[发明专利]除尘装置和除尘方法

说明书

技术领域

本发明涉及去除附着到诸如数字照相机的图像拾取装置和图像拾取装置内包含的光学组件的表面的尘埃的技术，更具体地，涉及通过应用振动来去除尘埃的除尘装置和除尘方法。

背景技术

在用于通过将图像信号转换为电信号来拾取图像的诸如数字照相机的图像拾取装置中，通过诸如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)的图像拾取元件来接收摄影光通量。然后，从图像拾取元件输出的光电转换信号被转换为图像数据，图像数据被记录在诸如存储卡的记录介质上。在这种图像拾取装置中，光学低通滤波器和红外截止滤波器布置在图像拾取元件的前面(被拍摄体侧)。

在这种类型的图像拾取装置中，当尘埃附着到图像拾取元件的覆盖玻璃的表面或这些滤波器的表面时，在所拾取的图像中尘埃呈现为黑点。特别是，在包括可更换的透镜的单镜头反射数字照相机中，当更换透镜时尘埃可能通过透镜支架的开口进入数字照相机主体，并可能附着到图像拾取元件的覆盖玻璃的表面或者滤波器的表面。

鉴于上面所述，已经提出了一种包括通过使用压电装置的振动来去除附着到表面的尘埃的除尘装置的数字照相机(参见例如日本专利申请公开No.2003-348403和2008-228074)。

在日本专利申请公开No.2003-348403和2008-228074中的每一个中公开的数字照相机中包括的除尘装置中，对固定接合到振动板的压电装置施加电压以便驱动压电装置，从而产生引起振动板在光轴方向上(即振动板的厚度方向上)的位移的弹性振动(下文中定义为弯曲振动(flexural vibration))。除尘装置通过应用由此产生的弯曲振动来去除附着到振动板的表面的尘埃。

在上述配置中，根据日本专利申请公开No.2003-348403，由被称为加压部件的诸如环状部件或多个部件的部件在振动板的周围部分中对振动板加压。由于通过加压部件施加的偏压力，除尘装置被保持并固定到图像拾取元件或数字照相机主体。

类似地，根据日本专利申请公开No.2008-228074，通过被称为保持部件的部件(例如由诸如具有弹簧特性(弹性)的金属的材料形成的单个组件)对振动板施加压力。由于通过保持部件施加的偏压力，除尘装置被保持并固定到图像拾取元件或数字照相机主体。

此外，压电装置是具有环形或矩形的板的形式，并包括压电材料和一对彼此相对的电极。这对电极包括布置在压电材料的板表面上的第一电极和第二电极。第一电极也被称为下电极，第二电极也被称为上电极。这里，通过电极之间施加的电场在压电材料中产生拉伸应变，该拉伸应变产生引起压电装置在与振动板的光轴垂直的方向上(即，与压电装置的厚度方向垂直的方向(下文中定义为长度方向)上)的位移的弹性振动(下文中定义为长度振动)。由于压电装置的长度振动，在压电装置与固定接合到压电装置的振动板之间产生应力，从而在振动板中产生弯曲振动。

在振动板中，以频率或相位控制施加到压电装置的电压，使得振动板的弯曲振动可产生被称为振动模式的具有多个节点和腹点的多阶驻波、或者具有节点和腹点并相对于时间在振动板的长度方向上移动的载波。例如，在日本专利申请公开No.2008-228074中公开的数字照相机中包括的除尘装置中，一对压电装置被施加相位反转180度的电压，使得可以产生两种振动模式(即第18阶振动模式和第19阶振动模式)，并且两种振动模式被选择性地有效使用，从而去除附着到振动板表面的尘埃。

这里，以接近振动板的共振频率的频率驱动日本专利申请公开No.2003-348403和2008-228074的除尘装置，由此即使在较小的电压施加到压电装置时在振动板中也可产生较大的弯曲振动。

此外，压电装置的长度振动的幅度与由压电陶瓷的压电横向效应所得到的压电位移的幅度密切相关。

同时，当前在各种装置中使用的压电装置使用含有大量铅的压电材料，例如含有铅的锆钛酸铅(PZT：PbZr_1-XTi_XO₃)。然而，现已指出这种由含有大量铅的PZT制成的压电材料会不利于生态系统，因为例如当压电材料一旦被丢弃而暴露在酸雨中时，压电材料中的铅成分渗入土壤。有鉴于此，近年中，考虑到环境并遵守限制在各种产品中的铅的使用的规定，不含有铅或者含有微量铅的压电材料(无铅压电材料)及为此的产品的开发正在研究和考虑中。然而，还未实现各种属性等同于PZT的各种属性的无铅材料，仍然只有使用在质量上等同于PZT的无铅压电材料的商用化装置的少量例子。