異物清除單元和光學設備的製作方法
2023-07-04 04:38:01 1
專利名稱：異物清除單元和光學設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於清除諸如灰塵等的異物的異物清除單元和包括這一單元的光學設備。
背景技術：
在諸如數位照相機等的通過將被攝體圖像轉換成電信號來進行攝像的光學設備中，圖像傳感器接收攝像光束並且輸出光電轉換信號。然後，光學設備將輸出的光電轉換信號轉換成圖像數據。在這種情況下，將光學低通濾波器或紅外吸收濾波器配置在光學設備的圖像傳感器的被攝體側。如果諸如灰塵等的異物附著到這類濾波器的表面，則附著異物的部分可能被包括為拍攝圖像中的黑點，從而可能降低圖像的視覺質量。特別地，在具有可更換鏡頭的數字單鏡頭反光照相機中，諸如快門和快速返回鏡等的機械操作單元被配置在圖像傳感器附近。因而這些操作單元可能產生諸如灰塵等的異物，並且異物可能附著至圖像傳感器或濾波器的表面。此外，當用戶更換鏡頭時，異物可能通過鏡頭座的開口進入照相機的主體，然後可能附著至圖像傳感器或濾波器的表面。為避免這一現象，已知一種通過使用壓電元件振動被配置在圖像傳感器的被攝體側的光學濾波器來清除附著至該光學濾波器表面的異物的方法。在這一方法中，希望壓電元件使光學濾波器以諧振頻率振動以產生大的振動振幅，從而有效地清除異物。然而，光學濾波器的諧振頻率是根據光學濾波器的外形、板厚和物理屬性值所決定的。由於諸如加工精度和製造工藝等的導致差異的因素，諧振頻率相對於各濾波器而不同。日本特開2009-17461通過下面的技術解決這一問題，在該技術中，壓電元件被配置在矩形光學濾波器的一邊附近，並且與光學濾波器的該邊平行。此外，與驅動電極分開地，將檢測電極配置在壓電元件的正面，並且將檢測接地電極配置在壓電元件的背面。然後，通過在利用可能的諧振頻率運行壓電元件來振動光學濾波器的情況下監視電極電壓來搜索諧振頻率。從而清除附著至光學濾波器表面的灰塵。當光學濾波器振動時，在光學濾波器的邊緣反射振動，因而反射振動和主振動相互幹涉。振動間的這類幹涉導致振動振幅的大小不均勻或者導致在光學濾波器中生成不同於壓電元件直接生成的主振動的相位的振動相位。特別地，如果光學濾波器是矩形而不是圓形，則振動幹涉的影響進一步增大。結果，如果將振動檢測電極配置在受振動幹涉影響的部分處，則在電極電壓中產生大小的不均勻和相位偏移。振動檢測電極變得難以正確檢測主振動。如果振動檢測電極錯誤地檢測主振動，則壓電元件在目標諧振頻率和相位的範圍外振動光學濾波器，因而不能有效清除附著至光學濾波器的異物。
發明內容
根據本發明的一個方面，一種異物清除單元，包括光學構件，其被配置在光路中，呈矩形形狀，並且設置有用於使光束通過的光學有效區域；以及壓電元件，其包括壓電構件以及形成在所述壓電構件的表面上的驅動電極和傳感器電極，其中，所述壓電元件在所述光學有效區域外部沿著所述光學構件的一個邊貼著所述光學構件的表面，以及其中，所述傳感器電極以位於所述光學構件的被所述壓電兀件貼著的邊的方向上的所述光學有效區域的範圍內的方式形成在所述壓電構件的表面上。根據本發明的另一個方面，一種異物清除單元，包括 光學構件，其被配置在光路中，呈矩形形狀，並且設置有用於使光束通過的光學有效區域；以及壓電元件，其包括壓電構件以及形成在所述壓電構件的表面上的驅動電極和傳感器電極，其中，所述壓電元件在所述光學有效區域外部沿著所述光學構件的一個邊貼著所述光學構件的表面，以及其中，所述傳感器電極以位於在所述光學構件的被所述壓電元件貼著的邊的方向上生成的振動的多個波節之間的方式形成在所述壓電構件的表面上。根據本發明的又一個方面，一種光學設備，所述光學設備包括光學構件，其被配置在光路中，呈矩形形狀，並且設置有用於使光束通過的光學有效區域；以及壓電元件，其包括壓電構件以及形成在所述壓電構件的表面上的驅動電極和傳感器電極，其中，所述壓電元件在所述光學有效區域外部沿著所述光學構件的一個邊貼著所述光學構件的表面，以及其中，所述傳感器電極以位於所述光學構件的被所述壓電元件貼著的邊的方向上的所述光學有效區域的範圍內的方式形成在所述壓電構件的表面上。根據本發明的又一個方面，一種光學設備，包括光學構件，其被配置在光路中，呈矩形形狀，並且設置有用於使光束通過的光學有效區域；以及壓電元件，其包括壓電構件以及形成在所述壓電構件的表面上的驅動電極和傳感器電極，其中，所述壓電元件在所述光學有效區域外部沿著所述光學構件的一個邊貼著所述光學構件的表面，以及其中，所述傳感器電極以位於在所述光學構件的被所述壓電元件貼著的邊的方向上生成的振動的多個波節之間的方式形成在所述壓電構件的表面上。根據本發明，當壓電元件使光學構件振動時，傳感器電極可以在不受光學構件邊緣處的振動反射的影響的情況下，正確地檢測振動振幅和相位。因此可以以期望的振動更精確地振動光學構件，並且可以提高用於清除諸如附著至光學構件的表面的灰塵等的異物的效率。通過以下參考附圖對實施例的詳細說明，本發明的其它特徵和方面將顯而易見。
包含在說明書中並構成說明書的一部分的附圖，示出本發明的實施例、特徵和方面，並與說明書一起用來解釋本發明的原理。圖I是示出根據本發明實施例的數位照相機100的功能結構的框圖。圖2是示出攝像單元400的結構的分解透視圖。圖3是示出根據第一實施例在光學低通濾波器410中激勵的兩個行波的頻率和振幅之間的關係的圖。圖4A和4B示出根據第一實施例的第m階振動模式波形和第(m+1)階振動模式波形以及施加於壓電元件430a和430b的電壓。圖5示出在同時激勵兩個振動模式的行波時的光學低通濾波器410的行為。
圖6示出在同時激勵兩個振動模式的行波時的光學低通濾波器410的行為。圖I示出壓電元件430a的結構。圖8示出從圖像傳感器側觀看時壓電元件430a和430b的B面貼著光學低通濾波器410的圖像傳感器側的表面的狀態。圖9示出在以頻率f振動光學低通濾波器410時由振動檢測電路112所檢測到的檢測波形。圖10A、10B、10CU0D和IOE示出根據第一實施例的傳感器電極SF的位置的變形例。圖IlAUlB和IlC示出根據第一實施例的壓電元件的變形例。圖12是示出根據第二實施例在光學低通濾波器410中激勵的兩個駐波的頻率和振幅之間的關係的圖。圖13A和13B示出根據第二實施例的第m階振動模式波形和第(m+1)階振動模式波形以及施加於壓電元件430a和430b的電壓。圖14示出根據第二實施例從圖像傳感器側觀看時壓電元件430a和430b的B面貼著光學低通濾波器410的圖像傳感器側的表面的狀態。圖15示出根據第三實施例從圖像傳感器側觀看時壓電元件430a和430b的B面貼著光學低通濾波器410的圖像傳感器側的表面的狀態。
具體實施例方式下面將參考附圖詳細說明本發明的各種實施例、特徵和方面。可以單獨實現下述本發明的每一實施例，或者，在必要時或者在單個實施例中組合各個實施例的元件或特徵是有利的情況下，可以作為多個實施例或其特徵的組合來實現本發明的各實施例。下面將說明將本發明應用於數位照相機、即包括異物清除單元的光學設備的例子的情況。圖I是示出根據本發明第一實施例的數位照相機100的功能結構的框圖。參考圖1，微型計算機(MPU) 101、例如中央處理單元控制數位照相機100中包括的各塊。MPU 101包括EEPROM 108。MPU 101與鏡驅動電路102、焦點驅動電路103、快門驅動電路104、圖像信號處理電路105、開關傳感器電路106、測光電路107、壓電元件驅動電路111和振動檢測電路112連接。這些電路根據由MPU 101所進行的控制來工作。MPU 101經由安裝觸點21與設置在攝像鏡頭單元200中的鏡頭控制電路202通信。當攝像鏡頭單元200連接到數位照相機100時，MPU 101經由安裝觸點21接收信號，並且判斷為MPUlOl已變得可與設置在攝像鏡頭單元200中的鏡頭控制電路202通信。在接收到來自MPU 101的控制信號時，鏡頭控制電路202經由自動調焦(AF)驅動電路203和光圈驅動電路204驅動攝像鏡頭單元200中的攝像鏡頭201和光圈205。為了便於說明，圖I僅示出攝像鏡頭201的單個透鏡元件。然而，攝像鏡頭201實際上包括諸如調焦透鏡等的多個透鏡組。包括例如步進電動機的AF驅動電 路203根據鏡頭控制電路202的控制而改變攝像鏡頭201中的調焦透鏡位置，以使攝像光束聚焦於圖像傳感器33。光圈驅動電路204是諸如自動光圈等的光圈機構，並且根據鏡頭控制電路202的控制而改變光圈205的光圈量。
相對於圖I所不的攝像光軸以45°角保持的王鏡6將通過攝像鏡頭201的攝像光束引導至五稜鏡22。同時，主鏡6使攝像光束中的一部分透過並將其引導至副鏡30。然後副鏡30將透過主鏡6的該部分攝像光束引導至焦點檢測傳感器單元31。鏡驅動電路102包括例如直流(DC)電動機和齒輪傳動。鏡驅動電路102將主鏡6驅動至用戶可以通過取景器觀察被攝體圖像的位置或者主鏡6從攝像光束退避的位置。如果驅動主鏡6，則同時將副鏡30移動至將攝像光束引導至焦點檢測傳感器單元31的位置或者從攝像光束退避的位置。焦點檢測傳感器單元31包括被配置在成像面(未示出)附近的場透鏡、反射鏡、二次成像鏡頭、光圈和包括多個電荷耦合裝置(CCD)的線傳感器。焦點檢測傳感器單元31 進行相位差焦點檢測方法。將從焦點檢測傳感器單元31輸出的信號提供給焦點驅動電路103，將其轉換成被攝體圖像信號並且發送給MPUlOl。MPU 101根據使用被攝體圖像信號的相位差檢測方法進行焦點檢測操作。更具體地，MPU 101使用被攝體圖像信號計算離焦量和離焦方向。然後MPU 101根據計算出的離焦量和離焦方向，經由鏡頭控制電路202和AF驅動電路203將攝像鏡頭201中的調焦透鏡驅動至聚焦位置。五稜鏡22反射由主鏡6反射的攝像光束並且將其轉換成正立圖像。拍攝者因而可以經由取景器光學系統通過取景器目鏡窗口 18觀察被攝體圖像。此外，五稜鏡22將攝像光束的一部分引導至測光傳感器37。測光電路107接收從測光傳感器37輸出的測光值，並且將接收到的輸出轉換成與觀察平面的各區域相對應的亮度信號。然後測光電路37將轉換後的亮度信號輸出給MPU 100，並且MPU 100基於亮度信號計算曝光值。快門單元32是機械焦平面快門。當拍攝者經由取景器目鏡窗口 18觀察被攝體圖像時，第一快門幕簾處於遮光位置，並且第二快門幕簾處於曝光位置。此外，當拍攝者正在拍攝圖像時，第一快門幕簾從遮光位置行進至曝光位置，即進行曝光掃描。然後，攝像光束通過快門單元32，並且圖像傳感器33對聚焦的被攝體圖像進行光電轉換，從而進行攝像。在經過了所設置的快門速度時間之後，第二快門幕簾從曝光位置行進至遮光位置，即進行遮光掃描，從而針對一個圖像數據完成攝像。通過從MPU 101接收到了控制命令的快門驅動電路104控制快門單元32。圖像信號處理電路105對從圖像傳感器33輸出的模擬圖像信號進行模擬-數字(A/D)轉換。然後圖像信號處理電路105對所獲取的數字圖像數據進行諸如降噪和增益調整等的各種類型的圖像處理。開關傳感器電路106將通過拍攝者操作數位照相機100中包括的諸如主開關(SW)43和清潔SW 44等的用戶接口所輸入的輸入信號傳送給MPU 101。清潔SW 44是用於指示清除例如灰塵等附著至光學低通濾波器410的表面的異物所使用的用戶接口。拍攝者操作清潔SW 44，並且可以手動進行濾波器上的異物的清除。攝像單元400、即異物清除單元是將包括光學低通濾波器410、壓電元件430和圖像傳感器33的組件集成為一個單元的塊。圖像傳感器33是諸如互補金屬氧化物半導體(CMOS)傳感器或C⑶傳感器等的攝像裝置。圖像傳感器33通過對被攝體的光學圖像進行光電轉換，如上所述輸出模擬圖像信號。
壓電元件430是例如可通過接收到了來自MPU 101的控制信號的壓電元件驅動電路111振動的單板壓電裝置。然後將壓電元件430的振動傳遞給光學低通濾波器410。下面將參考圖2詳細說明通過振動光學低通濾波器410清除濾波器上的異物的攝像單元400、即異物清除單元。圖2是示出攝像單元400的結構的分解透視圖。參考圖2 ，配置在圖像傳感器33前面的光學低通濾波器410是一個由石英製成的矩形雙折射板。配置在光路中的光學低通濾波器410是矩形光學構件，並且在光學低通濾波器410中設置用於使光束通過的光學有效區域。光學低通濾波器410包括光學有效區域外部的周邊部，其中，在周邊部配置一對壓電元件430a和430b。光學低通濾波器410在相對於攝像光軸的中心垂直的方向(S卩，照相機的水平方向)上對稱。向光學低通濾波器410的表面應用諸如用於實現紅外截止和防反射的光學塗層。矩形條狀的壓電元件430a和430b均是一體形成有多個電極的單板壓電元件。沿光學低通濾波器410的兩個相對的短邊配置壓電元件430a和430b。更具體地，壓電元件430a和430b貼著光學低通濾波器410的周邊部，從而使得壓電元件430a、即第一壓電元件的長邊與光學低通濾波器410的一個短邊(即，一個邊)平行。此外，壓電元件430a和430b貼著光學低通濾波器410的周邊部，從而使得壓電元件430b、即第二壓電元件的長邊與光學低通濾波器410的另一短邊(即，另一個邊)平行。以波的形式振動光學低通濾波器410，由此生成與光學低通濾波器410的邊平行的多個波腹和波節。向壓電元件430a和430b周期性施加電壓，從而使得壓電元件430進行伸縮。隨同這一伸縮，在光學低通濾波器410中也生成周期性彎曲變形。下面將詳細說明該振動。由塑料或金屬所形成的光學低通濾波器保持構件420保持光學低通濾波器410。利用螺絲釘將光學低通濾波器保持構件420固定至圖像傳感器保持構件510。施力構件440在圖像傳感器33的方向上對光學低通濾波器410施力。將施力構件440鎖定至光學低通濾波器保持構件420。施力構件440與數位照相機100的接地電位部(即，地線)電連接。光學低通濾波器410的表面也與數位照相機100的接地電位部(S卩，地線)電連接。因此可以減少例如灰塵等異物靜電附著至光學低通濾波器410的表面。橫斷面呈近似圓形的框形彈性構件450被夾持在光學低通濾波器410和光學低通濾波器保持構件420之間。當施力構件440對光學低通濾波器410施力時，彈性構件450被緊壓在光學低通濾波器410和光學低通濾波器保持構件420之間。因此通過圖像傳感器33的方向上的施力構件440的施力決定緊壓彈性構件450的力的量。可以由橡膠或諸如泡棉(poron)等的聚氨酯泡沫製成彈性構件450。通過將相位板(即，去極化板)、紅外截止濾波器和折射方向與光學低通濾波器410的折射方向相差90°的雙折射板接合在一起形成光學構件460。接合光學構件460並將其固定至光學低通濾波器保持構件420。圖像傳感器保持構件510具有矩形開口。將圖像傳感器33牢靠地固定至圖像傳感器保持構件510，從而使得通過該矩形開口暴露圖像傳感器33。利用螺絲釘將圖像傳感器保持構件510固定至數位照相機100的主體。
以被夾持在光學低通濾波器保持構件420和圖像傳感器33之間的狀態保持掩模520，以防止過多的光從攝像光路進入圖像傳感器33。圖像傳感器施力構件530是具有一對左部和右部的板簧狀的施力構件。利用螺絲釘將圖像傳感器施力構件530固定至圖像傳感器保持構件510，並且將圖像傳感器33壓向圖像傳感器保持構件510。作為上述 結構的結果，通過被夾持在施力構件440和彈性構件450之間，以可振動的方式支持光學低通濾波器410。下面將參考圖3、4A、4B、5和6說明根據本實施例的光學低通濾波器410中生成的振動。根據本實施例，在光學低通濾波器410中生成在光學低通濾波器410的長邊方向(即，水平方向)上行進的行波。換句話說，通過偏移時間相位，在光學低通濾波器410中激勵階次相差I的兩個彎曲振動，從而使得在光學低通濾波器410中生成行波。圖3是示出根據本實施例在光學低通濾波器410中激勵的兩個振動模式的頻率和振幅之間的關係的圖。參考圖3，以f (m)表示的頻率激勵第m階振動模式中的彎曲振動，並且以f (m+1)表示的頻率激勵第(m+1)階振動模式中的彎曲振動。如果將要施加於壓電元件430a和430b的電壓的頻率f設置成f (m) < f < f (m+1)，則可以使用在第m階振動模式的彎曲振動中生成的諧振和在第(m+1)階振動模式的彎曲振動中生成的諧振兩者。如果將頻率f設置成f < f (m)，則可以使用在第m階振動模式的彎曲振動中生成的諧振。然而，由於該諧振變得遠離在第(m+1)階振動模式的彎曲振動中的諧振點，所以不能使用在第(m+1)階振動模式的彎曲振動中生成的諧振。此外，如果將頻率f設置成f (m+1) < f，則僅可使用在第(m+1)階振動模式中生成的諧振。由於根據本實施例使用在這兩個振動模式中生成的諧振，所以將頻率f設置在f (m) < f < f (m+1)的範圍內。圖4A和4B示出在m是奇數時在第m階振動模式和第(m+1)階振動模式中生成的波形以及要施加給壓電元件430a和430b的電壓。參考圖4A和4B,作為m是奇數的例子,示出m = 9的情況。圖4A示出從主鏡6側觀看時的光學低通濾波器410。壓電元件430a和430b貼著光學低通濾波器410的對著圖像傳感器33的表面。參考圖4A，在各振動模式的彎曲振動中，在光學低通濾波器410的長邊的方向上，以相等間隔出現壓電元件430的長邊方向上的多個波節。圖4B示出以實數成分和虛數成分所表示的、為了激勵各振動模式的彎曲振動而施加至壓電元件430a和430b的交流電壓的振幅和時間相位。參考圖4B，行(I)表示用於激勵第m階振動模式的彎曲振動所施加的交流電壓，並且行(2)表示用於激勵第(m+1)階振動模式的彎曲振動所施加的交流電壓。行(3)表示在將第(m+1)階振動模式的彎曲振動的時間相位偏移90°時所施加的交流電壓。通過在第m階振動模式和第(m+1)階振動模式的彎曲振動之間的振幅比為A I時的第m階振動模式的彎曲振動的振幅，對用於激勵各振動模式的彎曲振動所施加的電壓進行標準化。結果，對於這兩個振動模式的彎曲振動獲取了相同的振幅。如果在光學低通濾波器410中要同時激勵第m階振動模式和第(m+1)階振動模式的彎曲振動，則相加圖4B所示行(I)和(3)所表示的交流電壓。換句話說，向壓電元件430a和430b施加行(4)所表示的交流電壓。根據本實施例,第m階振動模式的彎曲振動對應於第一彎曲振動。此外，第(m+1)階振動模式的彎曲振動對應於時間相位與第一彎曲振動相差90°的第二彎曲振動。 下面將說明根據上述控制方法在同時激勵這兩個振動模式的彎曲振動的情況下的光學低通濾波器410的行為。根據本實施例，同時激勵第九階振動模式和第十階振動模式。圖5和6示出在通過偏移時間相位90°來同時激勵兩個振動模式的彎曲振動的情況下光學低通濾波器410在每一時間相位的行為。參考圖5和6,從左到右以數字0 360在水平軸上表示光學低通濾波器410中的位置。此外，將光學低通濾波器410的長邊方向表示為X,將短邊方向表示為Y,並且將該平面的法線方向表示為Z。參考圖5和6，波形C示出第九階振動模式的彎曲振動的波形，並且波形D示出第十階振動模式的彎曲振動的波形。此外，波形E示出組合上述兩個模式的波形。換句話說，波形E示出光學低通濾波器410的實際振幅。波形F示出光學低通濾波器410在Z方向上的加速度。附著至光學低通濾波器410表面的異物接收法線方向上的力，並且通過使光學低通濾波器410變形而使異物移動。更具體地，如果表示Z方向上的加速度的曲線是正值，則異物被推至表面外部，並且接收表示在這一時間相位的光學低通濾波器410的位移的曲線E的法線方向上的力。在圖5和6示出的表示為rn(n = 1、2、3、......)的區間，異物接收右方向(即，對
於X方向的正方向)上的力。相反，在表示為ln(n=l、2、3、……)的區間，異物接收左方
向(S卩，對於X方向的負方向)上的力。結果，異物移動至以Xn(n = 1、2、3、......)所表示
的位置。根據本實施例，隨著時間相位前進，Xn(n = 1、2、3、……)在對於X方向的正方向上移動，因而異物在對於X方向的正方向上移動。圖7示出壓電元件430a的結構或者壓電元件430a的三面圖。參考圖7，壓電元件430a包括壓電構件431、即單板壓電元件以及在壓電構件431的表面上所形成的四種類型的電極。更具體地，在壓電構件431的表面上形成驅動電極AF和AB、傳感器電極SF和接地電極SB。如圖7所示，在壓電構件431的F面(即，第一面)上形成兩個驅動電極AF和一個傳感器電極SF。換句話說，在壓電構件的F面(S卩，第一面)上形成多個驅動電極。在壓電構件431的B面(即，第二面)上形成兩個驅動電極AB和一個接地電極SB。在相互相背的面上形成兩個驅動電極AF和兩個驅動電極AB，從而將壓電構件431夾持在其間。兩個驅動電極AF和兩個驅動電極AB是用於激勵光學低通濾波器410中的振動的驅動電極。壓電元件驅動電路111、即控制電路向兩個驅動電極AF和兩個驅動電極AB交替施加電壓。因而使光學低通濾波器410振動。傳感器電極SF是檢測光學低通濾波器410的振動的振動檢測電極。在壓電構件431的F面(S卩，第一面)上的驅動電極AF之間形成傳感器電極SF。接地電極SB與數位照相機100的接地電位部(S卩，地線)電連接。在壓電構件431的B面(S卩，第二面)上的驅動電極AB之間形成接地電極SB。在相互相背的面上形成傳感器電極SF和接地電極SB，從而將壓電構件431夾持在其間。傳感器電極SF監視由傳感器電極SF生成的輸出電壓相對於與接地電壓相對應的接地電極SB如何變化，並且檢測光學低通濾波器410的振動。使用各向異性導電膜(ACF)，通過熱壓接合將驅動電極AF和AB、傳感器電極SF以及接地電極SB連接到壓電元件柔性印刷電路板(未示出)。驅動電極AF和AB經由壓電元件柔性印刷電路板上的布線圖案與壓電元件驅動電路111連接。傳感器電極SF、即振動檢測電極經由壓電元件柔性印刷電路板上的布線圖案與振動檢測電路112連接。接地電極SB經由壓電元件柔性印刷電路板上的布線圖案與數位照相機100中的接地電位部連接。如上所述配置的壓電元件430a中的壓電構件431的F面或B面因而貼著光學低通濾波器410，從而使得壓電元件430a的長邊與光學低通濾波器410的一個短邊(即，一個邊)平行。如壓電元件430a —樣配置壓電元件430b。壓電構件431的F面或B面貼著光學低通濾波器410，從而使得壓電元件430b的長邊與光學低通濾波器410的另一短邊(S卩，另一個邊)平行。下面將說明在壓電元件430a和430b貼著光學低通濾波器410時在壓電元件430a和430b各自上所形成的傳感器電極SF的位置。圖8示出從圖像傳感器側觀看時壓電元件430a和430b的B面貼著光學低通濾波器410的圖像傳感器側的表面的狀態。參考圖8，壓電元件430a貼著光學低通濾波器410，從而使得沿光學低通濾波器410的一個短邊(即，一個邊)配置壓電元件430a的長邊。壓電元件430a的長邊的長度約等於光學低通濾波器410的一個短邊(即，一個邊)的長度。此外，如圖8所示，壓電元件430b貼著光學低通濾波器410，從而使得沿光學低通濾波器410的另一短邊(即，另一個邊)配置壓電元件430b的長邊。壓電元件430b的長邊的長度約等於光學低通濾波器410的另一短邊(即，另一個邊)的長度。如上所述，以頻率f (即，f (m) < f < f(m+l))振動光學低通濾波器410以輸送異物。在這種情況下，頻率f是頻率f(m)和f(m+l)之間激勵最適於輸送異物的行波的頻率。圖8示出頻率f的行波的示意圖。圖8僅示出從圖像傳感器側觀看時的光學低通濾波器410以及壓電元件430a和430b。此外，陰影區域表示使數位照相機100的入射攝像光束通過的光學有效區域。如圖8所示，激勵在光學低通濾波器410的長邊方向上行進的行波。換句話說，激勵的行波在與光學低通濾波器410的短邊垂直的方向上行進，其中，壓電元件430a和430b貼著光學低通濾波器410。在這種情況下，在光學低通濾波器410的短邊上生成第一階振動模式的駐波，如圖8所示。
圖8中示出的虛線表示第一階駐波的波節。第一階駐波的每一波節出現在光學低通濾波器410的短邊方向上，並相對於光學低通濾波器410的短邊方向上的中心軸對稱。以頻率f (m)(即，第m階振動模式的頻率)和頻率f (m+1) ( S卩，第m+1階振動模式的頻率)之間的頻率生成第一階駐波。
因而通過組合波，在光學低通濾波器410的長邊方向上輸送附著至光學低通濾波器410的表面的異物。由在光學低通濾波器410的長邊方向上行進的行波和在光學低通濾波器410的短邊方向上生成的第一階駐波形成組合波。與在光學低通濾波器410的短邊方向上生成的第一階駐波的波腹相對應地，輸送異物的組合波的振幅在光學低通濾波器410的短邊方向的中心軸處變得最大。從光學低通濾波器410的短邊方向的中心軸到與在光學低通濾波器410的短邊方向上生成的第一階駐波的波節相對應的部分，輸送異物的組合波的振幅逐漸減小。在 與在光學低通濾波器410的短邊方向上生成的第一階駐波的波節相對應的部分處，該振幅變成最小。結果，在與光學低通濾波器410的短邊方向上生成的第一階駐波的波節相對應的部分處，可能不能獲取到用於輸送異物所需的振幅。根據本實施例，優化光學低通濾波器的大小，從而使得在光學有效區域外部生成上述第一階駐波的波節。換句話說，設計光學低通濾波器的大小，以使得在光學有效區域外部生成第一階駐波的波節。因而在光學有效區域內可以獲取用於輸送異物所需的足夠振幅。在光學低通濾波器410的長邊邊緣處，即在光學低通濾波器410的沒有被壓電元件430a和430b貼著的邊緣處，反射在光學低通濾波器410的長邊方向上行進的行波。結果，生成不同於在光學低通濾波器410的短邊方向上生成的第一階駐波的振動。在光學低通濾波器410的長邊邊緣處生成的反射波與輸送異物的組合波幹涉。這一幹涉導致光學低通濾波器410的長邊邊緣附近的組合波的振幅的大小不均勻，並且生成相位不同於輸送異物的組合波的相位的振動。結果，如果傳感器電極SF位於相對於在光學低通濾波器410的短邊方向上生成的第一階駐波的波節的外部，則傳感器電極SF不能精確檢測輸送異物的組合波。另一方面，如果傳感器電極SF位於在光學低通濾波器410的短邊方向上生成的第一階駐波的波節，則組合波的振幅小，因而變得難以區分振動和噪聲。為解決上述問題，使壓電元件430a和430b貼著光學低通濾波器410，從而使得傳感器電極SF位於在光學低通濾波器410的短邊方向上生成的第一階駐波的波節之間。更具體地,傳感器電極SF位於光學低通濾波器410的被壓電元件430a和430b貼著的短邊方向上生成的振動的多個波節之間。根據本實施例，傳感器電極SF位於光學低通濾波器410的短邊方向的中心軸上。傳感器電極SF因此可以檢測振幅變成最大的組合波，因而可以容易地區分振動和噪聲。此夕卜，隨著接近光學低通濾波器410的短邊方向的中心軸，在光學低通濾波器410的長邊邊緣生成的反射波的影響逐漸減小。結果，通過使傳感器電極SF位於光學低通濾波器410的短邊方向的中心軸上，傳感器電極SF可以精確地檢測輸送異物的組合波。傳感器電極SF可以是任意大小，只要傳感器電極SF的輸出電壓充分大於噪聲電平即可。由於驅動電極AF是用於激勵光學低通濾波器410中的振動的電極，所以希望形成儘可能大的驅動電極AF。下面將參考圖9說明光學低通濾波器410中的振動檢測。圖9示出在以頻率f 振動光學低通濾波器410時由振動檢測電路112所檢測到的波形。振動檢測電路112檢測通過壓電元件431的伸縮所生成的電位差。隨著光學低通濾波器410的振動一起，通過壓電效應在傳感器電極SF中生成正弦電壓。在這種情況下，接地電極SB持續保持接地電壓(OV)，因而振動檢測電路112獲取到圖9所示的正弦波形VSF。所檢測到的電位差Va與光學低通濾波器410的振動振幅成正比。此時檢測到的相位e表示光學低通濾波器410的振動相位。因此可以通過監視輸出電壓波形來檢測光學低通濾波器410中生成的組合波。因而可以通過對壓電元件430a和430b的施加電壓和施加電壓頻率進行反饋控制以使電位差Va和相位0變成預定值來生成期望的輸送振動。此外，振動檢測電路112還可以檢測故障和異常。例如,如果由振動檢測電路112檢測到的電位差Va極大地不同於期望大小，則推定光學低通濾波器410的振動異常。結果，可以停止異物清除單元的操作，或者可以更換異物清除單元。下面將參考圖10A、10B、10C、10D和IOE說明在壓電元件430a和430b各自上所形成的傳感器電極SF的位置的變形例。在圖IOA和IOB所示的變形例中，夾持傳感器電極SF的兩個驅動電極AF的大小不同於根據第一實施例的大小。此外，將傳感器電極SF配置在光學低通濾波器410的中心軸和在光學低通濾波器410的短邊方向上生成的第一階駐波的波節之間。圖10A示出從圖像傳感器側觀看時貼著光學低通濾波器410的圖像傳感器側的表面的壓電元件1430a和1430b的B面。參考圖10A，使得在壓電元件1430a上所形成的傳感器電極SF的位置和在壓電元件1430b上所形成的傳感器電極SF的位置相對於光學低通濾波器410的長邊方向的中心線呈線對稱。圖IOB示出從圖像傳感器側觀看時貼著光學低通濾波器410的圖像傳感器側的表面的壓電元件2430a和2430b的B面。參考圖10B，使得在壓電元件2430a上所形成的傳感器電極SF的位置和在壓電元件2430b上所形成的傳感器電極SF的位置相對於光學低通濾波器410的中心點呈點對稱。由於生成的組合波對稱，所以通過使這兩個傳感器電極SF的位置呈線對稱或點對稱，可以將這兩個傳感器電極SF的輸出電壓水平設置成近似相同的水平。壓電元件1430a、1430b、2430a和2430b的長邊的長度均約等於光學低通濾波器410的短邊的長度。相反，圖10C、10D和IOE示出的變形例中的各壓電元件的長邊的長度短於光學低通濾波器410的短邊的長度。圖IOC示出從圖像傳感器側觀看時貼著光學低通濾波器410的圖像傳感器側的表面的壓電元件3430a和3430b的B面。參考圖10C，沿著光學低通濾波器410的一個短邊(即，一個邊)，壓電元件3430a貼著光學低通濾波器410的相對於光學低通濾波器410的短邊方向的中心軸的下區域。此外，參考圖10C，沿著光學低通濾波器410的另一短邊(即，另一個邊)，壓電元件3430b貼著光學低通濾波器410的相對於光學低通濾波器410的短邊方向的中心軸的上區域。
如圖IOC所示，將各傳感器電極SF配置在光學低通濾波器410的中心軸上。此外，使在壓電元件3430a上所形成的驅動電極AF的位置和在壓電元件3430b上所形成的驅動電極AF的位置相對於光學低通濾波器410的中心點呈點對稱。
圖IOD示出從圖像傳感器側觀看時貼著光學低通濾波器410的圖像傳感器側的表面的壓電元件4430a和4430b的B面。參考圖10D，沿著光學低通濾波器410的一個短邊(即，一個邊)，壓電元件4430a貼著光學低通濾波器410的相對於光學低通濾波器410的短邊方向的中心軸的上區域。此外，參考圖10D，沿著光學低通濾波器410的另一短邊(即，另一個邊)，壓電元件4430b貼著光學低通濾波器410的相對於光學低通濾波器410的短邊方向的中心軸的上區域。如圖IOD所示，將各傳感器電極SF配置在光學低通濾波器410的中心軸和在光學低通濾波器410的短邊方向上生成的第一階駐波的波節之間。使這兩個傳感器電極SF的位置相對於光學低通濾波器410的長邊方向的中心線呈線對稱。圖IOE示出從圖像傳感器側觀看時貼著光學低通濾波器410的圖像傳感器側的表面的壓電元件5430a和5430b的B面。參考圖10E，沿著光學低通濾波器410的一個短邊(即，一個邊)，壓電元件5430a貼著光學低通濾波器410的相對於光學低通濾波器410的短邊方向的中心軸的下區域。此外，參考圖10E，沿著光學低通濾波器410的另一短邊(即，另一個邊)，壓電元件5430b貼著光學低通濾波器410的相對於光學低通濾波器410的短邊方向的中心軸的上區域。如圖IOE所示，將各傳感器電極SF配置在光學低通濾波器410的中心軸和在光學低通濾波器410的短邊方向上生成的第一階駐波的波節之間。使這兩個傳感器電極SF的位置相對於光學低通濾波器410的中心點呈點對稱。圖IlA示出壓電元件的變形例，即壓電元件6430a的三面圖。參考圖11A,壓電元件6430a包括壓電構件431、即單板壓電元件以及在壓電構件431的表面上所形成的三種類型的電極。更具體地，在壓電構件431的表面上形成驅動電極AF、傳感器電極SF和接地電極SB。如圖IIA所示，在壓電構件431的F面(即，第一面)上形成兩個驅動電極AF和一個傳感器電極SF。在壓電構件431的B面(即，第二面)上形成與數位照相機100的接地電位部(即，地線)電連接的一個接地電極SB。通過壓電元件驅動電路111、即控制電路向驅動電極AF施加交流電壓來振動光學低通濾波器410。傳感器電極SF是檢測光學低通濾波器410的振動的振動檢測電極。在壓電構件431的F面上的兩個驅動電極AF之間形成傳感器電極SF。在傳感器電極SF的背面上形成接地電極SB，從而使得在相互相背的面上形成傳感器電極SF和接地電極SB，從而將壓電構件431夾持其間。傳感器電極SF監視由傳感器電極SF生成的輸出電壓相對於與接地電壓相對應的接地電極SB如何變化，並且檢測光學低通濾波器410的振動。驅動電極AF、傳感器電極AF和接地電極SB與壓電元件柔性印刷電路板(未示出)連接。驅動電極AF經由壓電元件柔性印刷電路板上的布線圖案與壓電元件驅動電路111連接。傳感器電極SF經由壓電元件柔性印刷電路板上的布線圖案與振動檢測電路112連接。接地電極SB經由壓電元件柔性印刷電路板上的布線圖案與數位照相機100的接地電位部連接。如上配置的壓電元件6430a的壓電構件431的F面或B面貼著光學低通濾波器410，從而使得壓電元件6430a的長邊與光學低通濾波器410的一個短邊(即，一個邊)平 行。如壓電兀件6430a —樣類似地配置壓電兀件6430b。壓電兀件6430b中的壓電構件431的F面或B面貼著光學低通濾波器410，從而使得壓電元件6430b的長邊與光學低通濾波器410的另一短邊(即，另一個邊)平行。圖IlB示出壓電元件的變形例，即壓電元件7430a的三面圖。參考圖11B，壓電元件7430a包括壓電構件431、即單板壓電元件。此外，壓電元件7430a包括在壓電構件431的表面上所形成的驅動電極AF、驅動電極AB、傳感器電極SF、接地電極SB、驅動電極ABlP接地電極SB』。圖IlB示出的驅動電極AF、驅動電極AB、傳感器電極SF和接地電極SB在功能上分別與圖7所示的驅動電極AF、驅動電極AB、傳感器電極SF和接地電極SB相同。然而，圖IlB所示的驅動電極AF與圖7所示的驅動電極AF的不同在於，不通過傳感器電極SF將在壓電構件431的F面上所形成的驅動電極AF分成兩個。換句話說，在傳感器電極SF的左側連接在傳感器電極SF上方形成的驅動電極AF和在傳感器電極SF下方形成的驅動電極AF。類似地，在接地電極SB的右側連接圖IlB所示的在接地電極SB上方形成的驅動電極AB和在接地電極SB下方形成的驅動電極AB。使位於壓電元件7430a中的接地電極SB的右側的驅動電極AB和位於傳感器電極SF的左側的驅動電極AF位於相互相背的面上，從而將壓電構件431夾持其間。此外，在壓電元件7430a中，在圖IlB的向下方向上在傳感器電極SF和接地電極SB上形成引導線。在相互相背的面上形成包括引導線的傳感器電極SF和接地電極SB，從而將壓電元件431夾持在其間。此外，在壓電構件431的F面所形成的驅動電極AB』經由通孔與驅動電極AB電連接。此外，在壓電構件431的F面上所形成的接地電極SB』經由通孔與接地電極SB電連接。根據本變形例，可以在圖IlB所示的以虛線方框圍繞的區域中形成驅動電極AF、驅動電極AB、傳感器電極SF和接地電極SB。結果，當壓電元件7430a連接至壓電元件柔性印刷電路板(未示出)時，可以將柔性印刷電路板連接至虛線方框中的所有電極。 此外，如果要使用ACF通過熱壓接合來將壓電元件7430a連接至柔性印刷電路板，則可以增大熱接合部和傳感器電極SF之間的距離。因此，即使在向熱接合部應用過多熱並且電極被破壞時，也能防止傳感器電極SF中發生特性劣化。此外，在壓電元件7430a的B面上不形成與柔性印刷電路板的連接部。因此，可以將壓電元件7430a的平坦均勻的B面貼著光學低通濾波器410的圖像傳感器側的表面。結果，提高了壓電元件7430a的附著度，因而也提高光學低通濾波器410的振動效率。
圖IlC示出壓電元件的變形例，即壓電元件8430a的三面圖。參考圖11C，壓電元件8430a包括壓電構件431、即單板壓電元件。此外，壓電元件8430a包括在壓電構件431的表面上所形成的驅動電極AF、傳感器電極SF、接地電極SB和接地電極SB』。圖IlC所示的驅動電極AF、傳感器電極SF、接地電極SB和接地電極SB』在功能上分別與圖IlB所示的驅動電極AF、傳感器電極SF、接地電極SB和接地電極SB』相同。
在壓電元件8430a中，在壓電構件431的B面上僅形成與數位照相機100的接地電位部(即，地線)電連接的接地電極SB。此外，在壓電構件431的F面上所形成的接地電極SB』經由通孔與接地電極SB電連接。根據本變形例，可以在以虛線方框圍繞的區域中形成驅動電極AF、傳感器電極SF和接地電極SB。利用這一結構，可以獲得與圖IlB所示的變形例相同的效果。下面將參考附圖詳細說明本發明的第二實施例。根據上述第一實施例，在光學低通濾波器410中生成在光學低通濾波器410的長邊方向上行進的行波。相反，根據第二實施例，在光學低通濾波器410的長邊方向上，即在與光學低通濾波器410的被壓電元件430a和430b貼著的短邊垂直的方向上生成駐波。數位照相機100的功能結構與圖I所示的框圖相同，並且攝像單元400的結構與圖2所示的分解透視圖相同。根據本實施例，在光學低通濾波器410的長邊方向上生成駐波。然後在法線方向上彈出並清除異物。圖12是示出根據本實施例在光學低通濾波器中激勵的兩個駐波的頻率和振幅之間的關係的圖。參考圖12，以表示為f(m)的頻率激勵第m階振動模式的彎曲振動，並且以表示為f (m+1)的頻率激勵第(m+1)階振動模式的彎曲振動。如果將要施加於壓電元件430a和430b各自的電壓的頻率分別設置成f(m)和f(m+l)，則可以使用在第m階振動模式和第(m+1)階振動模式的彎曲振動中生成的諧振兩者。圖13A和13B示出在m為奇數時在第m階振動模式和第(m+1)階振動模式中生成的波形以及要施加於壓電元件430a和430b的電壓。參考圖13A和13B，作為m是奇數的例子，示出m = 9的情況。圖13A示出從主鏡6側觀看時的光學低通濾波器410。壓電元件430a和430b貼著光學低通濾波器410的對著圖像傳感器33的表面。參考圖13A，在各振動模式的彎曲振動中，在光學低通濾波器410的長邊的方向上以相等間隔出現壓電元件430的長邊方向上的多個波節。圖13B示出以實數成分和虛數成分所表示的、為了激勵各振動模式的彎曲振動而施加至壓電元件430a和430b的交流電壓的振幅和時間相位。參考圖13B，行(I)表示用於激勵第m階振動模式的彎曲振動所施加的交流電壓，並且行(2)表示用於激勵第(m+1)階振動模式的彎曲振動所施加的交流電壓。通過在第m階振動模式和第(m+1)階振動模式的彎曲振動的振幅比為A : I時第m階振動模式的彎曲振動的振幅,對用於激勵各振動模式的彎曲振動所施加的電壓進行標準化。結果，對於這兩個振動模式獲取了相同的振幅。然後，通過交替施加圖13B所示的行(I)和行⑵中所示的施加電壓，在光學低通濾波器410的長邊方向上生成不同階次的兩個駐波。更具體地，通過在光學低通濾波器410中以頻率f (m)激勵第m階振動模式的彎曲振動,生成第一駐波。然後通過以頻率f (m+1)激勵第(m+1)階振動模式的彎曲振動來生成第二駐波。通過交替進行上述處理，可以彈出並清除附著至光學低通濾波器410的表面的異物。因而在光學低通濾波器410中生成相差一個階次的兩個駐波。結果，如果異物附著至第一駐波的波節，則可以通過使用第二駐波振動光學低通濾波器410來清除異物。換句話說，如果使用分別具有奇數波節和偶數波節的相鄰階次的振動模式，則波節出現在不同位置，因而可以更有效地清除異物。
此外，要使用的駐波的數量不局限於兩個。例如，可以交替生成諸如頻率f(m)、f(m+l)和f(m+2)的相鄰階次的三個駐波，或者可以交替生成其它數量的駐波。圖14示出從圖像傳感器側觀看時壓電元件430a和430b的B面貼著光學低通濾波器410的圖像傳感器側的表面的狀態。參考圖14，壓電元件430a貼著光學低通濾波器410，從而使得沿光學低通濾波器410的一個短邊(即，一個邊)配置壓電元件430a的長邊。壓電元件430a的長邊的長度約等於光學低通濾波器410的短邊的長度。此外，如圖14所示，壓電元件430b貼著光學低通濾波器410，從而使得沿著光學低通濾波器410的另一短邊(即，另一個邊)配置壓電元件430b的長邊。壓電元件430b的長邊的長度約等於光學低通濾波器410的短邊的長度。此外，圖14示出以頻率f (m)的振動模式的彎曲振動的示意圖。圖14僅示出從圖像傳感器側觀看時的光學低通濾波器410以及壓電元件430a和430b。陰影區域表示使數位照相機100的入射攝像光束通過的光學有效區域。此外，圖14示出作為m是奇數的例子的m = 9的情況。如圖14所示，在光學低通濾波器410的長邊方向上，即在與光學低通濾波器410的被壓電元件430a和430b貼著的短邊垂直的方向上激勵駐波。圖14示出的虛線表示激勵的駐波的波節。與第一實施例相同，在光學低通濾波器410的短邊方向上生成第一階駐波。然而，如果要在長邊方向上生成駐波，則在短邊方向上生成的第一階駐波的振幅比在長邊方向上生成的駐波的振幅小得多。因而當要在長邊方向上生成駐波時，在長邊方向上生成的駐波的振幅幾乎不會因為在短邊方向上生成的第一階駐波的振幅而改變。在光學低通濾波器410的長邊邊緣處，即在光學低通濾波器410的沒有被壓電元件430a和430b貼著的邊緣處，反射在光學低通濾波器410的長邊方向上生成的駐波。在光學低通濾波器410的長邊邊緣處生成的反射波與在光學低通濾波器410的長邊方向上生成的駐波幹涉。這一幹涉導致光學低通濾波器410的長邊邊緣附近的駐波的振幅的大小不均勻。此外，該幹涉生成相位不同於駐波的相位的振動。結果，如果傳感器電極SF位於光學低通濾波器410的長邊邊緣附近，則傳感器電極SF不能精確檢測在光學低通濾波器410的長邊方向上生成的駐波。為避免這一問題，使壓電元件430a和430b貼著光學低通濾波器410，從而使得各傳感器電極SF位於光學低通濾波器410的短邊方向上的光學有效區域的範圍內。以圖14中示出的箭頭L表示該範圍。根據本實施例，傳感器電極SF位於光學低通濾波器410的短邊方向的中心軸上。因而可以最小化在光學低通濾波器410的長邊邊緣處生成的反射波的影響。傳感器電極SF可以是任意大小，只要傳感器電極SF的輸出電壓充分大於噪聲電平即可。由於驅動電極AF是用於激勵光學低通濾波器410中的振動的電極，所以希望形成儘可能大的驅動電極AF。如上所述，第一和第二實施例的不同僅在於在光學低通濾波器410的長邊方向上生成的振動的類型。因而在第二實施例中同樣可以實現根據第一實施例所述的各種變形例。 下面將參考附圖詳細說明根據本發明的第三實施例。根據上述第二實施例，向兩個壓電元件430a和430b施加電壓，從而使得在光學低通濾波器410的長邊方向上生成駐波。相反，根據第三實施例，通過向一個壓電元件430a施加電壓，在光學低通濾波器410的長邊方向上生成駐波。因而，第三實施例與第二實施例的不同在於，第三實施例沒有包括根據第二實施例的貼著光學低通濾波器410的壓電元件430b。圖15示出從圖像傳感器側觀看時壓電元件430a的B面貼著光學低通濾波器410的圖像傳感器側的表面的狀態。參考圖15，壓電元件430a貼著光學低通濾波器410，從而使得沿著光學低通濾波器410的一個短邊(即，一個邊)配置壓電元件430a的長邊。壓電元件430a的長邊的長度約等於光學低通濾波器410的短邊的長度。此外，圖15示出以頻率f (m)的振動模式的彎曲振動的示意圖。圖15僅示出從圖像傳感器側觀看時的光學低通濾波器410和壓電元件430a。陰影區域表示使數位照相機的入射攝像光束通過的光學有效區域。此外，圖15示出m是奇數的例子的m = 9的情況。如圖15所示，在光學低通濾波器410的長邊方向上，即在與光學低通濾波器410的被壓電元件430a貼著的短邊垂直的方向上激勵駐波。圖14示出的虛線表示駐波的波節。與第二實施例相同，在光學低通濾波器410的長邊邊緣處反射在光學低通濾波器410的長邊方向上生成的駐波。在光學低通濾波器410的長邊邊緣處生成的反射波與在光學低通濾波器410的長邊方向上生成的駐波幹涉。根據第三實施例，壓電元件430a貼著光學低通濾波器410，從而使得傳感器電極SF位於光學低通濾波器410的短邊方向的光學有效區域的範圍內。根據本實施例，傳感器電極SF位於光學低通濾波器410的短邊方向的中心軸上。因而可以最小化在光學低通濾波器410的長邊邊緣處生成的反射波的影響。根據本發明的光學構件不局限於光學低通濾波器410。此外，根據上述實施例，在石英雙折射板中激勵振動。然而，雙折射板的材料不局限於石英，並且還可以是鈮酸鋰。此夕卜，可以在通過將雙折射板、相位板和紅外截止濾波器接合在一起所形成的光學低通濾波器中，或者在單個紅外截止濾波器中激勵振動。此外，可以在被配置在雙折射板前面的單個玻璃板中生成振動。根據上述實施例，將本發明應用於數位照相機。然而，本發明可應用於諸如液晶投影儀等的光學設備中。在這種情況下，如果諸如灰塵等的異物附著到投影光學系統的光學構件的表面，則變得還投影異物的陰影。因而可以應用與上述實施例相同的結構。儘管參考實施例說明了本發明，但是應該理解，通過所附的權利要求書限定本發明。
權利要求
1.一種異物清除單元，包括光學構件，其被配置在光路中，呈矩形形狀，並且設置有用於使光束通過的光學有效區域；以及壓電元件，其包括壓電構件以及形成在所述壓電構件的表面上的驅動電極和傳感器電極，其中，所述壓電元件在所述光學有效區域外部沿著所述光學構件的一個邊貼著所述光學構件的表面，以及其中，所述傳感器電極以位於所述光學構件的被所述壓電元件貼著的邊的方向上的所述光學有效區域的範圍內的方式形成在所述壓電構件的表面上。
2.根據權利要求I所述的異物清除單元，其特徵在於，所述傳感器電極以位於所述光學構件的被所述壓電元件貼著的邊的方向上的中心軸上的方式形成在所述壓電構件的表面上。
3.根據權利要求I所述的異物清除單元，其特徵在於，在所述壓電構件的第一面上形成有多個驅動電極，以及在所述壓電構件的所述第一面上在所述多個驅動電極之間形成有所述傳感器電極。
4.根據權利要求I所述的異物清除單元，其特徵在於，所述壓電元件同時激勵第一彎曲振動和第二彎曲振動，以生成在與所述光學構件的被所述壓電元件貼著的邊垂直的方向上行進的行波，其中，所述第二彎曲振動的時間相位不同於所述第一彎曲振動的時間相位， 並且所述第二彎曲振動的階次與所述第一彎曲振動的階次相差I。
5.根據權利要求I所述的異物清除單元，其特徵在於，所述壓電元件交替激勵第一彎曲振動和第二彎曲振動，以在與所述光學構件的被所述壓電元件貼著的邊垂直的方向上交替生成第一駐波和第二駐波，其中，所述第二彎曲振動的階次與所述第一彎曲振動的階次相差I。
6.一種異物清除單元，包括光學構件，其被配置在光路中，呈矩形形狀，並且設置有用於使光束通過的光學有效區域；以及壓電元件，其包括壓電構件以及形成在所述壓電構件的表面上的驅動電極和傳感器電極，其中，所述壓電元件在所述光學有效區域外部沿著所述光學構件的一個邊貼著所述光學構件的表面，以及其中，所述傳感器電極以位於在所述光學構件的被所述壓電元件貼著的邊的方向上生成的振動的多個波節之間的方式形成在所述壓電構件的表面上。
7.根據權利要求6所述的異物清除單元，其特徵在於，所述傳感器電極以位於所述光學構件的被所述壓電元件貼著的邊的方向上的中心軸上的方式形成在所述壓電構件的表面上。
8.根據權利要求6所述的異物清除單元，其特徵在於，在所述壓電構件的第一面上形成有多個驅動電極，以及在所述壓電構件的所述第一面上在所述多個驅動電極之間形成有所述傳感器電極。
9.根據權利要求6所述的異物清除單元，其特徵在於，所述壓電元件同時激勵第一彎曲振動和第二彎曲振動，以生成在與所述光學構件的被所述壓電元件貼著的邊垂直的方向上行進的行波，其中，所述第二彎曲振動的時間相位不同於所述第一彎曲振動的時間相位， 並且所述第二彎曲振動的階次與所述第一彎曲振動的階次相差I。
10.根據權利要求6所述的異物清除單元，其特徵在於，所述壓電元件交替激勵第一彎曲振動和第二彎曲振動，以在與所述光學構件的被所述壓電元件貼著的邊垂直的方向上交替生成第一駐波和第二駐波，其中，所述第二彎曲振動的階次與所述第一彎曲振動的階次相差I。
11.根據權利要求6所述的異物清除單元，其特徵在於，所述光學構件的大小被設置為使得在所述光學有效區域外部生成所述多個波節。
12.一種光學設備，所述光學設備包括光學構件，其被配置在光路中，呈矩形形狀，並且設置有用於使光束通過的光學有效區域；以及壓電元件，其包括壓電構件以及形成在所述壓電構件的表面上的驅動電極和傳感器電極，其中，所述壓電元件在所述光學有效區域外部沿著所述光學構件的一個邊貼著所述光學構件的表面，以及其中，所述傳感器電極以位於所述光學構件的被所述壓電元件貼著的邊的方向上的所述光學有效區域的範圍內的方式形成在所述壓電構件的表面上。
13.根據權利要求12所述的光學設備，其特徵在於，所述傳感器電極以位於所述光學構件的被所述壓電元件貼著的邊的方向上的中心軸上的方式形成在所述壓電構件的表面上。
14.根據權利要求12所述的光學設備，其特徵在於，在所述壓電構件的第一面上形成有多個驅動電極，以及在所述壓電構件的所述第一面上在所述多個驅動電極之間形成有所述傳感器電極。
15.根據權利要求12所述的光學設備，其特徵在於，所述壓電元件同時激勵第一彎曲振動和第二彎曲振動，以生成在與所述光學構件的被所述壓電元件貼著的邊垂直的方向上行進的行波，其中，所述第二彎曲振動的時間相位不同於所述第一彎曲振動的時間相位，並且所述第二彎曲振動的階次與所述第一彎曲振動的階次相差I。
16.根據權利要求12所述的光學設備，其特徵在於，所述壓電元件交替激勵第一彎曲振動和第二彎曲振動，以在與所述光學構件的被所述壓電元件貼著的邊垂直的方向上交替生成第一駐波和第二駐波，其中，所述第二彎曲振動的階次與所述第一彎曲振動的階次相差I。
17.—種光學設備,包括光學構件，其被配置在光路中，呈矩形形狀，並且設置有用於使光束通過的光學有效區域；以及壓電元件，其包括壓電構件以及形成在所述壓電構件的表面上的驅動電極和傳感器電極，其中，所述壓電元件在所述光學有效區域外部沿著所述光學構件的一個邊貼著所述光學構件的表面，以及其中，所述傳感器電極以位於在所述光學構件的被所述壓電元件貼著的邊的方向上生成的振動的多個波節之間的方式形成在所述壓電構件的表面上。
18.根據權利要求17所述的光學設備，其特徵在於，所述傳感器電極以位於所述光學構件的被所述壓電元件貼著的邊的方向上的中心軸上的方式形成在所述壓電構件的表面上。
19.根據權利要求17所述的光學設備，其特徵在於， 在所述壓電構件的第一面上形成有多個驅動電極，以及 在所述壓電構件的所述第一面上在所述多個驅動電極之間形成有所述傳感器電極。
20.根據權利要求17所述的光學設備，其特徵在於，所述壓電元件同時激勵第一彎曲振動和第二彎曲振動，以生成在與所述光學構件的被所述壓電元件貼著的邊垂直的方向上行進的行波，其中，所述第二彎曲振動的時間相位不同於所述第一彎曲振動的時間相位，並且所述第二彎曲振動的階次與所述第一彎曲振動的階次相差I。
21.根據權利要求17所述的光學設備，其特徵在於，所述壓電元件交替激勵第一彎曲振動和第二彎曲振動，以在與所述光學構件的被所述壓電元件貼著的邊垂直的方向上交替生成第一駐波和第二駐波，其中，所述第二彎曲振動的階次與所述第一彎曲振動的階次相差I。
22.根據權利要求17所述的光學設備，其特徵在於，所述光學構件的大小被設置為使得在所述光學有效區域外部生成所述多個波節。
全文摘要
本發明提供一種異物清除單元和光學設備。異物清除單元包括光學構件，其被配置在光路中，呈矩形形狀，並且設置有用於使光束通過的光學有效區域；以及壓電元件，其包括壓電構件以及形成在所述壓電構件的表面上的驅動電極和傳感器電極。所述壓電元件在所述光學有效區域外部沿著所述光學構件的一個邊貼著所述光學構件的表面。所述傳感器電極以位於所述光學構件的被所述壓電元件貼著的邊的方向上的所述光學有效區域的範圍內的方式形成在所述壓電構件的表面上。
文檔編號G02B27/00GK102621690SQ20121002159
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月29日 優先權日2011年1月25日
發明者大橋海史, 浦上俊史 申請人:佳能株式會社