灰尘去除装置、其制造方法和图像拾取设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及灰尘去除装置、灰尘去除装置的制造方法和图像拾取设备。具体而言， 本发明设及用于通过振动去除附着于并入图像拾取设备（诸如数字照相机）中或图像读取 设备（诸如扫描仪）中的光学部件的表面上的诸如灰尘的异物的灰尘去除装置、灰尘去除 装置的制造方法和包括灰尘去除装置的图像拾取设备。
【背景技术】
[0002] 在通过将图像信号转换成电信号来拍摄图像的诸如数字照相机的图像拾取设 备中，来自拍摄对象的光束被诸如电荷禪合器件（CCD)传感器或互补金属氧化物半导体 (CM0巧传感器的图像拾取元件接收。从图像拾取元件输出的光电转换之后的信号被转换成 图像数据，并且记录于诸如存储卡的记录介质上。在上述的图像拾取设备中，盖玻片（cover glass)、光学低通滤波器、红外吸收滤波器等布置于图像拾取元件的前侧（即，更接近对象 的那侧）。
[0003] 在运种类型的图像拾取设备中，如果诸如灰尘的异物附着于图像拾取元件的盖玻 片或滤波器的表面上，那么入射光会被异物拦截，并且，异物会作为黑点捕获于拍摄图像 中。在单镜头反射式照相机中，特别地，存在W下的可能性：当布置于图像拾取单元附近的 诸如快口和快速返回镜的机械操作部件操作时，会产生灰尘，并且，灰尘会在更换镜头时通 过镜头安装开口进入照相机。运些灰尘会附着于图像拾取元件的盖玻片或滤波器的表面 上。鉴于W上的情况，提出了分别具有用于去除附着于光学部件的表面上的灰尘的灰尘去 除装置的图像拾取设备和图像读取设备，其中，压电元件被设置在图像拾取元件的盖玻片 或滤波器上，并且，图像拾取元件的盖玻片或滤波器通过利用压电元件的振动而曲弯W沿 其厚度方向位移，由此导致灰尘脱离表面并且通过面外（out-of-plane)振动（W下，称为 "弯曲振动的exuralvibration)")被弹掉（参见专利文献任化）1和2)。
[0004] P化1和2分别公开了压电元件沿矩形光学滤波器（例如，低通滤波器或红外吸收 滤波器）的光学有效区域的边缘被布置于该光学有效区域外面，通过压电元件的振动去除 附着于光学有效区域表面上的灰尘。 阳00引 引文列表
[0006] 专利文献
[0007] ?化 1 日本专利公开No. 2008-227867
[0008] ?化 2 日本专利No. 4871802
【发明内容】
[0009] 技术问题
[0010] 但是，通过灰尘去除装置从振动板的表面飞散或落下的灰尘的一部分会通过静电 力的作用重复附着于振动的表面上。因此，重新附着于振动板的表面上的灰尘会拦截入射 光并且会重新作为黑点捕获于拍摄图像中。
[0011] 鉴于上述的问题，本发明提供可令人满意地去除附着于振动板的光学有效区域上 的灰尘的灰尘去除装置和灰尘去除装置的制造方法。本发明还提供可通过利用灰尘去除装 置来拍摄良好图像的图像拾取设备。 阳〇1引问题的解决问题
[0013] 更具体而言，本发明提供一种灰尘去除装置，至少包括振动板和设置在振动板的 表面上的一个或多个压电元件，其特征在于，振动板的表面至少包含具有大致直角方形形 状的光学有效区域B和位于光学有效区域B外面的外部区域A，其中，压电元件包含大致长 方体形状的压电材料和设置在压电材料的表面上W相互面对的至少第一电极和第二电极， 其中，假定光学有效区域B的四个边由一对边0和0'W及与该对边0和0'垂直的一对边 N和N'表示，那么压电元件沿其长度方向的边P被沿边0设置，并且其中，假定第一电极和 第二电极相互面对处的压电元件的边P的一部分的长度由PL表示，振动板的沿边0的方向 的一个边的长度由化表示，光学有效区域B的边0的长度由化表示，位于压电元件沿边0 的方向的一个端部中并且从作为光学有效区域B的边N或N'的延伸并且与压电元件相交 的线沿边P向内跨越长度b的区域由压电元件的近端区域O表示，位于从光学有效区域B 的边N和N'延伸的两条线之间并且不包含近端区域O的区域中的压电材料的压电常数 的绝对值由d表示，并且近端区域O中的压电常数的绝对值由d。表示，则满足化 >化〉01 W及d〉d。的关系，长度b满足化〉b〉0的关系。
[0014] 本发明还提供一种灰尘去除装置的制造方法，该灰尘去除装置至少包括振动板和 分别具有大致长方体形状且被设置在振动板的表面上的一个或多个压电元件，振动板在其 表面中至少包含具有大致直角方形形状的光学有效区域B和位于光学有效区域B外面的外 部区域A，压电元件包含压电材料、第一电极和第二电极，其特征在于，所述制造方法包括W 下步骤：将各压电元件固定于位于振动板的光学有效区域B外面的外部区域A上，使得当光 学有效区域B的四个边由一对边0和0'W及与该对边0和0'垂直的一对边N和N'表示 时，压电元件沿其长度方向的边P被沿边0设置；将位于压电元件沿边0的方向的一个端部 中并且从作为光学有效区域B的边N或N'的延伸并且与压电元件相交的线沿边P向内跨 越长度b的区域规定为压电元件的近端区域O 及在满足d〉d。的关系的同时，将向压电 元件供应AC电压的供电线热压接合于近端区域O上，运里，d表示近端区域OW外的区 域中的压电材料的压电常数的绝对值，d。表示近端区域O中的压电常数的绝对值。
[0015] 本发明还提供一种图像拾取设备，至少包括上述的灰尘去除装置和图像拾取元 件，其中，灰尘去除装置的振动板和图像拾取元件的光接收表面W共轴的关系被设置。
[0016] 参照附图阅读示例性实施例的W下说明，本发明的其它特征将变得清晰。
【附图说明】
[0017] 图1示出从光轴方向观看时的根据本发明的实施例的灰尘去除装置的一个例子。
[0018] 图2示出在本发明的实施例中使用的压电元件的一个例子。
[0019] 图3A和图3B示出在本发明的实施例中使用的压电元件的另一个例子。
[0020] 图4A和图4B示出从光轴方向观看时的根据本发明的实施例的灰尘去除装置的制 造方法的一个例子。
[0021] 图5示出根据本发明的实施例的图像拾取设备的一个例子。
【具体实施方式】
[0022] 首先，详细描述根据本发明的实施例的灰尘去除装置。
[0023]图1示出从光轴方向观看时的根据本发明的实施例的灰尘去除装置的一个例子。
[0024] 根据本发明的实施例的灰尘去除装置至少包括振动板20和设置在振动板20的表 面上的一个或多个压电元件30。振动板20的表面至少包含具有大致直角方形形状的光学 有效区域B和位于光学有效区域B外面的外部区域A。压电元件30包含大致长方体形状的 压电材料31和设置在压电材料的表面31上W相互面对的至少第一电极32和第二电极33。 假定光学有效区域B的四个边由一对边0和0'W及与该对边0和0'垂直的一对边N和 N'表示，那么压电元件30沿其长度方向的边P被沿边0设置。假定第一电极32和第二电 极33相互面对处的压电元件30的边P的一部分的长度由化表示，振动板20的沿边0的 方向的一个边的长度由化表示，边0的长度由化表示，位于压电元件30沿边0的方向的 一个端部中并且从作为光学有效区域B的边N或N'的延伸并且与压电元件30相交的线沿 边P向内跨越长度b的区域由压电元件的近端区域O表示，位于从光学有效区域B的边N 和N'延伸的两条线之间并且不包含近端区域O的区域中的压电材料31的压电常数的绝 对值由d表示，并且近端区域O中的压电常数的绝对值由d。表示，则满足化 >化〉化和 d〉d。的关系，长度b满足化〉b〉0的关系。
[0025] 本发明的实施例能够提供灰尘去除装置和图像拾取设备，其中，可通过在位于振 动板表面中的与图像拾取元件对应的光学有效区域外面的并且W小的振幅振动的地带中 俘获附着于振动板表面中的该光学有效区域的灰尘而不使灰尘向照相机内的振动板W外 的其它部件和空气中飞散，由此抑制从振动板表面飞散或落下的灰尘重新附着于光学有效 区域上并防止灰尘被图像拾取元件捕获，从而W良好的质量拍摄图像。
[00%] 根据本发明的实施例的灰尘去除装置至少包括振动板20和设置在振动板20的表 面上的一个或多个压电元件30。当压电元件30被设置在振动板20的表面上时，通过向压 电元件30施加AC电压驱动压电元件30,可在压电元件30与振动板20之间产生应力，并且 可在振动板20中产生弯曲振动。
[0027] 根据本发明的实施例的灰尘去除装置10的振动板20是具有大致长方体形状的板 状部件。振动板20的材料不限于特定的一种。但是，当灰尘去除装置10被用于光学领域 中时，希望振动板20由诸如滤光片（例如，低通滤波器或红外吸收滤波器）的透明部件或 反射部件形成。
[0028] 振动板20的表面包含具有大致直角方形形状的光学有效区域B和位于光学有效 区域B外面的外部区域A。
[0029] 光学有效区域B意味着作为振动板20的表面的一部分的要从中去除灰尘的区域。 当例如振动板20与图像拾取元件40组合时，光学有效区域B意味着运种样一个区域，即， 如果在该区域中存在灰尘，那么灰尘被图像拾取元件40捕获，并且入射于图像拾取元件40 上的光垂直穿过该区域。
[0030] 外部区域A意味着位于振动板20的与光学有效区域B所在的表面相同的表面上 并且作为振动板20的表面的一部分（该部分不包含光学有效区域B)的区域。由于外部区 域A不包含光学有效区域B，因此，当例如振动板20与图像拾取元件40组合时，可防止在外 部区域A中俘获的灰尘截取穿过光学有效区域B的光。而且，由于外部区域A位于光学有 效区域B外面，因此，光学有效区域B可在振动板20的中屯、部分中形成为最大化地较大区 域。
[0031] 运里，表述"大致直角方形形状"不限于方形或矩形，它包括基本上由四个边构成 并且具有直角四边形的圆角（roundedcorner)的形状或由四边形的相交的边形成的角度 稍微偏离90°的形状或通过斜切直角四边形的角而获得的实质多边形形状。
[0032] 根据本发明的实施例的灰尘去除装置10操作如下。通过驱动压电元件30,通过在 振动板20中产生的弯曲振动从光学有效区域B(即，图1中的被四个边0、0'、N和N'包 围的区域）去除附着于振动板20上的灰尘，并且，在振动板20的外部区域A中俘获灰尘。
[0033] 压电元件30被固定于振动板20上。希望压电元件30被固定于振动板20的端 部，使得即使当利用具有相对小尺寸的振动板20时，也可确保光学有效区域B为最大化地 较大区域。在本说明书中使用的表述"固定"、"安装"和"设置"不总是意味着两个部件的 直接接触。因此，可W根据需要在两个部件之间介入用作例如粘接剂的树脂、绝缘材料或金 属材料。压电元件30优选具有1000 ym或更小、且更优选具有IOOym或更大且500ym或 更小的厚度。如果厚度比1000ym大，那么压电元件30的膨胀和收缩将不太能传送到振动 板20。当厚度为IOOym或更大时，压电元件30具有足够的强度并且可被方便地操纵。因 此，运种范围的厚度是更优选的。 阳034]振动板20和压电元件30分别具有大致平行六面体（paralleIpiped)形状， 光学有效区域B具有大致直角方形形状。运里，希望具有大致长方体（rectangular parallelpiped)形状的振动板20和压电元件30中的每一个的一个边与具有大致直角方形 形状的光学有效区域B的一个边平行。运些边中的每一个与平行的偏离的优选在10°内。 通过布置上述的压电元件30、振动板20和光学有效区域B，光学有效区域B可形成为最大 化地较大区域。压电元件30可固定于振动板20的形成有光学有效区域B的同一表面或振 动板20的与形成有光学有效区域B的表面相反的表面上。此外，可设置多个压电元件30。 例如，虽然没有示出，但一对压电元件30可在大致对称的位置在光学有效区域B的两侧固 定于振动板20上，或者多个压电元件30可被并排固定。当压电元件30被设置为多个时， 压电元件30的数量优选为5个或更少。如果压电元件30的数量为6个或更多，那么制造 过程复杂化并且制造成本增加。
[0035] 运里，表述"大致长方体形状"不限于所有表面为矩形的六面体。因此，振动板20 和压