CN108476275B - 振动装置、该振动装置的驱动方法及相机 - Google Patents

振动装置、该振动装置的驱动方法及相机 Download PDF

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Abstract

提供一种振动装置，该振动装置能够将圆顶型盖部和外部透镜的水滴等去除，并且能够保持相机的视野清晰。振动装置(2)包括筒状振动体(12)以及与筒状振动体(12)的第一表面连接的透镜盖部(20)，筒状振动体(12)具有筒状构件(13)和压电振子(14)，透镜盖部(20)具有模态转换结合部(21)和配置于相机(1)的透镜(9)的前方的透光体部(22)，模态转换结合部(21)具有厚度比筒状构件(13)的厚度薄的薄壁部。

Description

振动装置、该振动装置的驱动方法及相机
技术领域
本发明涉及一种使用压电振子的振动装置、该振动装置的驱动方法及相机。
背景技术
目前，在相机等监视装置中需要始终使其视野保持清晰。特别地，对于用于车载用途等户外的相机，提出了各种用于去除雨滴等水滴的机构。在下述专利文献1中记载的带雨滴去除功能的相机中，在相机主体的前方配置有圆顶型盖部。在圆顶型盖部连接有圆筒部。在上述圆筒部的内侧面固定有压电振子。通过压电振子使圆筒部和圆顶型盖部振动。由此去除附着于圆顶型盖部的雨滴。在专利文献1中对下述内容进行了说明：通过使施加的频率变化来改变圆顶型盖部的振动的波节，从而能够对去除雨滴的位置进行改变。
此外，在下述专利文献2中记载的带雨滴去除功能的相机中，在相机主体的前方配置有压电振子、粘接剂以及外部透镜。在雨滴附着于外部透镜的情况下，通过驱动超声波换能器(日文：超音波トランスデューサー)使外部透镜振动。上述专利文献2对藉由上述振动去除雨滴或通过使雨滴雾状化来去除雨滴的内容进行了说明。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2012－138768号公报
专利文献2：日本专利特开2007－82062号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1和专利文献2记载的结构中，通过驱动压电振子使圆顶型盖部和外部透镜产生机械性共振，从而去除雨滴。通过机械性共振使水滴从液体蒸发为气体，从而去除水滴。但是，在利用上述机械性共振来去除水滴的方法中，在圆顶型盖部和外部透镜必定存在作为振动的波节的部分。因此，存在无法将位于振动的波节的部分的水滴去除的问题。
为了克服上述问题，例如，如专利文献1所述，通过改变振动模态来改变振动的波节的位置。但是，若在圆顶型盖部的位于相机的视野内的区域存在水滴，则在去除水滴时产生的雾可能会使相机的视野不清晰。此外，在圆顶型盖部和外部透镜的水滴雾化后的位置有时会残存水滴的残渣。也就是说，产生了下述技术问题：即使假定能够将位于振动的波节的部分的水滴去除，也不一定能够使相机的视野保持清晰。此外，不仅要求能够去除水滴，而且还要求能够去除乙醇等水以外的溶液、溶解有盐或防冻剂(氯化钙)等的水溶液、泥水等包括不溶解于水的杂质的液滴、或者咖啡等胶体溶液等。
本发明的目的是提供一种能够去除圆顶型盖部和外部透镜的水滴等并且能够使相机的视野保持清晰的振动装置和相机。本发明的另一目的是提供一种能够去除圆顶型盖部和外部透镜的水滴等并且能够使相机的视野保持清晰的振动装置的驱动方法。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的振动装置用于具有透镜的相机，其中，该振动装置包括：筒状振动体，该筒状振动体具有第一表面、与上述第一表面相反一侧的第二表面以及连接上述第一表面和上述第二表面的侧壁部，上述第一表面和上述第二表面开口；以及透镜盖部，该透镜盖部覆盖上述筒状振动体的一方的开口部，上述筒状振动体包括筒状构件和固定于上述筒状构件的压电振子，上述透镜盖部包括：筒状的模态转换结合部，该模态转换接合部与上述筒状振动体连接；以及透光体部，该透光体部接合于上述模态转换结合部的与连接有上述筒状振动体的一侧相反的一侧，上述透光体部具有配置于上述透镜的前方的透光性部分，上述模态转换结合部具有厚度比上述筒状构件的厚度薄的薄壁部。
在本发明的振动装置的一个特定的方面中，上述筒状振动体使上述透光体部以第一振动模态振动，上述第一振动模态是指下述模态：在使上述筒状振动体振动的情况下，上述透光体部在上述透光体部的相当于上述相机的视野部的第一区域内具有振动的波节，在上述透光体部的位于上述相机的视野部外的第二区域具有振动的波腹。
在本发明的振动装置的另一特定的方面中，沿上述筒状构件的周向配置有多个上述压电振子，从而在使上述筒状振动体振动的情况下，上述透光体部具有多个振动区域，在多个上述振动区域中，使相邻的振动区域以反相的方式振动。
在本发明的振动装置的又一特定的方面中，沿上述筒状构件的周向配置有一个上述压电振子，上述压电振子的厚度方向的极化方向沿周向是不相同的，从而在使上述筒状振动体振动的情况下，上述透光体部具有多个振动区域，在多个上述振动区域中，使相邻的振动区域以反相的方式振动。
在本发明的振动装置的又一特定的方面中，在上述第一振动模态的情况下，当从上述透光体部观察上述相机的上述透镜一侧时，上述第一振动模态的波节位于上述透光体部的与上述透镜重叠的区域。在这种情况下，能够更可靠地使附着于透光体部的与透镜重叠的上述区域的水滴等移动至透光体部的相当于相机的视野部的第一区域外，从而能够保持相机的视野清晰。
在本发明的振动装置的又一特定的方面中，上述筒状振动体使上述透光体部以在上述透光体部的上述第二区域使水滴等雾化的第二振动模态进行振动。在这种情况下，通过使移动而来的水滴等在视野部外雾化，能够在雾化前的状态下也保持相机的视野清晰。
在本发明的振动装置的又一特定的方面中，上述第二振动模态具有比上述第一振动模态的振幅大的振幅。在这种情况下，能够更可靠地使水滴等雾化。
在本发明的振动装置中，可以以隔开空间的方式配置上述透镜盖部和上述透镜。
本发明的相机包括：相机主体，该相机主体具有透镜模块；以及振动装置，该振动装置根据本发明而构成，在上述透镜盖部内配置有上述透镜模块。
本发明的另一相机包括：相机主体，该相机主体包括透镜模块，上述透镜模块具有位于最前方的透镜；以及筒状振动体，该筒状振动体与上述透镜模块连接，具有筒状的压电振子，并且具有相对的第一表面和第二表面，上述压电振子在上述筒状的形状中具有沿周向配制的多个振动区域，在上述多个振动区域中，相邻的振动区域构成为以反相的方式振动，上述筒状振动体使上述透镜模块以第一振动模态振动，上述第一振动模态是指下述模态：在使上述筒状振动体振动的情况下，位于上述最前方的透镜在相当于上述相机的视野部的第一区域内具有振动的波节，在上述透镜的位于上述相机的视野外的第二区域具有振动的波腹。
本发明的振动装置的驱动方法是根据本发明而构成的振动装置的驱动方法，其中，包括：通过使上述透光体部以上述第一振动模态振动来使附着于上述第一区域内的水滴等移动至上述相机的视野部外的上述第二区域的工序；以及使移动至上述透光体部的上述第二区域的水滴雾化的工序。
在本发明的振动装置的驱动方法的一个特定的方面中，上述雾化的工序是通过使上述透光体部以上述第二振动模态振动来使移动至上述透光体部的所述第二区域的水滴等雾化的工序。在这种情况下，能够使水滴等更迅速地移动至透光体部的第二区域侧，从而能够保持相机的视野清晰。
发明效果
根据本发明的振动装置、该振动装置的驱动方法以及相机，能够使附着于透镜盖部或露出于透镜模块的外部的透镜的水滴等移动至透光体部中相当于相机的视野部的第一区域外。此外，在上述透光体部的相当于相机的视野部外的第二区域将水滴等去除。因此，能够将圆顶型盖部和外部透镜的水滴等去除，并且能够保持相机的视野清晰。
附图说明
图1是具有本发明第一实施方式的振动装置的相机的正面剖视图。
图2是对第一实施方式所采用的振动装置进行说明的立体图。
图3的(a)～图3的(d)分别是为了对透光体部的振动模态进行说明而从水滴等附着于透光体部侧进行俯视观察的示意图。
图4的(a)是本发明第一实施方式所采用的筒状的压电振子的立体图，图4的(b)是沿图4的(a)中的X－X线的剖视图。
图5的(a)和图5的(b)分别是表示在筒状的压电振子的周向上相邻的区域处于相反方向的极化状态的结构的各示意俯视图。
图6的(a)和图6的(b)是表示对在筒状的压电振子的周向上相邻的区域以反相的方式进行驱动的电极配置的例子的各俯视图。
图7的(a)～图7的(e)是对本发明第一实施方式中使附着的水滴等从相当于透光体部的相机的视野部的区域内移动到区域外并通过雾化来除去上述附着的水滴等的一系列的工序进行说明的各示意图。
图8的(a)～图8的(c)是对通过第一振动模态而使水滴等移动的各工序进行说明的示意主视图。
图9是具有本发明第二实施方式的振动装置的相机的正面剖视图。
图10是对本发明第三实施方式的透镜盖部和压电振子进行说明的正面剖视图。
图11是对本发明第四实施方式的透镜盖部和压电振子的关系进行说明的正面剖视图。
图12是对本发明第五实施方式的相机中的透镜模块和压电振子的关系进行说明的正面剖视图。
图13是表示在本发明第一实施方式的振动装置的实验例中采用的振动模态的变位量分布状态的图。
图14的(a)～图14的(d)是对本发明第一实施方式的振动装置的实验例中的驱动电压和水滴的状态进行说明的各示意图。
具体实施方式
以下，通过参照附图对本发明的具体实施方式进行说明来明确本发明。
此外，预先指出，本说明书记载的各实施方式为例示，在不同的实施方式间能够进行结构的部分替换或组合。
图1是具有本发明第一实施方式的振动装置的相机的正面剖视图，图2是上述振动装置的分解立体图。相机1具有振动装置2。在振动装置2内收容有相机主体3。
相机主体3具有筒状的主体构件4。主体构件4的下端固定于底座板4a。在主体构件4的上端固定有拍摄部5。在拍摄部5内内置有包括拍摄元件的回路6。与拍摄部5相对地固定有透镜模块7。透镜模块7由筒状体构成，在该透镜模块7的内部设置有多个透镜9。
上述相机主体3的结构只要能够对位于透镜9前方的被拍摄物进行拍摄即可，不做特别的限定。
振动装置2具有筒状的壳体构件11。在本实施方式中，筒状的壳体构件11是圆筒状的。当然，壳体构件11也可是方筒状等其它的形状。壳体构件11例如由金属或合成树脂构成。
壳体构件11的下端固定于底座板4a。在壳体构件11的上端侧设置有向径向内侧突出的环状的突出部11a。突出部11a的上表面设置有圆环状的凹部11b。
在上述壳体构件11固定有筒状振动体12。筒状振动体12例如是朗之万型振子(日文：ランジュバン型振動子)。具体而言，筒状振动体12具有通过由金属板等构成的筒状构件13和由金属板等构成的模态转换结合部21将两个筒状的压电振子14夹住而形成的形状。电极引出部从一方的筒状的压电振子14的两个主表面被引出。筒状振动体12具有相对的第一表面和第二表面。
如图4的(a)和图4的(b)所示，上述压电振子14具有压电体层14a。在压电体层14a的整个上表面形成有电极12A。在压电体层14a的下表面的整个表面形成有电极12Z。如图5的(a)所示，上述筒状的压电体层14a被极化。在图5的(a)中示出了压电体层14a在该压电体层14a的厚度方向上沿相反方向极化为+和－。此外，筒状振动体12也可构成为仅包括压电振子14。
在上述筒状振动体12的第一表面连接有透镜盖部20。透镜盖部20具有模态转换结合部21和透光体部22。在上述透镜盖部20内收容有上述相机主体3。
上述模态转换结合部21的一端与筒状振动体12连接。在模态转换结合部21的另一端连接有透光体部22。模态转换结合部21具有薄壁部21c和厚壁部21d。薄壁部21c的厚度比厚壁部21d的厚度薄。模态转换结合部21具有在将由筒状振动体12产生的振动传递至透光体部22时对振动模态进行转换以及对振动进行放大的作用。此外，由于设置有薄壁部21c，因而能够起到放大作用。
上述模态转换结合部21以下述方式构成：若上述筒状振动体12的振动传递至模态转换结合部21，则通过该模态转换结合部21对上述振动模态进行转换，并且对振幅进行放大。
上述模态转换结合部21只要如上述那样起到对振动模态进行转换以及对振幅进行放大的作用即可，被设置成合适的形状。在本实施方式中，模态转换结合部21具有圆筒状的形状，在该模态转换结合部21的一端设置有凸缘部21a，在该模态转换结合部21的另一端设置有凸缘部21b。模态转换结合部21具有薄壁部21c和厚壁部21d。薄壁部21c的厚度比厚壁部21d的厚度薄。在凸缘部21b固定有透光体部22的凸缘部22a。
透光体部22由透光性材料、例如玻璃或合成树脂等构成。透光体部22具有位于透镜9的前方的部分，上述透镜9位于相机主体3的最前方。图1的虚线A表示相当于通过相机主体3的拍摄元件拍摄到的视野的部分。也就是说，由上述虚线A和透光体部22的外表面相交的部分围成的区域在透镜体部22中是相当于视野部的第一区域。
本实施方式的相机1的特征在于，包括振动装置2，该振动装置2包括上述筒状振动体12和透镜盖部20。
接着，对本实施方式的振动装置的动作进行说明。
图3的(a)～图3的(d)是对透光体部22以各种振动模态进行振动的情况下的变位状态进行说明的各示意图。图3的(a)～图3的(d)表示从水滴等附着于透光体部22侧对透光体部22进行俯视观察的情况下的振动的变位状态。
在图3的(a)～图3的(d)中，标注了斜线的阴影区域和白色区域以反相的方式变位。在图3的(a)～(d)中，最外周与白色区域和标注了斜线的阴影区域的边界为振动的波节。因此，例如，在如图3的(b)所示的振动中，最外周与标注了斜线的阴影圆的外周为振动的波节。此外，标注了斜线的阴影区域中由振动的波节围成的中央部和白色区域中位于振动的波节之间的中央部为振动的波腹。
如图3的(a)～图3的(d)的示意所示，圆形状构件的机械共振模态能够表示为(m，n)模态。此处，m是存在于径向的波节线的数量，n是存在于周向的波节线的数量。m、n是整数。因此，如图3的(a)所示的振动模态为(0，0)模态，图3的(b)为(1，0)模态，图3的(c)为(0，2)模态，图3的(d)为(1，2)模态。此外，也能够使用m为2以上、n为3以上的高阶的振动模态。
如上所述，为了使透光体部22产生n为1以上的(m，n)模态的振动，只要使上述筒状的压电振子14中相邻的区域的极化方向不同即可。例如，也可如图5的(a)所示，使隔着沿穿过压电振子14的中心的径向延伸的中心线S1的一方侧和另一方侧以+和－的符号所示的方式在厚度方向上沿相反方向极化。或者，也可如图5的(b)所示，使由中心线S1和与中心线S1正交的中心线S2驱动的四个区域中相邻的区域在厚度方向上沿相反方向极化。
在如图5的(a)和图5的(b)所示的极化结构的压电振子14中，只要在两个表面的整个表面设置电极即可。通过从两个表面的电极施加交流电压，在如图5的(b)的情况下，能够有效地以(0，2)模态或(1，2)模态进行激振。
或者，如图6的(a)所示，也可在筒状压电体14A中，在隔着中心线S1的一方侧设置激振电极12B，在另一方侧设置激振电极12C。在这种情况下，只要对压电体进行厚度方向相同的极化处理即可。此外，相同的是，只要在背面侧隔着中心线S1设置一方的电极和另一方的电极即可。另外，只要以彼此相反相位的电压对中心线S1的一方侧和另一方侧进行驱动即可。
此外，作为图5的(b)所示的极化状态的替代，如图6的(b)所示，也可在由中心线S1、S2围成的部分分别设置第一激振电极12D～第四激振电极12G。在这种情况下，以与第一激振电极12D～第四激振电极12G相对的方式在相反一侧的表面设置第五激振电极～第八激振电极。在这种情况下，只要对筒状压电体进行厚度方向相同的极化处理即可。此外，只要在相邻的区域间使驱动电压的相位彼此相反即可。
另外，在压电振子14中，在沿周向配置多个电极以使周向上相邻的区域内的电极不同的情况下，有时也在压电振子14和筒状构件13以及压电振子14和模态转换结合部21之间设置绝缘层以使上述电极不会经由筒状构件13和模态转换结合部21而发生短路。
关于本实施方式的振动装置的动作，对如图5的(a)所示那样使隔着沿穿过压电振子14的中心的径向延伸的中心线S1的一方侧和另一方侧以+和－的符号所示的方式在厚度方向上沿相反方向极化的结构进行说明。关于其它的部位，与之前所说明的结构相同。在驱动压电振子14的情况下，通过模态转换结合部21对振动模态进行转换，并且使振动传递至透光体部22。
在以如图3的(c)所示的模态的频率驱动的情况下，在振动的变位量较小的区域(振动的波节的区域)，水滴没有发生变化。另一方面，在振动的变位量较大的区域(振动的波腹的区域)，水滴由于振动而雾化。此外，在跨越振动的变位量较大的区域和振动的变位量较小的区域存在水滴的情况下，由于接触角之差而使水滴向振动的变位量较大的区域(振动的波腹的区域)移动。由于移动的目的地是振动的变位量较大的区域(振动的波腹的区域)，因而水滴发生雾化，从透光体部22上被除去。
通过结构、频率或所利用的振动模态进行合适的设计，能够将振动的变位量较大的区域(振动的波腹的区域)配置于相当于视野部外的第二区域。也就是说，使位于视野部的液滴向视野部外移动，并且使上述液滴在视野部外雾化。由此，即使在包括杂质的液滴的情况下，也不容易在视野部产生残留物。藉此，能够始终确保视野。
在上述振动装置2中，压电振子14在筒状的形状中具有沿周向配置的多个振动区域。在上述多个振动区域中，相邻的振动区域构成为能够以反相的方式振动。此外，在使筒状振动体12振动的情况下，在透光体部22的相当于相机1的视野部的第一区域内具有振动的波节，在透光体部22的相当于相机1的视野部外的第二区域内具有振动的波腹，以第一振动模态使透光体部22振动。
也就是说，在透光体部22以上述第一振动模态振动的情况下，在由图1的虚线A围成的透光体部22的第一区域内存在振动的波节，在上述区域外的第二区域存在振动的波腹。
因此，在以上述第一振动模态振动的情况下，图1所示的水滴B如箭头所示那样移动至视野部外。具体而言，水滴B相对于透光体部22的表面的接触角变小，水滴B在透光体部22的表面润湿扩散。此外，水滴B在透光体部22的表面变得容易移动。关于上述这点，随后参照图8的(a)～图8的(c)进行详细的说明。
此外，在本实施方式的相机1中，在上述第一振动模态的情况下从透光体部22观察相机主体3的最前方的透镜9侧时，较为理想的是，上述第一振动模态的波节位于透光体部22和透镜9重叠的区域。在上述情况下，能够更可靠地使上述水滴B移动至上述视野部外。
此外，在振动装置2中，通过使透光体部22以比第一振动模态的振幅大的振幅振动，也能够使移动至上述透光体部22的视野部外的区域的水滴B雾化。也就是说，较为理想的是，使透光体部22以第一振动模态振动后，使透光体部22以用于实现上述雾化的第二振动模态振动。
对振动装置2中用于去除水滴B的驱动方法进行详细的说明。
(第一驱动方法)
在使用(0，2)模态和(1，2)模态的情况下，通过使水滴等从振动的波节向振动的波腹移动后使之雾化来去除上述水滴等。根据图3的(c)和图3的(d)，由于透光体部的中央部为振动的波节，因而水滴等向透光体部的外周部移动。因此，能够使相机主体3的中央部的视野更加清晰。
首先，如图1所示，使水滴B附着于透光体部22。在这种情况下，如从透光体部22的前方观察的图7的(a)所示意的那样，水滴B位于由透光体部22的虚线A围成的区域、即相当于视野部的区域内。
在这种状态下，使透光体部22以上述第一振动模态振动。其结果是，如图7的(b)所示，水滴B相对于透光体部22的表面的接触角减小，从而使水滴B润湿扩散。在图7的(b)中，水滴B从相当于视野部的第一区域内到达第一区域外，但水滴B也可以仅存在于相当于视野部的第一区域内。
接着，使透光体部22以第一振动模态振动。其结果是，如图7的(c)和图7的(d)所示，水滴B从由虚线A围成的第一区域内移动至第一区域外。其原因是，当水滴B跨越振动的波节和波腹的情况下，在隔着振动的波节的一端侧和另一端侧，施加至水滴B的表面张力不同。参照图8的(a)～图8的(c)对上述情况进行说明。
在图8的(a)中将从侧面观察透光体部22的一部分的情况以平板状的构件的方式进行示意性的表示。在图8的(a)～图8的(c)中，在透光体部22的中央部存在振动的波节E，在透光体部22的端面存在振动的波腹F、G。从C至D的区域为振动较小的区域。从C至振动的波腹F的区域的振动比从C至D的区域的振动大。从D至振动的波腹G的区域的振动比从C至D的区域的振动大。
若透光体部22以上述第一振动模态振动，则例如图8的(b)所示的水滴B跨越作为振动较小的区域和振动较大的区域的边界D。因此，从透光体部22向水滴B的一端Ba施加的表面张力和向另一端Bb施加的表面张力不同。因此，如图8的(c)中的箭头所示，水滴B向透光体部22的外侧移动。
此外，水滴B不一定需要跨越C或D所示的部分。由于振幅从C和G所示的部分到波节E的范围内连续地变化，因而在图8的(a)所示的水滴B中，从透光体部22向水滴B的接近波节G侧的一端Ba施加的表面张力和向水滴B的接近波节E侧的另一端Bb施加的表面张力有较大的不同。因此，如图8的(b)所示，图8的(a)所示的水滴B以跨越D的方式移动。接着，如图8的(b)所示，在水滴B的跨越D的部分处，由于向水滴B的一端Ba施加的表面张力和向水滴B的另一端Bb施加的表面张力存在更大的不同，因此，水滴B从图8的(b)所示的状态如图8的(c)的箭头所示那样迅速地向透光体部22的外侧移动。
如上所述这样，则如图7的(d)所示，水滴B移动至相当于视野部外的第一区域外。
然后，如上所述，通过第一振动模态并使振幅增大的方式使移动至视野部外的水滴B雾化。在这种情况下，在振动的波腹的位置发生雾化。为了增大振幅，只要提高用于驱动筒状振动体12的压电振子14的驱动电压即可。因此，如图7的(e)所示，能够使附着于透光体部22的表面的水滴B消散。因此，采用振动装置2，能够可靠地去除透光体部22上的、特别是视野部的水滴等。
由于透光体部22的外周部被固定，因而最佳的是，将(1，2)模态作为第一振动模态。此外，也能够优选使用(0，2)模态、(1，1)模态、(0，1)模态。在这种情况下，能够有效地减小附着的水滴B相对于透光体部22的表面的接触角。
(第二驱动方法)
第二驱动方法是分两个阶段利用不同的模态的驱动方法。首先，以图3的(b)所示的(1，0)模态对振动装置2进行驱动。(第一振动模态)。藉此，使水滴等从振动的波节向振动的波腹移动。接着，以图3的(a)所示的(0，0)模态对振动装置2进行驱动。(第二振动模态)。由于(0，0)模态是不产生振动的波节的模态，因而该(0，0)模态能够获得比其它的模态的振幅大的振幅。藉此，进行水滴的雾化。
此外，为了对上述第二振动模态进行激振，在筒状的压电振子14中，在周向上相邻的区域的所有极化方向相同的情况下，只要施加同相的电压即可。作为另一方法，在沿周向分割有多个电极的情况下，只要将同相的电压以相位交替反转的方式施加于相邻的电极即可。此外，作为又一方法，也可在筒状的压电振子中，将周向上相邻的区域的极化方向交替地设为在厚度方向上相反的方向，并且将相位交替反转的电压施加至分割形成的多个电极。
(实验)
即使附着于相机的是乙醇等水以外的溶液、溶解有盐或防冻剂(氯化钙)等的水溶液、泥水等包括不溶解于水的杂质的液滴或者咖啡等胶体溶液等(以下称为液滴)，通过与上述相同的动作、现象，能够在构成物保持溶解的情况下使液滴移动至相当于视野部的第一区域外并且使该液滴在第一区域外雾化，从而消除附着于透光体部22的外表面的水滴。此时的作用与蒸发不同的是，能够不使液滴中的溶解物/杂质析出地消除各个液滴。
以下对采用第一实施方式的振动装置的第一实验例和第二实验例进行说明。
以下示出第一实施例的结果。第一实验例中采用的筒状振动体部12、模态转换结合部21和透光体部22的尺寸如下。
筒状振动体部12的尺寸：内径8.0mm、外径18.0mm、长度16.0mm。模态转换结合部21的尺寸：内径8.0mm、外径18.0mm、长度5.7mm。透光体部22的尺寸：球壳内径8.0mm、厚度1.0mm。
将大约0.4％的盐水(14g的氯化钠溶解于1L的水中而得到的水溶液)每次少量地滴加至透光体部22并使之连续雾化。具体而言，在一小时内滴加盐水15ml。进行雾化动作时的驱动频率被设为146kHz。驱动电压逐级地从0Vp－p扫掠至16Vp－p。振动模态被设为(1，2)模态。在图13中示出了振动模态的变位量分布状态。在图13中，A1～A4所示的区域是变位最大的区域。其它的深色区域的变位比浅色区域的变位小。水滴在示意图中以白色圆表示。水滴如箭头所示那样从变位较小的区域向变位较大的区域移动。在图14的(a)～图14的(d)中示出了驱动电压和此时的水滴的状态。图14的(a)～图14的(d)分别表示驱动电压为0V、4V、10V和16V时的水滴的状态。如图14的(c)所示，若驱动电压为10Vp－p，则由于水滴等的接触角开始变化而使水滴等移动。随后，若驱动电压为16Vp－p，则如图14的(d)所示，开始雾化。由于如上述那样扫掠驱动电压，因此，与水滴不移动的情况相比，能够减小进行雾化动作时所需要的驱动电压。在这种情况下，能够不使盐水所包括的氯化钠析出地通过使水溶液向第一区域外移动后使之雾化来消除上述水溶液。
此外，使用咖啡等胶体溶液和乙醇等水以外的溶液进行了相同的实验。在上述溶液的情况下，同样能够不使构成物在透光体部22析出地通过使上述溶液移动、雾化来消除附着于透光体部22的外表面的上述溶液。
另外，在液滴是泥水等包括不溶解于水的杂质的液滴的情况下，通过与上述相同的动作、现象，能够使视野内的包括杂质的液滴就这样在包括杂质的情况下移动至第一区域外。此外，通过向合适的方向(向下)设置本装置，并且通过使不溶解于水的杂质和水滴一起雾化或使较小的液滴在第一区域外聚集成一定程度大小的液滴并使之藉由自重落下，从而能够消除附着于透光体部22的外表面的水滴等。在杂质的量较多或较大的情况下，有时会发生在透光体部22残留有杂质的情况，但通过自重和在透光体部22产生的振动，能够使残留物落下。此外，由于杂质残留的区域为视野外，因此不会使透光体部22的视野模糊。
以下示出第二实施例的结果。第二实验例中采用的筒状振动体部12、模态转换结合部21和透光体部22的尺寸与第一实验例中采用的尺寸相同。
向从水平方向向下倾斜45°的方向配置本装置，将10g的普通土分散至90ml的水中而得到的液滴每次少量地滴加至透光体部22并使之连续地雾化。在这种情况下，在一小时内滴加15ml的上述液滴。通过使上述液滴就这样在包括杂质的情况下移动至视野外，然后使粒径较小的杂质与水一起雾化或是液滴在第一区域外聚集成较大的液滴并藉由自重落下，从而从透光体部22的外表面消除上述液滴。此外，虽然粒径较大的杂质会残留于透光体部22，但上述杂质残留的位置位于视野外。因此，相机功能不会产生问题，此外，若经过一定时间，则杂质会落下，从透光体部22的外表面被去除。
(第二实施方式～第五实施方式)
图9是表示第二实施方式的相机1A的正面剖视图。在相机1A中，相当于具有透光体部22的透镜盖部20的部分和相当于模态转换结合部21的部分由相同的材料一体地构成。关于其它点，相机1A和相机1相同。这样，可以一体地构成模态转换结合部21和透镜盖部20。在这种情况下，与相机1的情况相同地是，由于相机1A包括振动装置2，因此，能够可靠且容易地去除附着于透光体部22的相当于相机的视野的部分的水滴B。
另外，在一体地构成模态转换结合部21和透镜盖部20的情况下，以上述的(m，n)模态对由模态转换结合部21和透镜盖部20一体化而成的部分进行激振。因此，能够容易地将振动的波腹定位于比相当于相机1A的视野的部分靠外侧的区域。
此外，在第一实施方式的结构中，模态转换结合部21和透光体部22也可以没有凸缘部21b、22a。也就是说，作为独立构件的模态转换结合部21和透光体部22可以在没有凸缘部21b、22a的情况下接合。在这种情况下，如同使模态转换结合部21和透光体部22一体化那样以上述(m，n)模态进行激振。因此，能够容易地将振动的波腹定位于比相当于相机1A的视野部的部分靠外侧的区域。
在第一实施方式中，透镜盖部20具有模态转换结合部21，如图10所示的第三实施方式那样，透镜盖部20A也可仅具有圆顶状的透光体部22。此处，透镜盖部20A由圆顶状的透光体部22构成，并且直接固定于筒状振动体12。
此外，如图11所示的第四实施方式那样，可以不采用圆顶状的透镜盖部，而是采用圆筒状的透镜盖部20B。在透镜盖部20B中，在圆筒状构件21A的前方端固定有平板状的透光体部22A。透镜盖部20B直接固定于筒状振动体12。
如图10和图11所示，在本发明中，从透镜盖部20A、20B可知，对透镜盖部的形状没有特别的限定。
图12是表示在第五实施方式的相机31中采用的透镜模块32和压电振子14的关系的图。在本实施方式中，透镜模块32固定于筒状振动体12。在本实施方式的相机31中，作为图1所示的相机1中的透镜盖部20和透镜模块7的替代，采用透镜模块32。虽然在图12省略了图示，但上述透镜模块32替换了图1所示的相机主体3的透镜模块7。因此，相机31也包括具有透镜模块32的相机主体。
透镜模块32具有筒状外壳33。在筒状外壳33内收容有透镜34、35。透镜34、35收容于筒状支承构件37内。此外，在筒状外壳33的前方配置有最前方的透镜36。透镜36以将筒状外壳33的开口部关闭的方式固定于筒状外壳33。因此，在透镜模块32中，露出于外部的是最前方的透镜36的外表面。在这种情况下，在水滴等附着于透镜36的外表面的由虚线A所示的相当于相机31的视野部的第一区域内的情况下，与第一实施方式相同的是，能够通过使筒状振动体12振动、使水滴润湿扩散、使上述水滴移动至视野外并使之雾化来去除上述水滴。
符号说明
1、1A 相机；
2 振动装置；
3 相机主体；
4 主体构件；
4a 底座板；
5 拍摄部；
6 回路；
7 透镜模块；
9 透镜；
11 壳体构件；
11a 突出部；
11b 凹部；
12 筒状振动体；
12A、12Z 电极；
12B～12G 激振电极；
13 筒状构件；
14 压电振子；
14A 筒状压电体；
14a 压电体层；
20、20A、20B 透镜盖部；
21 模态转换结合部；
21A 圆筒状构件；
21a、21b 凸缘部；
21c 薄壁部；
21d 厚壁部；
22、22A 透光体部；
22a 凸缘部；
31 相机；
32 透镜模块；
33 筒状外壳；
34～36 透镜；
37 筒状支承构件。

Claims (11)

1.一种振动装置，用于具有透镜的相机，所述振动装置的特征在于，
包括：筒状振动体，该筒状振动体具有第一表面、与所述第一表面相反一侧的第二表面以及连接所述第一表面和所述第二表面的侧壁部，所述第一表面和所述第二表面开口；以及透镜盖部，该透镜盖部覆盖所述筒状振动体的一方的开口部，
所述筒状振动体包括筒状构件和固定于所述筒状构件的压电振子，
所述透镜盖部包括：筒状的模态转换结合部，该模态转换结合部与所述筒状振动体连接；以及透光体部，该透光体部接合于所述模态转换结合部的与连接有所述筒状振动体的一侧相反的一侧，所述透光体部具有配置于所述透镜的前方的透光性部分，
所述模态转换结合部具有厚度比所述筒状构件的厚度薄的薄壁部，
所述筒状振动体使所述透光体部以第一振动模态振动，所述第一振动模态是指下述模态：在使所述筒状振动体振动的情况下，所述透光体部在所述透光体部的位于所述相机的视野部的第一区域内具有振动的波节，在所述透光体部的位于所述相机的视野部外的第二区域具有振动的波腹。
2.如权利要求1所述的振动装置，其特征在于，
沿所述筒状构件的周向配置有多个所述压电振子，从而在使所述筒状振动体振动的情况下，所述透光体部具有多个振动区域，在多个所述振动区域中，使相邻的振动区域以反相的方式振动。
3.如权利要求1所述的振动装置，其特征在于，
沿所述筒状构件的周向配置有一个所述压电振子，所述压电振子的厚度方向的极化方向沿周向是不相同的，从而在使所述筒状振动体振动的情况下，所述透光体部具有多个振动区域，在多个所述振动区域中，使相邻的振动区域以反相的方式振动。
4.如权利要求1至3中任一项所述的振动装置，其特征在于，
在所述第一振动模态的情况下，当从所述透光体部观察所述相机的所述透镜一侧时，所述第一振动模态的波节位于所述透光体部的与所述透镜重叠的区域。
5.如权利要求1至3中任一项所述的振动装置，其特征在于，
所述筒状振动体使所述透光体部以第二振动模态进行振动，所述第二振动模态是指下述模态：在所述透光体部的所述第二区域使水滴或液滴雾化。
6.如权利要求5所述的振动装置，其特征在于，
所述第二振动模态具有比所述第一振动模态的振幅大的振幅。
7.如权利要求1至3中任一项所述的振动装置，其特征在于，
所述透镜盖部和所述透镜以隔开空间的方式配置。
8.一种相机，其特征在于，包括：
相机主体，该相机主体具有透镜模块；以及
权利要求1至7中任一项所述的振动装置，
在所述透镜盖部内配置有所述透镜模块。
9.一种相机，其特征在于，包括：
相机主体，该相机主体包括透镜模块，所述透镜模块具有位于最前方的透镜；以及
筒状振动体，该筒状振动体与所述透镜模块连接，具有筒状的压电振子，并且具有相对的第一表面和第二表面，
所述压电振子在所述筒状的形状中具有沿周向配置的多个振动区域，在多个所述振动区域中，相邻的振动区域构成为以反相的方式振动，
所述筒状振动体使所述透镜模块以第一振动模态振动，所述第一振动模态是指下述模态：在使所述筒状振动体振动的情况下，位于所述最前方的透镜在位于所述相机的视野部的第一区域内具有振动的波节，在所述透镜的位于所述相机的视野外的第二区域具有振动的波腹。
10.一种如权利要求1至7中任一项所述的振动装置的驱动方法，其特征在于，包括下述工序：
使所述透光体部以所述第一振动模态振动，从而使附着于所述第一区域内的水滴或液滴移动至所述相机的视野部外的所述第二区域；以及
使移动至所述透光体部的所述第二区域的水滴或液滴雾化。
11.一种如权利要求5或6所述的振动装置的驱动方法，其特征在于，包括下述工序：
使所述透光体部以所述第一振动模态振动，从而使附着于所述第一区域内的水滴或液滴移动至所述相机的视野部外的所述第二区域；以及
使移动至所述透光体部的所述第二区域的水滴或液滴雾化，
所述雾化的工序是下述工序：使所述透光体部以所述第二振动模态振动，从而使移动至所述透光体部的所述第二区域的水滴或液滴雾化。
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