[发明专利]异物清除单元和光学设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于清除诸如灰尘等的异物的异物清除单元和包括这一单元的光学设备。

背景技术

在诸如数字照相机等的通过将被摄体图像转换成电信号来进行摄像的光学设备中，图像传感器接收摄像光束并且输出光电转换信号。然后，光学设备将输出的光电转换信号转换成图像数据。在这种情况下，将光学低通滤波器或红外吸收滤波器配置在光学设备的图像传感器的被摄体侧。如果诸如灰尘等的异物附着到这类滤波器的表面，则附着异物的部分可能被包括为拍摄图像中的黑点，从而可能降低图像的视觉质量。

特别地，在具有可更换镜头的数字单镜头反光照相机中，诸如快门和快速返回镜等的机械操作单元被配置在图像传感器附近。因而这些操作单元可能产生诸如灰尘等的异物，并且异物可能附着至图像传感器或滤波器的表面。此外，当用户更换镜头时，异物可能通过镜头座的开口进入照相机的主体，然后可能附着至图像传感器或滤波器的表面。

为避免这一现象，已知一种通过使用压电元件振动被配置在图像传感器的被摄体侧的光学滤波器来清除附着至该光学滤波器表面的异物的方法。

在这一方法中，希望压电元件使光学滤波器以谐振频率振动以产生大的振动振幅，从而有效地清除异物。然而，光学滤波器的谐振频率是根据光学滤波器的外形、板厚和物理属性值所决定的。由于诸如加工精度和制造工艺等的导致差异的因素，谐振频率相对于各滤波器而不同。

日本特开2009-17461通过下面的技术解决这一问题，在该技术中，压电元件被配置在矩形光学滤波器的一边附近，并且与光学滤波器的该边平行。此外，与驱动电极分开地，将检测电极配置在压电元件的正面，并且将检测接地电极配置在压电元件的背面。然后，通过在利用可能的谐振频率运行压电元件来振动光学滤波器的情况下监视电极电压来搜索谐振频率。从而清除附着至光学滤波器表面的灰尘。

当光学滤波器振动时，在光学滤波器的边缘反射振动，因而反射振动和主振动相互干涉。振动间的这类干涉导致振动振幅的大小不均匀或者导致在光学滤波器中生成不同于压电元件直接生成的主振动的相位的振动相位。特别地，如果光学滤波器是矩形而不是圆形，则振动干涉的影响进一步增大。

结果，如果将振动检测电极配置在受振动干涉影响的部分处，则在电极电压中产生大小的不均匀和相位偏移。振动检测电极变得难以正确检测主振动。如果振动检测电极错误地检测主振动，则压电元件在目标谐振频率和相位的范围外振动光学滤波器，因而不能有效清除附着至光学滤波器的异物。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种异物清除单元，包括：光学构件，其被配置在光路中，呈矩形形状，并且设置有用于使光束通过的光学有效区域；以及压电元件，其包括压电构件以及形成在所述压电构件的表面上的驱动电极和传感器电极，其中，所述压电元件在所述光学有效区域外部沿着所述光学构件的一个边贴着所述光学构件的表面，以及其中，所述传感器电极以位于所述光学构件的被所述压电元件贴着的边的方向上的所述光学有效区域的范围内的方式形成在所述压电构件的表面上。

根据本发明的另一个方面，一种异物清除单元，包括：光学构件，其被配置在光路中，呈矩形形状，并且设置有用于使光束通过的光学有效区域；以及压电元件，其包括压电构件以及形成在所述压电构件的表面上的驱动电极和传感器电极，其中，所述压电元件在所述光学有效区域外部沿着所述光学构件的一个边贴着所述光学构件的表面，以及其中，所述传感器电极以位于在所述光学构件的被所述压电元件贴着的边的方向上生成的振动的多个波节之间的方式形成在所述压电构件的表面上。

根据本发明的又一个方面，一种光学设备，所述光学设备包括：光学构件，其被配置在光路中，呈矩形形状，并且设置有用于使光束通过的光学有效区域；以及压电元件，其包括压电构件以及形成在所述压电构件的表面上的驱动电极和传感器电极，其中，所述压电元件在所述光学有效区域外部沿着所述光学构件的一个边贴着所述光学构件的表面，以及其中，所述传感器电极以位于所述光学构件的被所述压电元件贴着的边的方向上的所述光学有效区域的范围内的方式形成在所述压电构件的表面上。