JP2011234056A - 振動装置及びそれを用いた画像機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】全体として板状をなし、当該板状の部材面上のある仮想軸に対して対称な辺を少なくとも一つ有する防塵部材である防塵フィルタ119の上記部材面上に、上記1つの辺に隣接しかつ当該1つの辺に沿って、上記部材面に垂直な振動振幅をもつ振動を上記部材面に発生させるための圧電素子120を配置し、それを、上記部材面上において、当該記部材面に垂直な振動振幅を有する振動の山の稜線174が閉曲線をなし、当該閉曲線の中心を含む領域が当該部材面に対して垂直な振動振幅を殆ど持たない節エリア173に囲まれている振動を、上記部材面に発生させるように駆動する。また、防塵フィルタ及び圧電素子の寸法を、防塵フィルタの上記圧電素子の長手方向に対応する辺の長さをLF、該辺に平行方向の上記圧電素子の長さをLPFFとした場合に、LPFF/LFが0.7となるようにする。
【選択図】図5
Description
全体として板状をなし、当該板状の部材面上のある仮想軸に対して対称な辺を少なくとも一つ有する防塵部材と、
上記防塵部材に形成された1つの辺に隣接し、かつ、当該1つの辺に沿って上記部材面上に配置されていて、当該防塵部材の当該部材面に垂直な振動振幅をもつ振動を上記部材面に発生させるための加振部材と、
上記部材面上において、当該記部材面に垂直な振動振幅を有する振動の山の稜線が閉曲線をなし、当該閉曲線の中心を含む領域が当該部材面に対して垂直な振動振幅を殆ど持たない節領域に囲まれている振動を、上記部材面に発生させるように上記加振部材を駆動する駆動手段と、
を具備し、
上記防塵部材及び上記加振部材は、夫々、部材面の面積と同一の面積を持つ仮想矩形を持ち、
上記防塵部材の仮想矩形における、上記加振部材の仮想矩形の長辺方向に対応する辺の長さをLF、上記加振部材の仮想矩形における、長辺の長さをLPFFとした場合に、LPFF/LFが0.7となる寸法を持つことを特徴とする。
光学的な画像が生成される画像面を有する画像形成素子と、
全体として板状をなし、当該板状の部材面上のある仮想軸に対して対称な辺を少なくとも一つもち、所定の広がりを持つ透明領域が上記画像面に対し所定の間隔を持って対向配設されている防塵部材と、
上記防塵部材が有する1つの辺に隣接し、かつ、当該1つの辺に沿って上記部材面上に配置されていて、当該部材面に垂直な振動振幅をもつ振動を上記部材面に発生させるための加振部材と、
上記加振部材を駆動する駆動手段と、
上記画像形成素子と上記防塵部材とが対向して形成される領域を、当該画像形成素子及び当該防塵部材の周縁側で封止するように構成された封止構造部と、
を具備し、
上記駆動手段は、上記封止構造部の外側であって上記防塵部材の部材面において、上記部材面に垂直な振動振幅を有する振動の山の稜線が閉曲線をなし、当該閉曲線の中心を含む領域が当該部材面に対して垂直な振動振幅を殆ど持たない節領域に囲まれている振動を、上記部材面に発生させるように上記加振部材を駆動し、
上記防塵部材及び上記加振部材は、夫々、部材面の面積と同一の面積を持つ仮想矩形を持ち、
上記防塵部材の仮想矩形における、上記加振部材の仮想矩形の長辺方向に対応する辺の長さをLF、上記加振部材の仮想矩形における、長辺の長さをLPFFとした場合に、LPFF/LFが0.7となる寸法を持つことを特徴とする。
全体として板状をなし、当該板状の部材面上のある仮想軸に対して対称な辺を少なくとも一つ有する防塵部材と、
上記防塵部材が有する1つの辺に隣接し、かつ、当該1つの辺に沿って上記部材面上に配置されていて、当該防塵部材の部材面に垂直な振動振幅をもつ振動を上記部材面に発生させるための加振部材と、
上記の部材面に垂直な振動振幅を有する振動の山の稜線の一部であって、この稜線が上記防塵部材の上記1つの辺から当該1つの辺に対向して配置されている他方の辺側へ向かって、略同心円状に連続的に位置する振動であって、当該連続する略同心円状の稜線の中心が当該防塵部材の1つの辺を挟んで他方の辺と反対側にある振動を、上記部材面に発生させるように上記加振部材を駆動する駆動手段と、
を具備し、
上記防塵部材及び上記加振部材は、夫々、部材面の面積と同一の面積を持つ仮想矩形を持ち、
上記防塵部材の仮想矩形における、上記加振部材の仮想矩形の長辺方向に対応する辺の長さをLF、上記加振部材の仮想矩形における、長辺の長さをLPFFとした場合に、LPFF/LFが0.7となる寸法を持つことを特徴とする。
また、防塵部材と加振部材とを仮想矩形に変換した際に、防塵部材の仮想矩形おける加振部材の仮想矩形の長辺と沿う辺の長さに対する加振部材の仮想矩形の長辺の長さの比が0.7となるように上記防塵部材に占める上記加振部材の大きさを制御することにより、光が透過する防塵部材の中心部において、円形形状の防塵部材における振動振幅にほぼ匹敵する大きな振動振幅が得られる。
[第1実施形態]
以下に具体的に例示する本発明の画像機器は、光電変換によって画像信号を得る撮像素子ユニットの塵埃除去機構を有するものであり、ここでは一例として電子カメラ(以下「カメラ」と略称する)の塵埃除去機能に係わる改良技術として説明する。特に、本第1実施形態では、レンズ交換可能な一眼式電子カメラ(デジタルカメラ)に関して、図1乃至図3を参照して説明する。尚、図1は、本発明の画像機器の第1実施形態としてのデジタルカメラの主に電気的なシステム構成例を概略的に示すブロック図である。また、図2は、該デジタルカメラの塵埃除去機構を含む撮像素子ユニットの縦断側面図(図3でのAA線断面図)であり、図3は、塵埃除去機構をレンズ側から見た正面図である。
+A・Wnm(x,y)・sin(γ) …(1)
但し、
Wmn(x,y)=sin(nπ・x+π/2)・sin(mπ・y+π/2)
Wnm(x,y)=sin(mπ・x+π/2)・sin(nπ・y+π/2)
である。
Z(x,y)=A・Wmn(x,y)
=A・sin(n・π・x/λx+π/2)
・sin(m・π・y/λy+π/2)
となり、ここでλx=λy=λ=1とする(屈曲の波長を単位長さとしてx,yを表記)と、
Z(x,y)=A・Wmn(x,y)
=A・sin(n・π・x+π/2)
・sin(m・π・y+π/2)
となる。図7は、m=nの場合の振動モードを示し(X方向、Y方向の振動の次数と波長が同じなので防塵フィルタ119の形状は正方形になる)、X方向、Y方向に等間隔で振動の山、節、谷が現れ、碁盤目状に振動の節エリア173が現れている(従来の振動モード)。また、m=0、n=1の振動モードでは、Y方向に平行な辺(辺LB)に対して、平行な山、節、谷が出来る振動になる。以上の碁盤目状あるいは辺に平行な振動モードではX方向、Y方向の振動が独立に現れるだけで、合成されて振動振幅が大きくなることがない。
この式は、図5での定在波振動を表す。即ち、y=s・λ/2の時(ここで、sは整数)にY=sπとなり、sin(Y)は零になる。従って、時間に関係なくZ方向の振動振幅が零になる節178をλ/2ごとに持つことになり、これは定在波振動である。図13において破線で示した状態は、時間t0の状態に対して振動が逆相となるt=kπ/ωでの状態を示す(ここで、kは奇数)。
z(Y1)=Acos(ωt) …(3)
となる。
Vz(Y1)=d(z(Y1))/dt
=−2πf・Asin(ωt) …(4)
となる。Y1の振動加速度αz(Y1)は、上記(3)式をさらに時間で微分して、
αz(Y1)=d(Vz(Y1))/dt
=−4π2f2・Acos(ωt) …(5)
となり、Y1に付着している塵埃180は、上記(5)式の加速度を受けることとなる。
この時、塵埃180の受ける慣性力Fkは、塵埃180の質量をMとして、
Fk=αz(Y1)・M
=−4π2f2・Acos(ωt)・M …(6)
となる。
圧電素子120の振動子170の共振周波数付近の電気等価回路は、図14(A)の圧電素子の等価回路に示すようになる。この中で、C0は圧電素子120の静電容量であり、L、C、Rは振動子170の機械的振動を電気回路素子であるコイル、コンデンサ、抵抗に置き換えた等価回路上の数値で、当然、周波数に依存して変化する。
fdrv=fpls/2N …(7)
但し、NはN進カウンタ183への設定値、fplsはクロックジェネレータ187の出力パルスの周波数、fdrvは圧電素子120に印加される信号の周波数である。
図20は、本発明の画像機器の第2実施形態としてのデジタルカメラにおけるBucomが行なうカメラシーケンス(メインルーチン)においてコールされるサブルーチン「無音加振動作」の動作手順を表わすフローチャートを示す図である。
上述した第1及び第2実施形態では、ファインダは液晶モニタを利用したものとなっているが、一眼レフレックス式の光学ファインダをもつカメラでも勿論良い。
図17に示したBucom101が行なうカメラシーケンス(メインルーチン)の手順において、ステップS107にて1st.レリーズSWがON操作されたと判別した場合にステップS109として実行される、撮像ユニット116の露光時間(Tv値)とレンズユニット200の絞り設定値(Av値)の算出を、画像処理コントローラ126からの撮像画像から被写体の輝度情報ではなく、測光回路115からの被写体の輝度情報に基づいて行うこととなる。
Claims (11)
- 全体として板状をなし、当該板状の部材面上のある仮想軸に対して対称な辺を少なくとも一つ有する防塵部材と、
上記防塵部材に形成された1つの辺に隣接し、かつ、当該1つの辺に沿って上記部材面上に配置されていて、当該防塵部材の当該部材面に垂直な振動振幅をもつ振動を上記部材面に発生させるための加振部材と、
上記部材面上において、当該記部材面に垂直な振動振幅を有する振動の山の稜線が閉曲線をなし、当該閉曲線の中心を含む領域が当該部材面に対して垂直な振動振幅を殆ど持たない節領域に囲まれている振動を、上記部材面に発生させるように上記加振部材を駆動する駆動手段と、
を具備し、
上記防塵部材及び上記加振部材は、夫々、部材面の面積と同一の面積を持つ仮想矩形を持ち、
上記防塵部材の仮想矩形における、上記加振部材の仮想矩形の長辺方向に対応する辺の長さをLF、上記加振部材の仮想矩形における、長辺の長さをLPFFとした場合に、LPFF/LFが0.7となる寸法を持つことを特徴とする振動装置。 - 上記防塵部材の部材面は、上記1つの辺に相当する長辺をもち且つ当該防塵部材の部材面の面積と同一の面積を持つ仮想矩形において、当該仮想矩形における長辺の長さに対する短辺の長さの比が、0.9以上、1未満となる形状をしていることを特徴とする請求項1に記載の振動装置。
- 上記閉曲線の中心と当該閉曲線の中心を含む領域の中心は、上記仮想軸上にあることを特徴とする請求項1に記載の振動装置。
- 上記加振部材は圧電素子からなり、
上記駆動手段は、上記圧電素子に対して、上記防塵部材の寸法及び材質並びに上記圧電素子の寸法及び材質に応じた周波数の周波信号を含む、決められた変移周波数ずつ変化する周波信号を所定時間ずつ印加することを特徴とする請求項1に記載の振動装置。 - 光学的な画像が生成される画像面を有する画像形成素子と、
全体として板状をなし、当該板状の部材面上のある仮想軸に対して対称な辺を少なくとも一つもち、所定の広がりを持つ透明領域が上記画像面に対し所定の間隔を持って対向配設されている防塵部材と、
上記防塵部材が有する1つの辺に隣接し、かつ、当該1つの辺に沿って上記部材面上に配置されていて、当該部材面に垂直な振動振幅をもつ振動を上記部材面に発生させるための加振部材と、
上記加振部材を駆動する駆動手段と、
上記画像形成素子と上記防塵部材とが対向して形成される領域を、当該画像形成素子及び当該防塵部材の周縁側で封止するように構成された封止構造部と、
を具備し、
上記駆動手段は、上記封止構造部の外側であって上記防塵部材の部材面において、上記部材面に垂直な振動振幅を有する振動の山の稜線が閉曲線をなし、当該閉曲線の中心を含む領域が当該部材面に対して垂直な振動振幅を殆ど持たない節領域に囲まれている振動を、上記部材面に発生させるように上記加振部材を駆動し、
上記防塵部材及び上記加振部材は、夫々、部材面の面積と同一の面積を持つ仮想矩形を持ち、
上記防塵部材の仮想矩形における、上記加振部材の仮想矩形の長辺方向に対応する辺の長さをLF、上記加振部材の仮想矩形における、長辺の長さをLPFFとした場合に、LPFF/LFが0.7となる寸法を持つことを特徴とする画像機器。 - 上記封止構造部は、
上記画像形成素子と上記防塵部材との間を気密状態にするために配置されたホルダと、
当該ホルダに上記防塵部材を支持する支持手段と、
を含み、
当該支持手段は、上記防塵部材の部材面に対して垂直な振動振幅を殆ど持たない節領域に支持されていることを特徴とする請求項5に記載の画像機器。 - 上記加振部材は圧電素子からなり、
上記駆動手段は、上記圧電素子に対して、上記防塵部材の寸法及び材質並びに上記圧電素子の寸法及び材質に応じた周波数の周波信号を含む、決められた変移周波数ずつ変化する周波信号を所定時間ずつ印加することを特徴とする請求項5に記載の画像機器。 - 全体として板状をなし、当該板状の部材面上のある仮想軸に対して対称な辺を少なくとも一つ有する防塵部材と、
上記防塵部材が有する1つの辺に隣接し、かつ、当該1つの辺に沿って上記部材面上に配置されていて、当該防塵部材の部材面に垂直な振動振幅をもつ振動を上記部材面に発生させるための加振部材と、
上記の部材面に垂直な振動振幅を有する振動の山の稜線の一部であって、この稜線が上記防塵部材の上記1つの辺から当該1つの辺に対向して配置されている他方の辺側へ向かって、略同心円状に連続的に位置する振動であって、当該連続する略同心円状の稜線の中心が当該防塵部材の1つの辺を挟んで他方の辺と反対側にある振動を、上記部材面に発生させるように上記加振部材を駆動する駆動手段と、
を具備し、
上記防塵部材及び上記加振部材は、夫々、部材面の面積と同一の面積を持つ仮想矩形を持ち、
上記防塵部材の仮想矩形における、上記加振部材の仮想矩形の長辺方向に対応する辺の長さをLF、上記加振部材の仮想矩形における、長辺の長さをLPFFとした場合に、LPFF/LFが0.7となる寸法を持つことを特徴とする振動装置。 - 上記防塵部材の部材面は、上記1つの辺に相当する長辺をもち且つ当該防塵部材の部材面の面積と同一の面積を持つ仮想矩形において、当該仮想矩形における長辺の長さに対する短辺の長さの比が、0.9以上、1未満となる形状をしていることを特徴とする請求項7に記載の振動装置。
- 上記連続する円弧状の稜線の中心と上記加振部材の長さ方向における中心は、上記仮想軸上にあることを特徴とする請求項8に記載の振動装置。
- 上記加振部材は圧電素子からなり、
上記駆動手段は、上記圧電素子に対して、上記防塵部材の寸法及び材質並びに上記圧電素子の寸法及び材質に応じた周波数の周波信号を含む、決められた変移周波数ずつ変化する周波信号を所定時間ずつ印加することを特徴とする請求項8に記載の振動装置。
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