには制御のための回路等が複雑になったり、生産時のバラツキ等を吸収するための調整工程等が必要になったりすることもある。
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、異物除去構造を採用する場合に、光学部材の小型化を図るとともに、低コストかつ簡単な制御及びそのための回路構成を可能にし、さらには不快な音の発生を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の光学装置は、光軸上に配設された矩形状の光学部材と、前記光学部材上において四辺のうち一辺に近接して平行に貼着され、前記一辺に平行な複数の節部を有するように前記光学部材を所定の波長の波状に振動させる矩形状の振動手段とを備え、前記光学部材の前記一辺に対向する辺の側の支持位置は、当該対向する辺から前記所定の波長の１／４波長だけ内側であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光学部材の表面に付着した異物を除去する異物除去構造を採用する場合に、光学部材の小型化を図るとともに、低コストかつ簡単な制御及びそのための回路構成を可能にし、さらには不快な音の発生を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
＜カメラの構成＞
図１〜３を参照して、本発明の実施の形態に係るデジタル一眼レフカメラについて説明する。図１及び図２は、本実施の形態に係るデジタル一眼レフカメラの外観図である。図１は、カメラを前面側（被写体側）から見た斜視図であって、撮影レンズユニットを外した状態を示す。図２は、カメラを撮影者側（背面側）から見た斜視図である。
【００１７】
図１に示すように、カメラ本体１には、撮影時に撮影者が安定して握り易いように被写体側に突出したグリップ部１ａが設けられている。
【００１８】
カメラ本体１のマウント部２には、撮影レンズユニット（図１、２では不図示）が着脱可能に固定される。マウント接点２１は、カメラ本体１と撮影レンズユニットとの間で制御信号、状態信号、データ信号等の通信を可能にすると共に、撮影レンズユニット側に電力を供給する。マウント接点２１は、電気通信のみならず、光通信、音声通信等が可能なように構成してもよい。マウント部２の横には、撮影レンズユニットを取り外す際に押し込むレンズロック解除ボタン４が配置されている。
【００１９】
カメラ本体１内には、撮影レンズを通過した撮影光束が導かれるミラーボックス５が設けられており、ミラーボックス５内にメインミラー（クイックリターンミラー）６が配設されている。メインミラー６は、撮影光束をペンタダハミラー２２（図３を参照）の方向へ導くために撮影光軸に対して４５°の角度に保持される状態と、撮像素子３３（図３を参照）の方向へ導くために撮影光束から退避した位置に保持される状態とを取り得る。
【００２０】
カメラ上部のグリップ１ａ側には、撮影開始の起動スイッチとしてのレリーズボタン７と、撮影時の動作モードに応じてシャッタスピードやレンズ絞り値を設定するためのメイン操作ダイヤル８と、撮影系の上面動作モード設定ボタン１０とが配置されている。これら操作部材の操作結果の一部は、ＬＣＤ表示パネル９に表示される。レリーズボタン７は、第１ストロークでＳＷ１（図３の７ａ）がＯＮし、第２ストロークでＳＷ２（図３の７ｂ）がＯＮする構成となっている。また、上面動作モード設定ボタン１０は、レリーズボタン７の１回の押込みで連写になるか１コマのみの撮影となるかの設定や、セルフ撮影モードの設定等を行うためのものであり、ＬＣＤ表示パネル９にその設定状況が表示される。
【００２１】
カメラ上部の中央には、カメラ本体１に対してポップアップするストロボユニット１１と、フラッシュ取り付け用のシュー溝１２及びフラッシュ接点１３とが設けられている。
【００２２】
カメラ上部の右寄りには、撮影モード設定ダイヤル１４が配置されている。
【００２３】
カメラのグリップ１ａに対して反対側の側面には、開閉可能な外部端子蓋１５が設けられている。外部端子蓋１５を開けた内部には、外部インタフェースとしてビデオ信号出力用ジャック１６及びＵＳＢ出力用コネクタ１７が納められている。
【００２４】
図２に示すように、カメラ背面の上方には、ファインダ接眼窓１８が設けられている。また、カメラ背面の中央付近には、画像表示可能なカラー液晶モニタ１９が設けられている。
【００２５】
カラー液晶モニタ１９の横には、サブ操作ダイヤル２０が配置されている。サブ操作ダイヤル２０は、メイン操作ダイヤル８の機能の補助的役割を担うものである。例えばカメラのＡＥモードでは、自動露出装置により算出された適正露出値に対する露出補正量を設定するために使用される。シャッタスピード及びレンズ絞り値の各々を使用者の意志により設定するマニュアルモードでは、メイン操作ダイヤル８でシャッタスピードを設定し、サブ操作ダイヤル２０でレンズ絞り値を設定するように使用される。また、このサブ操作ダイヤル２０は、カラー液晶モニタ１９に表示される撮影済み画像の表示を選択するためにも使用される。
【００２６】
さらに、カメラ背面には、カメラの動作を起動もしくは停止するためのメインスイッチ４３と、クリーニングモードを動作させるためのクリーニング指示操作部材４４とが配置されている。クリーニング指示操作部材４４は、詳しくは後述するが、光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した塵埃等の異物をふるい落とす動作を指示するためのものである。なお、クリーニングモードは、クリーニング指示操作部材４４を用いて任意に動作させることもできるし、メインスイッチ４３をＯＮした際、或いはＯＦＦした際、或いはその両方のタイミングで自動で動作させることもできる。
【００２７】
図３は、本実施の形態に係るデジタル一眼レフカメラの主要な電気的構成を示すブロック図である。なお、図１、２と共通する部分には同一の符号を付す。カメラ本体１に内蔵されたマイクロコンピュータからなる中央処理装置（以下、「ＭＰＵ」と称する）１００は、カメラの動作制御を司るものであり、各要素に対して様々な処理や指示を実行する。ＭＰＵ１００に内蔵されたＥＥＰＲＯＭ１００ａは、時刻計測回路１０９の計時情報やその他の情報を記憶することができる。
【００２８】
ＭＰＵ１００には、ミラー駆動回路１０１、焦点検出回路１０２、シャッタ駆動回路１０３、映像信号処理回路１０４、スイッチセンス回路１０５、測光回路１０６が接続されている。また、ＬＣＤ駆動回路１０７、バッテリチェック回路１０８、時刻計測回路１０９、電力供給回路１１０、圧電素子駆動回路１１１が接続されている。これらの回路は、ＭＰＵ１００の制御により動作するものである。
【００２９】
ＭＰＵ１００は、撮影レンズユニット２００ａ内のレンズ制御回路２０１とマウント接点２１を介して通信を行う。マウント接点２１は、撮影レンズユニット２００ａが接続されるとＭＰＵ１００へ信号を送信する機能も有する。これにより、レンズ制御回路２０１は、ＭＰＵ１００との間で通信を行い、ＡＦ駆動回路２０２及び絞り駆動回路２０３を介して撮影レンズユニット２００ａ内の撮影レンズ２００及び絞り２０４の駆動を行う。なお、図３では便宜上１枚の撮影レンズ２００のみを図示しているが、実際は多数のレンズ群によって構成される。
【００３０】
ＡＦ駆動回路２０２は、例えばステッピングモータによって構成され、レンズ制御回路２０１の制御により撮影レンズ２００内のフォーカスレンズ位置を変化させ、撮像素子３３に撮影光束の焦点を合わせるように調整する。絞り駆動回路２０３は、例えばオートアイリス等によって構成され、レンズ制御回路２０１の制御により絞り２０４を変化させ、光学的な絞り値を得る。
【００３１】
メインミラー６は、図３に示す撮影光軸に対して４５°の角度に保持された状態で、撮影レンズ２００を通過する撮影光束をペンタダハミラー２２へ導くと共に、その一部を透過させてサブミラー３０へ導く。サブミラー３０は、メインミラー６を透過した撮影光束を焦点検出センサユニット３１へ導く。
【００３２】
ミラー駆動回路１０１は、例えばＤＣモータとギヤトレイン等によって構成され、メインミラー６を、ファインダにより被写体像を観察可能とする位置と、撮影光束から待避する位置とに駆動する。メインミラー６が駆動すると、同時にサブミラー３０も、焦点検出センサユニット３１へ撮影光束を導く位置と、撮影光束から待避する位置とに移動する。
【００３３】
焦点検出センサユニット３１は、不図示の結像面近傍に配置されたフィールドレンズ、反射ミラー、２次結像レンズ、絞り、複数のＣＣＤからなるラインセンサ等によって構成され、位相差方式の焦点検出を行う。焦点検出センサユニット３１から出力される信号は、焦点検出回路１０２へ供給され、被写体像信号に換算された後、ＭＰＵ１００に送信される。ＭＰＵ１００は、被写体像信号に基づいて位相差検出法による焦点検出演算を行う。そして、デフォーカス量及びデフォーカス方向を求め、これに基づいて、レンズ制御回路２０１及びＡＦ駆動回路２０２を介して撮影レンズ２００内のフォーカスレンズを合焦位置まで駆動する。
【００３４】
ペンタダハミラー２２は、メインミラー６により反射された撮影光束を正立正像に変換反射する。撮影者はファインダ光学系を介してファインダ接眼窓１８から被写体像を観察することができる。ペンタダハミラー２２は、撮影光束の一部を測光センサ２３へも導く。測光回路１０６は、測光センサ２３の出力を得て、観察面上の各エリアの輝度信号に変換し、ＭＰＵ１００に出力する。ＭＰＵ１００は、輝度信号に基づいて露出値を算出する。
【００３５】
シャッタユニット（機械フォーカルプレーンシャッタ）３２は、撮影者がファインダにより被写体像を観察している時には、シャッタ先幕が遮光位置にあると共に、シャッタ後幕が露光位置にある。次いで、撮影時には、シャッタ先幕が遮光位置から露光位置へ移動する露光走行を行って被写体からの光を通過させ、撮像素子３３で撮像を行う。所望のシャッタ秒時の経過後、シャッタ後幕が露光位置から遮光位置へ移動する遮光走行を行って撮影を完了する。機械フォーカルプレーンシャッタ３２は、ＭＰＵ１００の指令を受けたシャッタ駆動回路１０３により制御される。
【００３６】
撮像ユニット４００は、光学ローパスフィルタ４１０、圧電部材である圧電素子４３０、撮像素子３３が後述する他の部品と共にユニット化されたものである。撮像素子３３は、被写体像を光電変換するものであり、本実施の形態ではＣＭＯＳセンサが用いられるが、その他にもＣＣＤ型、ＣＭＯＳ型及びＣＩＤ型等様々な形態があり、いずれの形態の撮像デバイスを採用してもよい。撮像素子３３の前方に配置された光学ローパスフィルタ４１０は、水晶からなる１枚の複屈折板であり、その形状は矩形状である。圧電素子４３０は、単板の圧電素子（ピエゾ素子）であり、ＭＰＵ１００の指示を受けた圧電素子駆動回路１１１により加振され、その振動を光学ローパスフィルタ４１０に伝えるように構成されている。
【００３７】
クランプ／ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路３４は、Ａ／Ｄ変換する前の基本的なアナログ処理を行うものであり、クランプレベルを変更することも可能である。ＡＧＣ（自動利得調整装置）３５は、Ａ／Ｄ変換する前の基本的なアナログ処理を行うものであり、ＡＧＣ基本レベルを変更することも可能である。Ａ／Ｄ変換器３６は、撮像素子３３のアナログ出力信号をデジタル信号に変換する。
【００３８】
映像信号処理回路１０４は、デジタル化された画像データに対してガンマ／ニー処理、フィルタ処理、モニタ表示用の情報合成処理等、ハードウエアによる画像処理全般を実行する。この映像信号処理回路１０４からのモニタ表示用の画像データは、カラー液晶駆動回路１１２を介してカラー液晶モニタ１９に表示される。また、映像信号処理回路１０４は、ＭＰＵ１００の指示に従って、メモリコントローラ３８を通じてバッファメモリ３７に画像データを保存することもできる。さらに、映像信号処理回路１０４は、ＪＰＥＧ等の画像データ圧縮処理を行うこともできる。連写撮影等、連続して撮影が行われる場合は、一旦バッファメモリ３７に画像データを格納し、メモリコントローラ３８を通して未処理の画像データを順次読み出すこともできる。これにより、映像信号処理回路１０４は、Ａ／Ｄ変換器３６から入力されてくる画像データの速度に関わらず、画像処理や圧縮処理を順次行うことができる。
【００３９】
メモリコントローラ３８は、外部インタフェース４０から入力される画像データをメモリ３９に記憶し、メモリ３９に記憶されている画像データを外部インタフェース４０から出力する機能を有する。なお、外部インタフェース４０は、図１におけるビデオ信号出力用ジャック１６及びＵＳＢ出力用コネクタ１７が相当する。メモリ３９としては、カメラ本体に着脱可能なフラッシュメモリ等が用いられる。
【００４０】
スイッチセンス回路１０５は、各スイッチの操作状態に応じて入力信号をＭＰＵ１００に送信する。スイッチＳＷ１（７ａ）は、レリーズボタン７の第１ストローク（半押し）によりＯＮする。スイッチＳＷ２（７ｂ）は、レリーズボタン７の第２ストローク（全押し）によりＯＮする。スイッチＳＷ２（７ｂ）がＯＮされると、撮影開始の指示がＭＰＵ１００に送信される。また、メイン操作ダイヤル８、サブ操作ダイヤル２０、撮影モード設定ダイヤル１４、メインスイッチ４３、クリーニング指示操作部材４４が接続されている。
【００４１】
ＬＣＤ駆動回路１０７は、ＭＰＵ１００の指示に従って、ＬＣＤ表示パネル９やファインダ内液晶表示装置４１を駆動する。
【００４２】
バッテリチェック回路１０８は、ＭＰＵ１００の指示に従って、バッテリチェックを行い、その検出結果をＭＰＵ１００に送信する。電源４２は、カメラの各要素に対して電源を供給する。
【００４３】
時刻計測回路１０９は、メインスイッチ４３がＯＦＦされて次にＯＮされるまでの時間や日付を計測し、ＭＰＵ１００からの指示に従って、計測結果をＭＰＵ１００に送信する。
【００４４】
＜異物除去構造＞
次に、図４〜７を参照して、本実施の形態における光学ローパスフィルタ４１０を加振する異物除去構造について説明する。図４は、撮像ユニット４００まわり保持構造を示すためのカメラ内部の概略構成を示す分解斜視図である。図５は、撮像ユニット４００の構成を示す分解斜視図である。
【００４５】
図４に示すように、カメラ本体の骨格となる本体シャーシ３００の被写体側には、被写体側から順に、ミラーボックス５、シャッタユニット３２が配設される。また、本体シャーシ３００の撮影者側には、撮像ユニット４００が配設される。撮像ユニット４００は、撮影レンズユニットが取り付けられる基準となるマウント部２の取付面に撮像素子３３の撮像面が所定の距離を空けてかつ平行になるように調整されて固定される。
【００４６】
図５に示すように、光学ローパスフィルタ４１０は、水晶からなる１枚の複屈折板であり、その形状は矩形状である。この光学ローパスフィルタ４１０が本発明でいう光軸上に配設された光学部材に相当するものである。光学ローパスフィルタ４１０は、撮影有効領域４１０ａの一側方に圧電素子４３０を配置する周縁部４１０ｂを有しており、撮影光軸中心に対して直交する方向（カメラ左右方向）は非対称である。このようにした光学ローパスフィルタ４１０の表面には、光学的なコーティングが施されている。
【００４７】
圧電素子４３０は、単板の矩形の短冊形状を呈し、光学ローパスフィルタ４１０の周縁部４１０ｂにおいて、圧電素子４３０の長辺が光学ローパスフィルタ４１０の短辺（側辺）に平行になるように配置されて接着保持される（貼着される）。この圧電素子４３０が本発明でいう光学部材を振動させる矩形状の振動手段に相当するものである。すなわち、圧電素子４３０は、光学ローパスフィルタ４１０上において四辺のうち一辺に近接して平行に貼着され、一辺に平行な複数の節部を有するように光学ローパスフィルタ４１０を波状に振動させる。
【００４８】
４２０は樹脂製又は金属製の光学ローパスフィルタ保持部材であり、光学ローパスフィルタ４１０を保持し、撮像素子保持部材５１０にビス固定される。
【００４９】
４７０は圧電素子４３０に電圧を印加するための圧電素子用フレキシブルプリント基板であり、圧電素子４３０に接着固定される。圧電素子４３０は、電圧の印加により光軸と直交する方向に主として伸縮振動し、光学ローパスフィルタ４１０を共振（振動）させる。これにより、光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した異物をふるい落とすことができる。
【００５０】
４４０は付勢部材であり、光学ローパスフィルタ４１０の撮影有効領域４１０ａ外の４ヶ所において当接して光軸方向に付勢し（図９及び図１０を参照）、光学ローパスフィルタ保持部材４２０に係止される。付勢部材４４０は接地されており、付勢部材４４０と接する光学ローパスフィルタ４１０の表面（光学的なコーティングが施された面）も接地される。これにより、光学ローパスフィルタ４１０の表面への塵埃等の静電気的な付着を抑制することができる。
【００５１】
４５０は断面が略円形の枠状の弾性部材であり、光学ローパスフィルタ４１０と光学ローパスフィルタ保持部材４２０とで挟まれて密着保持される。この密着力は、付勢部材４４０の光軸方向への付勢力により決定される。なお、弾性部材４５０はゴムでもよいし、弾性体であれば、ポロンやプラスチック等の高分子重合体を用いてもよい。
【００５２】
４６０は位相板（偏光解消板）と赤外カットフィルタと光学ローパスフィルタ４１０に対して屈折方向が９０°異なる複屈折板とを貼り合わせた光学部材であり、光学ローパスフィルタ保持部材４２０に接着固定される。
【００５３】
５１０は板状の撮像素子保持部材であり、矩形の開口部を有し、その開口部に撮像素子３３を露出させるように撮像素子３３が固着する。撮像素子保持部材５１０の周囲には、ミラーボックス５に３ヵ所でビス固定するための腕部が設けられている。
【００５４】
５２０は撮像素子３３に撮影光路外からの余計な光が入射することを防ぐためのマスクであり、光学ローパスフィルタ保持部材４２０と撮像素子３３とで挟まれて密着保持される。
【００５５】
５３０は左右一対の板バネ状の撮像素子付勢部材であり、撮像素子保持部材５１０にビス固定され、撮像素子３３を撮像素子保持部材５１０に押し付ける。
【００５６】
以上の構成をとることにより、光学ローパスフィルタ４１０は、付勢部材４４０と弾性部材４５０とで挟み込まれて振動自在に支持される。詳しくは後述するが、光学ローパスフィルタ４１０の支持位置（支持部位）は、光学ローパスフィルタ４１０の振動の節部近傍であることが望ましい。なお、節部とは振幅がほぼ零となる位置のことをいう。
【００５７】
図６は、図４におけるＡ-Ａ線断面図である。ただし、撮像素子保持部材５１０は省略してある。マスク５２０の撮影者側の面は撮像素子３３と当接し、被写体側の面は光学ローパスフィルタ保持部材４２０と当接する。マスク５２０の撮影者側及び被写体側にはそれぞれ両面テープが固着されており、光学ローパスフィルタ保持部材４２０はマスク５２０の両面テープにより撮像素子３３に密閉固定保持される。また、光学部材４６０は光学ローパスフィルタ保持部材４２０の所定の保持部に外周接着されて保持される。これにより、光学ローパスフィルタ保持部材４２０と撮像素子３３とマスク５２０と光学部材４６０とにより囲まれる空間は封止され、塵埃等の異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成される。
【００５８】
一方、弾性部材４５０の撮影者側の面は光学ローパスフィルタ保持部材４２０と当接し、被写体側の面は光学ローパスフィルタ４１０と当接する。光学ローパスフィルタ４１０は付勢部材４４０の弾性により撮像素子３３側へと付勢されているので、弾性部材４５０は変形し、光学ローパスフィルタ４１０及び光学ローパスフィルタ保持部材４２０に対して隙間無く密着する。これにより、光学ローパスフィルタ４１０と光学ローパスフィルタ保持部材４２０と弾性部材４５０と光学部材４６０とにより囲まれる空間は封止され、塵埃等の異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成される。
【００５９】
図７は、圧電素子４３０の詳細を説明するための図である。図７に示すように、圧電素子４３０のＢ面は、光学ローパスフィルタ４１０に定在波振動を励起するための＋相と、Ｇ相とに分割されている。また、圧電素子４３０のＣ面は、不図示の導電材等により電気的に接続されてＢ面のＧ相と同電位に保たれている。Ｂ面には圧電素子用フレキシブルプリント基板４７０が接着等により固着され、＋相、Ｇ相にそれぞれ所定の電圧を独立して印加できるようになっている。Ｃ面が光学ローパスフィルタ４１０に接着等により固着され、圧電素子４３０と光学ローパスフィルタ４１０とが一体的に運動するように構成されている。
【００６０】
＜振動の様子＞
次に、図８を参照して、光学ローパスフィルタ４１０の異物を除去する動作としての振動の様子について説明する。図８は、撮像ユニット４００のうち光学ローパスフィルタ４１０及びこれに一体に設けられる圧電素子４３０のみを取り出して示した側面図である。図８は、圧電素子４３０に駆動電圧を印加した際の光学ローパスフィルタ４１０及び圧電素子４３０の状態変化（振動形状）を表わしている。
【００６１】
圧電素子用フレキシブルプリント基板４７０を通じて圧電素子４３０の＋相に正の電圧を印加し、Ｇ相をグランド（０［Ｖ］）としたとき、圧電素子４３０の＋相は面直方向に縮み、面内方向に伸びる。したがって、圧電素子４３０と接合された光学ローパスフィルタ４１０は、接合面を面方向に拡大する力を圧電素子４３０から受け、圧電素子４３０との接合面側が凸になるような変形をする。すなわち、＋相に正の電圧が印加されると、光学ローパスフィルタ４１０には図８の実線で示すような屈曲変形が生じる。同様に＋相に印加する電圧を負とすれば、圧電素子４３０は上述と伸縮逆向きの変形を生じ、光学ローパスフィルタ４１０には図８の破線に示すような屈曲変形が生じる。
【００６２】
したがって、Ｇ相の電位をグランドに保ったまま、＋相に印加する電圧を周期的に正負に切り替えると、光学ローパスフィルタ４１０の凸凹が周期的に切り替わるような定在波振動が生じる。この周期的な電圧の周波数は、光学ローパスフィルタ４１０の固有モードの共振周波数近傍とすることで、小さな印加電圧でも大きな振幅を得ることができ、効率がよい。また、光学ローパスフィルタ４１０の共振周波数は複数存在し、各々の共振周波数で電圧を印加すると各々異なる次数の振動モードで振動させることができる。
【００６３】
ここで、図８に示すように、定在波振動では振動の節部（ｄ１、ｄ２、・・・、Ｄ１、Ｄ２、・・・）と腹部とが交互に生じる。振動の節部とは振幅がほぼ零となる位置であり、振動の腹部とは隣り合う節部間において振幅が最大となる位置である。光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した塵埃等をふるい落とすには、付着力以上の力、つまり加速度を塵埃等に加えなければならない。ところが、振動の節部では振幅がほぼ零であることから加速度もほぼ零であり、付着力に抗して塵埃等をふるい落とすことができない。そのため、１つの振動モードだけで光学ローパスフィルタ４１０を振動させると、振動の節部上に塵埃等が残ってしまう。
【００６４】
それを改善するため、ある振動モードで光学ローパスフィルタ４１０を振動させた後、もう１つ別の振動モードで光学ローパスフィルタ４１０を振動させる。これにより、最初の振動モードで残った塵埃等を、その後の別の振動モードで除去することができる。この場合に、ある振動モードでの節部ともう１つ別の振動モードでの節部とが重なってしまうと、その重なった節部の塵埃等が除去できないため、節部は重ならないようにしなければならない。したがって、使用する振動モードの組合せは偶数節（奇数次）及び奇数節（偶数次）であることが望ましい。本実施の形態では、７次振動モード（８節）及び８次振動モード（９節）を組み合わせて使用している。
【００６５】
なお、光学ローパスフィルタ４１０の共振周波数は、光学ローパスフィルタ４１０の形状、板厚、材質等により異なるが、不快な音の発生を抑えるべく、可聴域外となるような共振周波数を選ぶことが好ましい。
【００６６】
本実施の形態では７次振動モード及び８次振動モードで振動を発生させる例を説明したが、これに限らず、他の次数の振動モードで振動を発生させるようにしても良いし、３種類以上の振動モードを用いても良い。
【００６７】
＜光学ローパスフィルタ４１０の支持構成＞
図９は、光学ローパスフィルタ４１０及び圧電素子４３０の振動形状及び光学ローパスフィルタ４１０の支持位置を説明するための図である。なお、本実施の形態では７次振動モード及び８次振動モードで振動を発生させるが、図９では８次振動モードでの振動形状を表わしている。振動は、圧電素子４３０の長辺に略平行に発生する。
【００６８】
図９（ｂ）に示すように、光学ローパスフィルタ４１０は、付勢部材４４０と弾性部材４５０とで挟み込まれる（サンドイッチされる）ように支持されている。
【００６９】
ここで、図１０を用いて付勢部材４４０の形状について説明する。図１０は、付勢部材４４０の斜視図である。付勢部材４４０は、薄板のステンレス材を打ち抜き、折り曲げて成形されるものであり、全体で板バネとしての性質を有する。そして、光学ローパスフィルタ４１０の表面に対し、４箇所で当接するように接触点４４０ａがそれぞれ窪ませて形成され、爪部４４０ｃで光学ローパスフィルタ保持部材４２０に係止されることで、光学ローパスフィルタ４１０を撮像素子３３側へ付勢する。つまり、付勢部材４４０は、４箇所の接触点４４０ａのみで光学ローパスフィルタ４１０を被写体側から支えていることになる。なお、４４０ｂは、光学ローパスフィルタ４１０の表面をグランドに接続するための接地部である。
【００７０】
図９に説明を戻し、図９（ａ）に示すように、光学ローパスフィルタ４１０は、付勢部材４４０とは撮影有効領域４１０ａ外の４ヶ所の接触点４４０ａにおいて当接し、弾性部材４５０とは撮影有効領域４１０ａ外において矩形状に密着当接する。
【００７１】
一般的に、振動している物体に物が当接すると振動が減衰してしまうが、振幅がほぼ零である振動の節部に物が当接する場合は、振動の減衰は緩和される。そこで、付勢部材４４０が光学ローパスフィルタ４１０に当接する４ヶ所（接触点４４０ａ）、及び、弾性部材４５０が光学ローパスフィルタ４１０に当接する矩形状部分のうち節部と平行な二辺は、振動の節部（図示例では節部Ｄ２、Ｄ９）近傍に配設される。節部だけでなく、節部近傍も振幅が小さいことから、光学ローパスフィルタ４１０の振動の減衰は緩和される。これにより、光学ローパスフィルタ４１０の異物除去能力を落とさずに、光学ローパスフィルタ４１０を支持することができる。
【００７２】
また、本実施の形態のように、略矩形の光学ローパスフィルタ４１０の一辺（短辺）に平行な方向にのみ節部を発生させる振動モードにおいて、この節部の発生箇所は非常に明解である。図１１は、光学ローパスフィルタ４１０単体時における振動形状を表わしており、特に８次振動モードでの振動形状を表わしている。図１１（ａ）の点線部は、振動の節部を表わしている。
【００７３】
図１１に示すように、光学ローパスフィルタ４１０の振動の節部は、光学ローパスフィルタ４１０の両短辺（節部に対して平行な二辺）から１／４波長だけ内側にそれぞれ発生し、さらにその内側には１／２波長ごとに発生する。なお、波長とは、隣り合う同位相の腹部の間隔（波の山から次の山（又は谷から次の谷）までの水平距離）のことであり、図１１に示す距離λである。よって、光学ローパスフィルタ４１０を支持する位置（箇所）は、圧電素子４３０を配置している側（加振側）においては圧電素子貼着位置から撮影光軸側で圧電素子４３０に最も近い節部（図９の節部Ｄ２）であることが望ましい。また、圧電素子４３０を配置していない側（自由端側）においては端から１／４波長だけ内側の節部（図９の節部Ｄ９）であることが望ましい。この場合、上述の節部近傍とは、１／８波長から３／８波長の範囲であることが実験的に確認されており、この範囲で支持すれば、光学ローパスフィルタ４１０の振動の減衰は緩和され、異物除去能力は阻害されない。
【００７４】
特に圧電素子４３０を配置していない側（自由端側）の振動においては、節部以外を支持すると振幅が大きく減衰してしまい、塵埃等の除去に必要な力（加速度）を発生させることができなくなるため、節部を外すことなく支持することが非常に重要である。一方、圧電素子４３０を配置している側（加振側）の振動においては、加振源（圧電素子４３０）が近傍にあるので、節部以外を支持することによる振幅の減衰は、自由端における振幅の減衰と比較して小さい。なお、本実施の形態では、７次振動モード及び８次振動モードを組み合わせているが、いずれの振動モードの節部を支持するかについては後述する。
【００７５】
以上の構成をとることにより、光学ローパスフィルタ４１０の外形を小さくすることができ、小型化を図るとともに、コストを抑えることができる。また、節部の発生箇所が明解であるので、光学ローパスフィルタ４１０の外形寸法と発生させたい振動の次数を決定すれば、振動の節部がどこに発生するかを簡単に計算することができる。例えば、長さ５０．０ｍｍの矩形部材に９次振動モードで振動を発生させるとするならば、発生する節部の位置は両端から２．５ｍｍ、その内側は５．０ｍｍ間隔となる。このように、光学ローパスフィルタ４１０の支持位置を容易に特定することができ、支持部品の設計を簡単に行うことができる。
【００７６】
また、図９に示すように、圧電素子４３０の接着固定位置は、光学ローパスフィルタ４１０に発生させる振動モードでの振動の腹部を含む、すなわち、節部間の中心線上に重なるように固着されるのが望ましい。さらに、圧電素子４３０の短辺方向（振動の節部に対して直交する方向）の長さ（幅）は、発生させる振動モードでの波長λの１／２以下であることが望ましい。圧電素子４３０の電圧印加により伸縮する部分と、光学ローパスフィルタ４１０の振動の腹部とを合致させて接着することで、光学ローパスフィルタ４１０の定在波振動（固有振動）を阻害することなく、小さな印加電圧で大きな振幅を効率良く発生させることができるからである。
【００７７】
また、本実施の形態のように、複数の振動モードを使用する際は、波長が最も長い振動モードでの波長を基準とする。そして、圧電素子４３０の短辺方向（振動の節部に対して直交する方向）の長さ（幅）は基準波長の１／２以下とし、使用する全ての振動モードの腹部を含むように圧電素子４３０を配置する。本実施の形態では、圧電素子４３０の短辺方向の長さは７次振動モードの波長の１／２以下であり、７次振動モードの腹部及び８次振動モードの腹部の両方を含むように圧電素子４３０が配置されている。すなわち、圧電素子４３０は、７次振動モード及び８次振動モードいずれの節部間の中心線上にも重なるように固着されている。
【００７８】
＜複数の振動モードを組み合わせる場合の光学ローパスフィルタの支持位置＞
上述したように、光学ローパスフィルタ４１０の支持位置は、圧電素子４３０を配置している側においては圧電素子貼着位置から撮影光軸側で圧電素子４３０に最も近い節部であることが望ましい。また、圧電素子４３０を配置していない側においては端から１／４波長内側の節部であることが望ましい。
【００７９】
ここで、複数の振動モードを有する場合の光学ローパスフィルタ支持位置について説明する。図１２は、７次振動モード及び８次振動モードの２つの振動モードを有する場合の、光学ローパスフィルタ４１０の圧電素子４３０を配置していない側（自由端側）の振動形状を示す側面図を表わした模式図である。図１２に示すように、２つの振動モードの節部（ｄ６、ｄ７、ｄ８、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９）が重なって存在することはない。また、７次振動モードでの振幅（Ｘ）と８次振動モードでの振幅（Ｙ）とは異なっており、Ｘ＞Ｙとなっている。既述したように、光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した塵埃等をふるい落とすには、付着力以上の力、つまり加速度を塵埃等に加えればよい。そこで、振幅の小さな８次振動モードを基準に考え、塵埃等の除去に必要な加速度が発生するように印加電圧を決定する。
【００８０】
その際、８次振動モードよりも振幅の大きな７次振動モードにおいて、振幅が大きいことにより発生応力が大きくなり、光学ローパスフィルタ４１０の破損確率が高まり、場合によっては破壊が起こりうるおそれがある。ここで、破損確率に関して、一般的にワイブル分布を用いて議論すればよい。図１３はその模式図であり、横軸は発生応力σを、縦軸は破損確率Ｆを各々対数で表わしている。図１３は、数多くのサンプルを用いた撓み強度試験を行って得られるものである。図１３から分かるように、発生応力σが大きくなるに従って破損確率Ｆは高まっていく。ある破損確率ｐ以下で使用するには、光学ローパスフィルタ４１０に発生する応力をσｐ以下にしなければならない（図中斜線部内）。なお、破損確率ｐは、撮像ユニット４００の生産数量を考慮して決定されるものである。
【００８１】
そこで、図１２に示すように、光学ローパスフィルタ４１０の支持位置を８次振動モードの節部上（図１２中の節部Ｄ９）にする。ここで節部上とは節部近傍も含み、実際には１／８波長から３／８波長の範囲で光学ローパスフィルタ４１０の自由端から内側を支持すればよい。つまり、７次振動モードの節部から外れた位置を支持することで振幅を減衰させることができる。一方、８次振動モードの節部を支持することで、振幅の減衰を抑え、塵埃等をふるい落とすための能力を落とさずに済む。なお、光学ローパスフィルタ４１０を支持することによる７次振動モードの振幅の減衰により、塵埃等をふるい落とす能力が８次振動モードにおける能力を下回ることのないように、８次振動モードの節部近傍において支持位置を調節する必要がある。よって、場合によっては、７次振動モードの節部と８次振動モードの節部との間で、８次振動モードの節部に近い場所を支持するようにしてもよい。こうすることで、光学ローパスフィルタ４１０の７次振動モードにおける振幅を減衰させ、発生応力をσｐ以下にすることができ、光学ローパスフィルタ４１０の振動による破壊を防止することができる。
【００８２】
なお、圧電素子４３０を配置している側（加振側）においても、これまでと同様の考えが当てはまり、８次振動モードの節部を支持することが望ましい。
【００８３】
また、本実施の形態では使用する振動モードは７次振動モード及び８次振動モードの２つであるが、使用する振動モードが３つ以上の場合は、最小の振幅を発生させる振動モードの節部上、もしくは節部近傍を支持するようにする。これにより、塵埃等をふるい落とす能力を落とすことなく、光学ローパスフィルタの破壊を防止することができる。
【００８４】
以上説明してきたように、撮像装置に備わる、撮像に必要な光学機能を有する矩形の光学ローパスフィルタ４１０を振動させて塵埃等の異物を除去するので、撮影光束の透過率等の光学性能を低下させるおそれがない。また、撮影に必要な矩形形状の有効光束と略同一形状の矩形の光学ローパスフィルタ４１０を振動させればよいので、効率的なレイアウトが可能となる。さらに、光学ローパスフィルタ４１０を振動を阻害しない位置で支持することにより、効率の良い駆動を行わせることができ、撮像装置の大型化を防ぐことが可能となる。
【００８５】
なお、本発明でいう光学部材は光学ローパスフィルタ４１０に限定されるものではない。例えば、本実施の形態では水晶複屈折板に定在波振動を励起する構成としたが、複屈折板の材質は水晶ではなくニオブ酸リチウムを用いてもよい。また、複屈折板と位相板と赤外吸収フィルタの貼り合わせによって構成される光学ローパスフィルタや赤外吸収フィルタ単体に定在波振動を励起する構成にしても良い。また、複屈折板の前に配置したガラス板単体に定在波振動を励起する構成にしても良い。
【００８６】
＜異物除去動作＞
次に、図１４を参照して、光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した塵埃等の異物を除去する動作について説明する。ステップＳ１で、メインスイッチ４３にて電源がＯＮされたか否かを判定する。電源がＯＮされると、ステップ２で、カメラシステムを起動させるための処理を行い、電力供給回路１１０を制御して各回路へ電力を供給し、システムを初期設定し、カメラとして撮影動作可能にするためのカメラシステムＯＮ動作を行う。
【００８７】
次に、ステップ３で、撮影者によりクリーニング指示操作部材４４が操作されたか否かを判定し、操作されている場合はステップ４に進み、操作されていない場合はステップ５へ進む。なお、本実施の形態ではクリーニング指示操作部材４４を設けたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、クリーニングモードへの移行を指示するための操作部材は、機械的なボタンに限らず、カラー液晶モニタ１９に表示されたメニューから、カーソルキーや指示ボタン等を用いて指示するものであっても良い。
【００８８】
ステップ４では、クリーニングモード開始の指令を受けて、カメラ本体１をクリーニングモードの状態に移行させる。まず電力供給回路１１０は、クリーニングモードに必要な電力をカメラ本体１の各部へ供給する。また、これに並行して電源４２の電池残量を検出して、その結果をＭＰＵ１００へ送信する。ＭＰＵ１００は、クリーニングモード開始の信号を受け取ると、圧電素子駆動回路１１１に駆動信号を送る。圧電素子駆動回路１１１は、ＭＰＵ１００より駆動信号を受け取ると、光学ローパスフィルタ４１０の定在波振動を励起する周期電圧を生成し、圧電素子４３０に印加する。周期電圧は定在波振動を励起する周波数を含むある一定の範囲の周波数内で順次変化させるものである。圧電素子４３０は、印加される電圧に応じて伸縮し、光学ローパスフィルタ４１０に定在波振動を発生させる。クリーニングモードが終了するとステップ５に進む。
【００８９】
ステップ５で、スイッチＳＷ１（７ａ）、スイッチＳＷ２（７ｂ）、メイン操作ダイヤル８、サブ操作ダイヤル２０、撮影モード設定ダイヤル１４、他のスイッチ等の信号を受け、カメラ動作を行う。カメラ動作は、一般的に知られるカメラの撮影・設定等を行うモードで、ここでは詳細な説明は省略する。
【００９０】
次に、ステップ６で、カメラが待機状態においてメインスイッチ４３にて電源がＯＦＦされたか否かを判定し、ＯＦＦされるとステップ７に進み、ＯＦＦされていなければステップ３に戻る。
【００９１】
ステップ７では、ステップ４と同様のクリーニングモードを実行後、ステップ８に進む。ここで、ステップ７におけるクリーニングモードでは、カメラの消費電力、動作時間等を考慮して、圧電素子４３０の駆動周波数、駆動時間、制御法等のパラメータをステップ４と異ならしめても良いことは言うまでも無い。
【００９２】
ステップ８では、ＭＰＵ１００の制御により各回路を終了させるための制御を行い、必要な情報等をＥＥＰＲＯＭ１００ａに格納し、電力供給回路１１０を制御して各回路への電源供給を遮断する電源ＯＦＦ動作を行う。
【００９３】
以上述べたように、撮影者が意図した任意のタイミングだけではなく、電源をＯＦＦするとクリーニングモードが実行される。すなわち、光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した異物を除去する動作を行ってから、カメラシステムＯＦＦ動作を行うようにしている。
【００９４】
ここで、光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した異物には様々なものが存在するが、一般的に異物が付着した状態で長期間放置すると、クリーニングモードで振動をかけても除去しにくいことが実験的に解明した。これは、環境（温度や湿度）の変化で結露することにより液架橋力等の付着力が増大したり、環境の変化で塵埃が膨潤、乾燥を繰り返すことにより粘着したりすることによるものと考えられる。また、ゴム等の弾性材では、自身に含まれる油脂等が時間と共にブリードして粘着する。そのため、長期間未使用状態となる可能性が高い電源ＯＦＦ操作のタイミングでクリーニングモードを実行することが、異物を除去しにくい状態になっている可能性の高い長期間未使用状態後の電源ＯＮ操作のタイミングで行うよりも、より効率的・効果的である。
【００９５】
また、本実施の形態では、メインスイッチ４３による電源ＯＦＦ操作時について述べたが、電源ＯＮ状態での所定時間経過後に電源ＯＦＦ時と同様のカメラシステムＯＦＦ動作を実行するようにしても良い。この場合も、事前にクリーニングモードを行うようにすれば同様の効果が得られることは言うまでも無い。
【００９６】
本発明を適用することによる効果をまとめると、光学ローパスフィルタ４１０の表面に付着した異物を振動により除去する異物除去構造を採用する場合に、圧電素子４３０は、矩形状の光学ローパスフィルタ４１０の一辺に近接して平行に固着される構成としたので、光学ローパスフィルタ４１０を小さく設定でき、小型化を図るとともにコストを抑えることができる。また、圧電素子４３０の個数を最小限にできるので、圧電素子４３０にかかるコストを抑えることもできる。また、カメラを必要以上に大型化しなくてすむ。また、１枚の圧電素子４３０に対し単純な周期電圧を印加するだけの制御で光学部材を共振させて比較的高次の定在波振動モードを発生させるので、不快な音を発することない。また、効率よく塵埃等の異物を除去でき、低コストかつ簡単な制御及びそのための回路構成が可能になる。さらには、デジタルカメラに必要な赤外吸収フィルタや光学ローパスフィルタを振動させるので、専用の防塵フィルタ等を配設する必要がなく、撮影光束の透過率等の光学性能を低下させることもない。
【００９７】
以上、本発明を種々の実施の形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。例えば、本実施の形態ではデジタルカメラに本発明を適用した例を説明してきたが、液晶プロジェクタ等の光学装置にも本発明を適用することができる。液晶プロジェクタのように液晶等に画像を投影する光学機器においても、投影光学系の光学部材の表面に塵埃等の異物が付着した場合、異物の影が投影されてしまうため、本実施と同様の構成を取り得ることで解決されることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施の形態に係るデジタル一眼レフカメラの正面側斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るデジタル一眼レフカメラの背面側斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るデジタル一眼レフカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】撮像ユニットまわり保持構造を示すためのカメラ内部の概略構成を示す分解斜視図である。
【図５】撮像ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図６】図４におけるＡ-Ａ線断面図である。
【図７】圧電素子の詳細を説明するための図である
【図８】光学ローパスフィルタ及び圧電素子の振動形状を示す側面図である。
【図９】光学ローパスフィルタ及び圧電素子の振動形状及び光学ローパスフィルタの支持位置を説明するための図である。
【図１０】付勢部材の斜視図である。
【図１１】光学ローパスフィルタ単体時における振動形状を示す図である。
【図１２】光学ローパスフィルタの圧電素子を配置していない側の振動形状を示す側面図を表わした模式図である。
【図１３】発生応力に対する破損確率を表わす模式図である。
【図１４】光学ローパスフィルタの表面に付着した塵埃等の異物を除去する動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００９９】
１：カメラ本体、２：マウント部、４：レンズロック解除ボタン、５：ミラーボックス、６：メインミラー、７：レリーズボタン、８：メイン操作ダイヤル、９：ＬＣＤ表示パネル、１０：動作モード設定ボタン、１１：ストロボユニット、１２：シュー溝、１３：フラッシュ接点、１４：撮影モード設定ダイヤル、１５：外部端子蓋、１６：ビデオ信号出力用ジャック、１７：ＵＳＢ出力用コネクタ、１８：ファインダ接眼窓、１９：カラー液晶モニタ、２０：サブ操作ダイヤル、２１：マウント接点、２２：ペンタダハミラー、３０：サブミラー、３１：焦点検出センサユニット、３２：機械フォーカルプレーンシャッタ、３３：撮像素子、３４：クランプ／ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路、３５：ＡＧＣ回路（自動利得調整装置）、３６：Ａ／Ｄ変換器、３７：バッファメモリ、３８：メモリコントローラ、３９：メモリ、４０：外部インタフェース、４１：ファインダ内液晶表示装置、４２：電源、４３：メインスイッチ、４４：クリーニング指示操作部材、４５：測光センサ、１００：ＭＰＵ、１００ａ：ＥＥＰＲＯＭ、１０１：ミラー駆動回路、１０２：焦点検出回路、１０３：シャッタ駆動回路、１０４：映像信号処理回路、１０５：スイッチセンス回路、１０６：測光回路、１０７：ＬＣＤ駆動回路、１０８：バッテリチェック回路、１０９：時刻計測回路、１１０：電力供給回路、１１１：圧電素子駆動回路、１１２：カラー液晶駆動回路、２００ａ：撮影レンズユニット、２００：撮影レンズ、２０１：レンズ制御回路、２０２：ＡＦ駆動部、２０３：絞り駆動部、２０４：絞り、３００：本体シャーシ、４００：撮像ユニット、４１０：光学ローパスフィルタ、４２０：光学ローパスフィルタ保持部材、４３０：圧電素子、４４０：付勢部材、４５０：弾性部材、４６０：光学部材、４７０：圧電素子用フレキシブルプリント基板、５１０：撮像素子保持部材、５２０：マスク、５３０：撮像素子付勢部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸上に配設された矩形状の光学部材と、
前記光学部材上において四辺のうち一辺に近接して平行に貼着され、前記一辺に平行な複数の節部を有するように前記光学部材を所定の波長の波状に振動させる矩形状の振動手段とを備え、
前記光学部材の前記一辺に対向する辺の側の支持位置は、当該対向する辺から前記所定の波長の１／４波長だけ内側であることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
被写体像を光電変換する撮像素子を備え、前記撮像素子の前方に前記光学部材が配置された撮像装置であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記振動手段は矩形状の圧電部材であり、長辺が前記光学部材の一辺に平行になるように配置され、短辺の幅が前記所定の波長の１／２以下とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記振動手段は、前記節部間の中心線上に重なるように固着されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項５】
前記光学部材はフィルタであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１】
光軸上に配設された矩形状の光学部材と、
前記光学部材上において四辺のうち一辺に近接して平行に貼着され、前記一辺に平行な複数の節部を有するように前記光学部材を所定の波長の波状に振動させる矩形状の振動手段とを備え、
前記光学部材の前記一辺に対向する辺の側の支持位置は、当該対向する辺から前記所定の波長の１／４波長だけ内側であることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
被写体像を光電変換する撮像素子を備え、前記撮像素子の前方に前記光学部材が配置された撮像装置であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記振動手段は矩形状の圧電部材であり、長辺が前記光学部材の一辺に平行になるように配置され、短辺の幅が前記所定の波長の１／２以下とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記振動手段は、前記節部間の中心線上に重なるように固着されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項５】
前記光学部材はフィルタであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−３０１２７２（Ｐ２００８−３０１２７２Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４６０１９（Ｐ２００７−１４６０１９）
【出願日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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