DE112016005987B4

DE112016005987B4 - Schwingungsvorrichtung und Kamera

Info

Publication number: DE112016005987B4
Application number: DE112016005987.6T
Authority: DE
Inventors: Kenji Nishiyama; Katsumi Fujimoto; Masanobu Nomura; Shinsuke Ikeuchi
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2015-12-25
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2023-02-16
Anticipated expiration: 2036-12-13
Also published as: WO2017110564A1; CN108370407B; JPWO2017110564A1; US20180210194A1; US10268039B2; CN108370407A; DE112016005987T5; JP6579200B2

Abstract

Eine Schwingungsvorrichtung, die folgende Merkmale aufweist:einen Tragekörper, der eine Hauptfläche und eine andere Hauptfläche umfasst und der ein Durchgangsloch umfasst, das hindurchgeht, um in der einen Hauptfläche und der anderen Hauptfläche geöffnet zu sein;ein erstes Schwingungselement, das auf einer Seite der einen Hauptfläche des Tragekörpers angeordnet ist; undein zweites Schwingungselement, das auf einer Seite der anderen Hauptfläche des Tragekörpers angeordnet ist,wobei das erste Schwingungselement einen ersten Schwingungskörper umfasst, der zumindest Lichtdurchlässigkeit aufweist,wobei das zweite Schwingungselement einen zweiten Schwingungskörper und einen an dem zweiten Schwingungskörper vorgesehenen piezoelektrischen Schwingungserzeuger umfasst,wobei der Tragekörper das erste Schwingungselement und das zweite Schwingungselement auf Außenkanten des ersten Schwingungselements und des zweiten Schwingungselements trägt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schwingungsvorrichtungen und Kameras, die piezoelektrische Schwingungserzeuger (Vibratoren) verwenden.
Stand der Technik
Für herkömmliche Kameras wurden bisher verschiedene Mechanismen zum Beseitigen von Wassertröpfchen wie beispielsweise Regentropfen vorgeschlagen. Bei der Kamera mit einer Regentropfenbeseitigungsfunktion, die in der nachstehend aufgeführten Patentschrift 1 beschrieben ist, ist vor dem Kamerakörper eine Linsenabdeckung vom Kuppeltyp angeordnet. Ein zylindrischer Röhrenabschnitt ist an die Linsenabdeckung angefügt. Ein piezoelektrischer Schwingungserzeuger ist an der Innenfläche des zylindrischen Röhrenabschnitts befestigt. Der piezoelektrische Schwingungserzeuger versetzt den zylindrischen Röhrenabschnitt und die Linsenabdeckung in Schwingung. Die Wassertröpfchen, die an der Linsenabdeckung anhaften, werden entsprechend beseitigt.
Aus der Druckschrift US 2012243093 A1 beschreibt Techniken, die verwendet werden können, um Kameralinsen in einer Kraftfahrzeugumgebung frei von Restflüssigkeit und Schmutz zu halten. Diese Druckschrift ist allgemein auf Oberflächenbehandlungen und Vorrichtungen gerichtet, die geeignet sind, ein optisches Element in einem sauberen Zustand zu halten oder auf andere Weise bei der Entfernung von Flüssigkeit, Reif, Eis, Schnee und Schmutz von dem optischen Element zu helfen.
Liste der aufgeführten Dokumente
Patentschriften

Patentschrift 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2012-138768
Patentschrift 2: US 2012243093 A1

Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der Kamera mit einer Regentropfenbeseitungsfunktion gemäß der Patentschrift 1 muss die Abdichtbarkeit in einem Anfügungsabschnitt zwischen der Linsenabdeckung und dem zylindrischen Röhrenabschnitt ausreichend erhöht werden, um die Zuverlässigkeit des Kamerakörpers zu verbessern. Da der oben beschriebene Anfügungsabschnitt schwingt, wird die Festigkeit der Anfügung hauptsächlich dadurch verbessert, dass die Breite des oben beschriebenen Anfügungsabschnitts vergrößert wird. In diesem Fall wird jedoch die Schwingung zum Beseitigen von Wassertröpfchen durchaus beeinträchtigt. Somit besteht beim Versuch, die Zuverlässigkeit des Kamerakörpers zu verbessern, eine Möglichkeit, dass die Wassertröpfchen, die an der Linsenabdeckung anhaften, nicht ausreichend beseitigt werden. Ferner besteht ein Bedarf daran, nicht nur Wassertröpfchen, sondern auch beispielsweise eine Lösung, die nicht Wasser ist, z. B. Ethanol, eine wässrige Lösung, in der Salz, ein Frostschutzmittel (Kalziumchlorid) oder dergleichen gelöst sind, Tröpfchen, die Verunreinigungen umfassen, die sich nicht in Wasser auflösen, z. B. schlammiges Wasser, oder eine kolloidale Lösung wie z. B. Kaffee, zu beseitigen.
Die vorliegende Erfindung ist darauf ausgerichtet, eine Schwingungsvorrichtung und eine Kamera bereitzustellen, die in der Lage sind, die Zuverlässigkeit eines Kamerakörpers zu verbessern und Wassertröpfchen und dergleichen, die an einer Linsenabdeckung anhaften, ausreichend zu beseitigen.
Lösung des Problems
Die Erfindung ist im beigefügten Anspruchssatz beschrieben.
Eine Schwingungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Tragekörper, der eine Hauptfläche und eine andere Hauptfläche umfasst und der ein Durchgangsloch umfasst, das hindurchgeht, um in der einen Hauptfläche und der anderen Hauptfläche geöffnet zu sein, ein erstes Schwingungselement, das auf einer Seite der einen Hauptfläche des Tragekörpers angeordnet ist, und ein zweites Schwingungselement, das auf einer Seite der anderen Hauptfläche des Tragekörpers angeordnet ist, wobei das erste Schwingungselement einen ersten Schwingungskörper umfasst, der zumindest Lichtdurchlässigkeit aufweist, wobei das zweite Schwingungselement einen zweiten Schwingungskörper und einen an dem zweiten Schwingungskörper vorgesehenen piezoelektrischen Schwingungserzeuger umfasst.
Bezüglich eines spezifischen Aspekts der Schwingungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung trägt der Tragekörper das erste Schwingungselement und das zweite Schwingungselement in einem Schwingungsknoten des ersten Schwingungselements und des zweiten Schwingungselements.
Bezüglich eines anderen spezifischen Aspekts der Schwingungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung trägt der Tragekörper das erste Schwingungselement und das zweite Schwingungselement auf Außenkanten des ersten Schwingungselements und des zweiten Schwingungselements.
Bezüglich eines wieder anderen spezifischen Aspekts der Schwingungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das erste Schwingungselement einen ersten piezoelektrischen Schwingungserzeuger, der an dem ersten Schwingungskörper vorgesehen ist, und ist der piezoelektrische Schwingungserzeuger des zweiten Schwingungselements ein zweiter piezoelektrischer Schwingungserzeuger, und sind der erste piezoelektrische Schwingungserzeuger und der zweite piezoelektrische Schwingungserzeuger so konfiguriert, dass sie mit zueinander entgegengesetzten Phasen schwingen. In diesem Fall bilden das erste Schwingungselement, das zweite Schwingungselement und der Tragekörper einen Schwingungserzeuger vom Typ einer gewölbten Stimmgabel. Somit kann die Zuverlässigkeit des Kamerakörpers weiter verbessert werden, und Wassertröpfchen und dergleichen, die an der Linsenabdeckung anhaften, können weiter beseitigt werden.
Bezüglich eines anderen spezifischen Aspekts der Schwingungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Tragekörper eine röhrenförmige Gestalt auf.
Bezüglich eines weiteren spezifischen Aspekts der Schwingungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das erste Schwingungselement eine Mehrzahl von Schwingungsregionen und sind benachbarte Schwingungsregionen bei der Mehrzahl von Schwingungsregionen dazu konfiguriert, mit zueinander entgegengesetzten Phasen zu schwingen. In diesem Fall kann ein Abschnitt des ersten Schwingungselements, in dem Wassertröpfchen und dergleichen beseitigt werden, nach Wunsch verändert werden.
Bezüglich eines wieder anderen spezifischen Aspekts der Schwingungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist der erste Schwingungskörper eine plattenartige Gestalt auf.
Bezüglich eines wieder anderen spezifischen Aspekts der Schwingungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist der erste Schwingungskörper eine kuppelartige Gestalt auf.
Bezüglich eines wieder anderen spezifischen Aspekts der Schwingungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist der zweite Schwingungskörper eine Lichtdurchlässigkeit und eine plattenförmige Gestalt auf.
Bezüglich eines wieder anderen spezifischen Aspekts der Schwingungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der zweite Schwingungskörper einen Hohlraum und einen Erstreckungsabschnitt, der sich von dem Hohlraum bis zu einer Seite erstreckt, die einer Seite, auf der sich das erste Schwingungselement befindet, gegenüberliegt.
Bezüglich eines wieder anderen spezifischen Aspekts der Schwingungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist ferner ein mit dem Tragekörper verbundenes Einfassungsbauglied enthalten und bilden das erste Schwingungselement, der Tragekörper und das Einfassungsbauglied einen Unterbringungsraum. In diesem Fall kann der Kamerakörper in dem Unterbringungsraum untergebracht sein.
Bezüglich eines breiteren Aspekts der Kamera gemäß der vorliegenden Erfindung sind die gemäß der vorliegenden Erfindung konfigurierte Schwingungsvorrichtung, ein in dem Unterbringungsraum untergebrachtes Linsenmodul und ein in dem Unterbringungsraum untergebrachtes Bilderzeugungselement (Abbildungselement) enthalten.
Bezüglich eines weiteren breiteren Aspekts der Kamera gemäß der vorliegenden Erfindung sind ein Linsenmodul, das die gemäß der vorliegenden Erfindung konfigurierte Schwingungsvorrichtung ist und eine Linse umfasst, und ein Bilderzeugungselement enthalten, und umfasst zumindest entweder das erste Schwingungselement und/oder das zweite Schwingungselement der Schwingungsvorrichtung die Linse.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung kann eine Schwingungsvorrichtung und eine Kamera bereitstellen, die in der Lage sind, die Zuverlässigkeit eines Kamerakörpers zu verbessern und Wassertröpfchen und dergleichen, die an einer Linsenabdeckung anhaften, ausreichend zu beseitigen.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsfrontansicht einer Kamera gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Schwingungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3(a) und 3(b) sind eine perspektivische Ansicht eines ersten piezoelektrischen Schwingungserzeugers, der bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-X in 3(a).
4 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Schwingungszustand eines ersten Schwingungselements und eines zweiten Schwingungselements gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
5 ist eine Querschnittsfrontansicht einer Schwingungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Querschnittsfrontansicht einer Schwingungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7(a) bis 7(d) sind schematische Diagramme zum Beschreiben von Schwingungsmoden des ersten Schwingungselements und des zweiten Schwingungselements.
8 ist eine Draufsicht auf ein erstes Schwingungselement gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine schematische Draufsicht auf eine Piezoelektrischer-Körper-Schicht eines ersten piezoelektrischen Schwingungserzeugers gemäß einer Variation des vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine Querschnittsfrontansicht einer Schwingungsvorrichtung einer Kamera gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine Querschnittsfrontansicht einer Schwingungsvorrichtung einer Kamera gemäß einer ersten Variation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
12 ist eine Querschnittsfrontansicht einer Schwingungsvorrichtung einer Kamera gemäß einer zweiten Variation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend durch Beschreibung spezifischer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verdeutlicht.
Es sei darauf hingewiesen, dass jedes der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele ein Beispiel ist und dass bei verschiedenen Ausführungsbeispielen teilweise Ersetzungen oder Kombinationen von Bestandteilen möglich sind.
1 ist eine Querschnittsfrontansicht einer Kamera gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Schwingungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Wie in 1 veranschaulicht ist, umfasst eine Kamera 10 eine Schwingungsvorrichtung 1. In der Schwingungsvorrichtung 1 ist ein Kamerakörper 12 untergebracht. Die Kamera 10 weist eine Höhenrichtung auf, die der Oberseite und der Unterseite der 1 entspricht. Die Oberseite und die Unterseite stellen hierin die Oberseite und die Unterseite in der oben beschriebenen Höhenrichtung dar.
Der Kamerakörper 12 umfasst ein Körperbauglied 13. Das untere Ende des Körperbauglieds 13 ist an einer Basisplatte 3 befestigt. Ein Bilderzeugungsabschnitt 14 ist an dem oberen Ende des Körperbauglieds 13 befestigt. In dem Bilderzeugungsabschnitt 14 ist eine Schaltung 15, die ein Bilderzeugungselement umfasst, integriert. Ein Linsenmodul 16 ist so befestigt, dass es dem Bilderzeugungsabschnitt 14 zugewandt ist. Das Linsenmodul 16 umfasst einen Außenwandabschnitt 16a. In dem Außenwandabschnitt 16a sind eine Mehrzahl von Linsen 17 vorgesehen.
Die Struktur des oben beschriebenen Kamerakörpers 12 unterliegt keiner besonderen Einschränkung, solange die Struktur ermöglicht, dass ein abgebildetes Subjekt, das vor den Linsen 17 positioniert ist, abgebildet wird.
Die Schwingungsvorrichtung 1 umfasst ein Einfassungsbauglied 2 und einen Schwingungserzeuger 9 vom Typ einer gewölbten Stimmgabel. Der Schwingungserzeuger 9 vom Typ einer gewölbten Stimmgabel besteht aus einem ersten Schwingungselement 5A, einem zweiten Schwingungselement 5B und einem Tragekörper 4.
Wie in 1 und 2 veranschaulicht ist, ist das Einfassungsbauglied 2 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wie eine zylindrische Röhre geformt. Das Einfassungsbauglied 2 kann eine andere Form, beispielsweise eine Form wie eine polygonale Röhre, aufweisen. Das Einfassungsbauglied 2 ist beispielsweise aus Metall oder Kunstharz hergestellt.
Das untere Ende des Einfassungsbauglieds 2 ist an der Basisplatte 3 befestigt. Das Einfassungsbauglied 2 und die Basisplatte 3 können einstückig gebildet sein.
Der Tragekörper 4 ist an das obere Ende des Einfassungsbauglieds 2 angefügt. Der Tragekörper 4 weist eine flächige Form wie ein Sprengring auf und umfasst eine erste Hauptfläche 4d als eine Hauptfläche und umfasst eine zweite Hauptfläche 4e als eine weitere Hauptfläche. Der Tragekörper 4 umfasst ein Durchgangsloch, das hindurchgeht, um in der ersten Hauptfläche 4d und der zweiten Hauptfläche 4e geöffnet zu sein, und ist in der Mitte der ersten Hauptfläche 4d und der zweiten Hauptfläche 4e positioniert. Auf der Oberseite des oben beschriebenen Durchgangslochs in der ersten Hauptfläche 4d erstreckt sich ein Erstreckungsabschnitt 4a. Auf der Unterseite des oben beschriebenen Durchgangslochs in der zweiten Hauptfläche 4e erstreckt sich ein Erstreckungsabschnitt 4b. Der Tragekörper 4 trägt die Außenkanten des ersten Schwingungselements 5A und des zweiten Schwingungselements 5B, die nachstehend beschrieben werden. Der Tragekörper 4 ist beispielsweise aus Metall, Kunstharz oder einem keramischen Material hergestellt.
Das erste Schwingungselement 5A, das wie eine kreisförmige Platte geformt ist, ist an das obere Ende des Erstreckungsabschnitts 4a des Tragekörpers 4 angefügt. Das erste Schwingungselement 5A umfasst einen ersten Schwingungskörper 5A 1, der wie eine kreisförmige Platte geformt ist. Der erste Schwingungskörper 5A1 weist eine Lichtdurchlässigkeit auf. Ein erster piezoelektrischer Schwingungserzeuger 5A2, der wie ein Sprengring geformt ist, ist an dem ersten Schwingungskörper 5A1 und auf der Seite vorgesehen, die der Seite, auf der sich der Tragekörper 4 befindet, gegenüberliegt. Der erste piezoelektrische Schwingungserzeuger 5A2 wird angeregt, indem eine Wechselspannung an den ersten piezoelektrischen Schwingungserzeuger 5A2 angelegt wird. Demgemäß schwingt der erste Schwingungskörper 5A1. Der erste Schwingungskörper 5A1 ist aus einem lichtdurchlässigen Material wie z. B. Glas oder Kunstharz hergestellt.
Das zweite Schwingungselement 5B ist an das untere Ende des Erstreckungsabschnitts 4b des Tragekörpers 4 angefügt. Das zweite Schwingungselement 5B ist so vorgesehen, dass es dem ersten Schwingungselement 5A zugewandt ist. Das zweite Schwingungselement 5B umfasst einen zweiten Schwingungskörper 5B1. Der zweite Schwingungskörper 5B1 weist eine flächige Form wie beispielsweise ein Sprengring auf und umfasst einen Hohlraum. Der zweite Schwingungskörper 5B1 weist einen Erstreckungsabschnitt 5B1b auf, der sich von dem Hohlraum zu der Seite hin erstreckt, die der Seite, auf der sich das erste Schwingungselement 5A befindet, gegenüberliegt. Ein zweiter piezoelektrischer Schwingungserzeuger 5B2, der wie ein Sprengring geformt ist, ist auf dem zweiten Schwingungskörper 5B1 und auf derjenigen Seite vorgesehen, die der Seite, auf der sich das erste Schwingungselement 5A befindet, gegenüberliegt. Der zweite piezoelektrische Schwingungserzeuger 5B2 ist so vorgesehen, dass er den Erstreckungsabschnitt 5B1b umgibt. Der zweite piezoelektrische Schwingungserzeuger 5B2 wird angeregt, indem eine Wechselspannung an den zweiten piezoelektrischen Schwingungserzeuger 5B2 angelegt wird. Demgemäß schwingt der zweite Schwingungskörper 5B1.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der zweite Schwingungskörper 5B1 eine Lichtdurchlässigkeit auf. Der zweite Schwingungskörper 5B1 ist aus einem lichtdurchlässigen Material wie z. B. Glas oder Kunstharz hergestellt. Der zweite Schwingungskörper 5B1 weist eventuell keine Lichtdurchlässigkeit auf. Die flächigen Formen des ersten Schwingungselements 5A, des zweiten Schwingungselements 5B und des Tragekörpers 4 können jeweils durch eine Form ersetzt sein, die sich von einer kreisförmigen Form unterscheidet, die beispielsweise eine rechteckige Form sein kann. Der Tragekörper 4 kann eine röhrenförmige Gestalt aufweisen, beispielsweise eine Form wie eine zylindrische Röhre oder eine polygonale Röhre.
Der Tragekörper 4 ist zwischen dem ersten Schwingungselement 5A und dem zweiten Schwingungselement 5B angeordnet und fügt das erste Schwingungselement 5A und das zweite Schwingungselement 5B aneinander an. Folglich wird der Schwingungserzeuger 9 vom Typ einer gewölbten Stimmgabel gebildet. Obwohl die Einzelheiten nachstehend beschrieben werden, ist der Tragekörper 4 in einem Schwingungsknoten des Schwingungserzeugers 9 vom Typ einer gewölbten Stimmgabel positioniert. Das heißt, der Tragekörper 4 trägt das erste Schwingungselement 5A und das zweite Schwingungselement 5B in einem Schwingungsknoten des ersten Schwingungselements 5A und des zweiten Schwingungselements 5B.
Wie in 1 veranschaulicht ist, bilden bei der Schwingungsvorrichtung 1 das Einfassungsbauglied 2, der Tragekörper 4 und das erste Schwingungselement 5A einen Unterbringungsraum A. Der Unterbringungsraum A wird gebildet, indem er mit der Basisplatte 3 geschlossen und hermetisch abgedichtet wird. In dem Unterbringungsraum A sind das Linsenmodul 16 und der Kamerakörper 12 mit dem Bilderzeugungselement untergebracht.
Vor der Linse 17 in der vordersten Position vor dem Kamerakörper 12 ist das erste Schwingungselement 5A positioniert. Das erste Schwingungselement 5A ist die Linsenabdeckung der Kamera 10. Der Kamerakörper 12 bildet einen Außenseitenabschnitt des ersten Schwingungskörpers 5A1, der Lichtdurchlässigkeit aufweist, ab. Das erste Schwingungselement 5A wird wie oben beschrieben in Schwingung versetzt, und Wassertröpfchen, die an dem ersten Schwingungselement 5A und dergleichen anhaften, werden beseitigt, indem sie zerstäubt oder bewegt werden. Folglich kann die Sichtweite des Ka-merakörpers 12 verbessert werden.
Ein Merkmal der Kamera 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht darin, dass der Tragekörper 4 das erste Schwingungselement 5A und das zweite Schwingungselement 5B in dem Schwingungsknoten des ersten Schwingungselements 5A und des zweiten Schwingungselements 5B trägt.
Ein Abschnitt, an dem der Tragekörper 4 an das Einfassungsbauglied 2 angefügt ist, wird hier als Anfügungsabschnitt 4c bezeichnet. Da der Tragekörper 4 in dem oben beschriebenen Schwingungsknoten positioniert ist, schwingt der Anfügungsabschnitt 4c zu diesem Zeitpunkt kaum. Somit kann die Abdichtbarkeit des Unterbringungsraums A sogar dann effektiv verbessert werden, wenn die Amplitude der Schwingung zum Beseitigen von Wassertröpfchen und dergleichen erhöht wird. Somit kann die Zuverlässigkeit des Kamerakörpers 12 verbessert werden. Außerdem ist es sogar dann, wenn der Tragekörper 4 an das Einfassungsbauglied 2 angefügt ist, unwahrscheinlich, dass die Schwingung des ersten Schwingungselements 5A und des zweiten Schwingungselements 5B beeinträchtigt wird.
Folglich können Wassertröpfchen, die an dem ersten Schwingungselement 5A und dergleichen anhaften, ausreichend beseitigt werden.
Nachstehend werden die Einzelheiten des oben beschriebenen Schwingungserzeugers 9 vom Typ einer gewölbten Stimmgabel beschrieben, der aus dem ersten Schwingungselement 5A, dem zweiten Schwingungselement 5B und dem Tragekörper 4 gebildet ist.
Eine Schwingung vom Typ einer gewölbten Stimmgabel ist eine Schwingung, bei der eine Mode erscheint, bei der dann, wenn zwei Schwingungselemente (das erste Schwingungselement 5A und das zweite Schwingungselement 5B) mit ungefähr identischen Eigenresonanzfrequenzen gekoppelt werden, eine gegenseitige Resonanz und antisymmetrische Schwingung bewirkt werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Eigenresonanzfrequenzen des ersten Schwingungselements 5A und des zweiten Schwingungselements 5B identisch. Die Eigenresonanzfrequenzen des ersten Schwingungselements 5A und des zweiten Schwingungselements 5B können dazu gebracht werden, übereinzustimmen, indem die jeweilige Dicke, Größe und dergleichen des ersten Schwingungselements 5A und des zweiten Schwingungselements 5B angepasst werden. Die Schwingungsmoden des ersten Schwingungselements 5A und des zweiten Schwingungselements 5B sind zueinander antisymmetrisch.
Wie in 3(a) und 3(b) veranschaulicht ist, umfasst der erste piezoelektrische Schwingungserzeuger 5A2 eine Piezoelektrischer-Körper-Schicht 8. Die Piezoelektrischer-Körper-Schicht 8 weist eine Polarisationsachsenrichtung auf. Die Polarisationsachsenrichtung ist eine Richtung, die parallel zu einer Dickenrichtung der Piezoelektrischer-Körper-Schicht 8 ist. Die Piezoelektrischer-Körper-Schicht 8 kann aus geeigneten Piezokeramiken wie z. B. Pb(Zr,Ti)O₃ oder (K,Na)NbO₃ hergestellt sein. Als weiteres Beispiel kann die Piezoelektrischer-Körper-Schicht 8 aus piezoelektrischem Monokristall wie z. B. LiTaO₃ oder LiNbO₃ hergestellt sein.
Eine Elektrode 7a ist auf der gesamten oberen Fläche der Piezoelektrischer-Körper-Schicht 8 gebildet. Eine Elektrode 7b ist auf der gesamten unteren Fläche der Piezoelektrischer-Körper-Schicht 8 gebildet. Die Elektroden 7a und 7b bestehen jeweils beispielsweise aus einem Mehrschichtkörper, bei dem eine NiCr-Schicht, eine NiCu-Schicht und eine Ag-Schicht sequenziell von der Seite der Piezoelektrischer-Körper-Schicht 8 aus laminiert sind. Die Materialien für die Elektroden 7a und 7b unterliegen keiner besonderen Einschränkung.
Die Elektroden 7a und 7b können jeweils aus einer Metallschicht hergestellt sein, die eine Einzelschicht ist.
Es wird erneut auf 1 Bezug genommen, und der zweite piezoelektrische Schwingungserzeuger 5B2 weist eine Struktur auf, die derjenigen des ersten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 5A2 ungefähr ähnlich ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Polarisationsachsenrichtungen des ersten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 5A2 und des zweiten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 5B2 dieselben Richtungen. Der erste piezoelektrische Schwingungserzeuger 5A2 und der zweite piezoelektrische Schwingungserzeuger 5B2 werden mit zueinander entgegengesetzten Phasen angeregt, indem Wechselspannungen mit zueinander entgegengesetzten Phasen an den ersten piezoelektrischen Schwingungserzeuger 5A2 und den zweiten piezoelektrischen Schwingungserzeuger 5B2 angelegt werden. Somit sind der erste piezoelektrische Schwingungserzeuger 5A2 und der zweite piezoelektrische Schwingungserzeuger 5B2 dazu konfiguriert, mit zueinander entgegengesetzten Phasen zu schwingen.
Die Polarisationsachsenrichtungen des ersten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 5A2 und des zweiten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 5B2 können zueinander entgegengesetzte Richtungen sein. In diesem Fall werden der erste piezoelektrische Schwingungserzeuger 5A2 und der zweite piezoelektrische Schwingungserzeuger 5B2 mit zueinander entgegengesetzten Phasen angeregt, indem Wechselspannungen mit denselben Phasen an den ersten piezoelektrischen Schwingungserzeuger 5A2 und den zweiten piezoelektrischen Schwingungserzeuger 5B2 angelegt werden.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Schwingungszustand des ersten Schwingungselements und des zweiten Schwingungselements gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Die abwechselnden langen und kurzen gestrichelten Linien geben schematisch die Schwingung des ersten Schwingungselements und des zweiten Schwingungselements an. 4 bezeichnet die Schwingung in der (0,0)-Mode, die nachstehend beschrieben wird.
Wie in 4 veranschaulicht ist, sind das erste Schwingungselement 5A und das zweite Schwingungselement 5B dazu konfiguriert, mit zueinander entgegengesetzten Phasen bei identischen Eigenresonanzfrequenzen angeregt zu werden. Folglich kann ein Abschnitt, in dem der Tragekörper 4 angeordnet ist, als Schwingungsknoten dienen. Der oben beschriebene Schwingungserzeuger 9 vom Typ einer gewölbten Stimmgabel ist auf diese Weise konfiguriert.
Die Eigenresonanzfrequenzen des ersten Schwingungselements 5A und des zweiten Schwingungselements 5B müssen nicht vollständig identisch sein. Die Eigenresonanzfrequenzen des ersten Schwingungselements 5A und des zweiten Schwingungselements 5B können fast identisch sein, solange die Frequenzen ermöglichen, dass das erste Schwingungselement 5A und das zweite Schwingungselement 5B so schwingen, dass der Abschnitt, in dem der Tragekörper 4 angeordnet ist, als Schwingungsknoten dienen kann.
Wie in 1 veranschaulicht ist, ist der Kamerakörper 12 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in dem Hohlraum des zweiten Schwingungselements 5B positioniert. Die Linse 17 in der vordersten Position vor dem Kamerakörper 12 ist in der Höhenrichtung zwischen dem ersten Schwingungselement 5A und dem zweiten Schwingungselement 5B positioniert. Von dem ersten Schwingungselement 5A und dem zweiten Schwingungselement 5B ist lediglich das erste Schwingungselement 5A vor dem Kamerakörper 12 positioniert. Folglich kann die Sichtweite des Kamerakörpers 12 günstiger gestaltet werden. Außerdem kann eine Verringerung des Profils der Kamera 10 erzielt werden.
Wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es vorzuziehen, dass der erste piezoelektrische Schwingungserzeuger 5A2 und der zweite piezoelektrische Schwingungserzeuger 5B2 weiter auf der Seite jeder Mitte des ersten Schwingungselements 5A und des zweiten Schwingungselements 5B angeordnet sind als der Schwingungsknoten des ersten Schwingungselements 5A und des zweiten Schwingungselements 5B. In diesem Fall können das erste Schwingungselement 5A und das zweite Schwingungselement 5B in Abschnitten, die nahe an den Außenkanten des ersten Schwingungselements 5A und des zweiten Schwingungselements 5B liegen, an den Tragekörper 4 angefügt sein. Folglich kann die Fläche eines Abschnitts, der schwingt, um Wassertröpfchen und dergleichen in der Sicht der Kamera 10 zu beseitigen, vergrößert werden, die in der Gesamtfläche des ersten Schwingungselements 5A enthalten ist. Folglich können Wassertröpfchen und dergleichen effizient beseitigt werden.
Es ist stärker vorzuziehen, dass der Schwingungsknoten des ersten Schwingungselements 5A an der Außenkante des ersten Schwingungselements 5A positioniert ist, und wünschenswerterweise ist der Tragekörper 4 an die Außenkante angefügt. Somit wird keine Ausbreitung der Schwingung nach außen in dem Abschnitt des ersten Schwingungselements 5A erzeugt, wo der Tragekörper 4 in einer Draufsicht angefügt ist. Folglich kann das erste Schwingungselement 5A effizienter in Schwingung versetzt werden, und Wassertröpfchen und dergleichen können effizienter beseitigt werden.
Stärker bevorzugt ist der Schwingungsknoten des ersten Schwingungselements 5A und des zweiten Schwingungselements 5B an den Außenkanten des ersten Schwingungselements 5A und des zweiten Schwingungselements 5B positioniert, und es ist wünschenswert, dass der Tragekörper 4 an die Außenkanten des ersten Schwingungselements 5A und des zweiten Schwingungselements 5B angefügt ist. Folglich kann zusätzlich zu dem oben beschriebenen Effekt eine Verringerung der Größe der Kamera 10 gefördert werden.
Wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es vorzuziehen, dass das Einfassungsbauglied 2 und das zweite Schwingungselement 5B mit einem zwischen denselben angeordneten Zwischenraum versehen sind. Folglich ist es unwahrscheinlich, dass die Schwingung des zweiten Schwingungselements 5B beeinträchtigt wird.
5 ist eine Querschnittsfrontansicht einer Schwingungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Eine Schwingungsvorrichtung 21 unterscheidet sich von der Schwingungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass ein zweiter Schwingungskörper 25B1 wie eine kreisförmige Platte geformt ist. Mit Ausnahme der oben beschriebenen Punkte weist die Schwingungsvorrichtung 21 eine ähnliche Struktur auf wie die Schwingungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Auch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel die Zuverlässigkeit des Kamerakörpers verbessert werden, und Wassertröpfchen und dergleichen, die an einem ersten Schwingungselement 5A anhaften, können ausreichend beseitigt werden.
Ein erster Schwingungskörper 5A1 und der zweite Schwingungskörper 25B1 sind jeweils wie eine kreisförmige Platte geformt und weisen keine komplizierte Form auf. Folglich können die Eigenresonanzfrequenzen des ersten Schwingungselements 5A und eines zweiten Schwingungselements 25B ohne Weiteres identisch gestaltet werden.
Bei der Schwingungsvorrichtung 21 weisen das erste Schwingungselement 5A und das zweite Schwingungselement 25B identische Formen auf. Folglich kann die Produktivität verbessert werden.
6 ist eine Querschnittsfrontansicht einer Schwingungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
Eine Schwingungsvorrichtung 31 unterscheidet sich von der Schwingungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass ein erster Schwingungskörper 35A1 eine kuppelartige Gestalt aufweist und ein Tragekörper 34 keine Erstreckungsabschnitte umfasst, die sich nach oben und nach unten erstrecken. Die jeweilige Anordnung eines ersten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 35A2 und eines zweiten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 35B2 unterscheiden sich ebenfalls von denen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Mit Ausnahme der oben beschriebenen Punkte weist die Schwingungsvorrichtung 31 eine ähnliche Struktur auf wie die Schwingungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Der erste Schwingungskörper 35A1 und ein zweiter Schwingungskörper 5B1 sind so gebildet, dass die Eigenresonanzfrequenzen des ersten Schwingungselements 35A und eines zweiten Schwingungselements 5B identisch sind. Der erste piezoelektrische Schwingungserzeuger 35A2 ist auf der Seite des Tragekörpers 34 des ersten Schwingungselements 35A vorgesehen. Der zweite piezoelektrische Schwingungserzeuger 35B2 ist ebenfalls auf der Seite des Tragekörpers 34 des zweiten Schwingungselements 5B vorgesehen. Der erste piezoelektrische Schwingungserzeuger 35A2 und der zweite piezoelektrische Schwingungserzeuger 35B2 stehen teilweise in Kontakt mit dem Tragekörper 34. Im Einzelnen werden die Außenkanten des ersten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 35A2 und des zweiten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 35B2 durch den Tragekörper 34 getragen, während die Innenkanten derselben nicht durch den Tragekörper 34 getragen werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Polarisationsachsenrichtungen des ersten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 35A2 und des zweiten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 35B2 zueinander entgegengesetzte Richtungen.
Der Tragekörper 34 ist aus einem geeigneten Metall herstellt. Der Tragekörper 34 fungiert als Außenelektrode, die den ersten piezoelektrischen Schwingungserzeuger 35A2 und den zweiten piezoelektrischen Schwingungserzeuger 35B2 elektrisch mit dem Außen verbindet.
Somit werden bei der Schwingungsvorrichtung 31 Wechselspannungen mit denselben Phasen an den ersten piezoelektrischen Schwingungserzeuger 35A2 und den zweiten piezoelektrischen Schwingungserzeuger 35B2 angelegt. Da die Polarisationsachsenrichtungen des ersten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 35A2 und des zweiten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 35B2 zueinander entgegengesetzte Richtungen sind, schwingen der erste piezoelektrische Schwingungserzeuger 35A2 und der zweite piezoelektrische Schwingungserzeuger 35B2 mit zueinander entgegengesetzten Phasen.
Auch schwingen bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das erste Schwingungselement 35A und das zweite Schwingungselement 5B so, dass der Abschnitt, in dem der Tragekörper 34 angeordnet ist, als Schwingungsknoten dient. Somit kann die Abdichtbarkeit bei der Schwingungsvorrichtung 31 verbessert werden, und die Zuverlässigkeit des Kamerakörpers kann erhöht werden. Ferner können Wassertröpfchen und dergleichen, die an dem ersten Schwingungselement 35A anhaften, ausreichend entfernt werden.
Der Tragekörper 34 kann aus einem Isolator gebildet sein, und Elektroden können auf einer ersten Hauptfläche und einer zweiten Hauptfläche des Tragekörpers 34 vorgesehen sein. Eine Elektrode auf der ersten Hauptfläche des Tragekörpers 34 kann mit einer Elektrode des ersten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 35A2 verbunden sein, und eine Elektrode auf der zweiten Hauptfläche des Tragekörpers 34 kann mit einer Elektrode des zweiten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 35B2 verbunden sein. In diesem Fall können die Polarisationsachsenrichtungen des ersten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 35A2 und des zweiten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 35B2 dieselben Richtungen sein oder können zueinander entgegengesetzte Richtungen sein.
Das erste bis dritte Ausführungsbeispiel stellen Beispiele dar, bei denen jeweils die Anzahl von Schwingungsregionen des ersten Schwingungselements eins beträgt. Nachstehend beschrieben wird ein Beispiel, bei dem das erste Schwingungselement eine Mehrzahl von Schwingungsregionen aufweist.
Schwingungsmoden des ersten Schwingungselements werden nun unter Bezugnahme auf 7(a) bis 7(d), die nachstehend erwähnt sind, beschrieben.
7(a) bis 7(d) sind schematische Diagramme zum Beschreiben der Schwingungsmoden des ersten Schwingungselements und des zweiten Schwingungselements. In 7(a) veranschaulicht das obere die Schwingung in einem Fall, in dem das erste Schwingungselement als Ebene betrachtet wird, während das untere die Schwingung in einem Fall veranschaulicht, in dem das zweite Schwingungselement als Ebene angesehen wird. Dasselbe gilt für 7(b) bis 7(d).
Bei 7(a) bis 7(d) sind die Regionen mit den schrägen Schraffierungslinien und den rein weißen Regionen mit zueinander entgegengesetzten Phasen verschoben. Somit sind das erste Schwingungselement und das zweite Schwingungselement mit zueinander entgegengesetzten Phasen verschoben. Bei 7(a) bis 7(d) dienen die äußersten Kanten und die Grenzen zwischen den rein weißen Regionen und den Regionen mit den schrägen Schraffierungslinien als Schwingungsknoten. Beispielsweise dienen bei der in 7(b) veranschaulichten Schwingung der Außenrand des rein weißen Kreises und der Außenrand des Kreises mit den schrägen Schraffierungslinien als Schwingungsknoten.
Wie in 7(a) bis 7(d) schematisch veranschaulicht ist, kann die mechanische Resonanzmode des kreisförmigen Bauglieds als (m,n)-Mode bezeichnet werden kann. Hier stellt m die Anzahl von Linien des Knotens dar, die in einer radialen Richtung vorliegen, während n die Anzahl von Linien des Knotens darstellt, die in einer Umfangsrichtung vorliegen. Sowohl m als n ist eine Ganzzahl. Somit ist die in 7(a) veranschaulichte Schwingungsmode eine (0,0)-Mode, die in 7(b) ist eine (1,0)-Mode, die in 7(c) ist eine (0,1)-Mode und die in 7(d) ist eine (1,1)-Mode. Außerdem kann auch eine Schwingungsmode einer höheren Ordnung, bei der m 2 oder mehr beträgt und n 2 oder mehr beträgt, verwendet werden.
Bei einem nachstehend vorgestellten vierten Ausführungsbeispiel wird eine Struktur hergestellt, bei der ein erstes Schwingungselement und ein zweites Schwingungselement in den oben beschriebenen Schwingungsmoden schwingen können.
8 ist eine Draufsicht auf das erste Schwingungselement gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
Eine Schwingungsvorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass eine Mehrzahl von Elektroden 47a auf der oberen Fläche einer Piezoelektrischer-Körper-Schicht 8 eines ersten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 45A2 vorgesehen sind. Die Schwingungsvorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von derjenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auch darin, dass eine Mehrzahl von Elektroden jeweils auf der unteren Fläche der Piezoelektrischer-Körper-Schicht 8 des piezoelektrischen Schwingungserzeugers 45A2 und auf der oberen Fläche und der unteren Fläche der Piezoelektrischer-Körper-Schicht eines zweiten piezoelektrischen Schwingungserzeugers vorgesehen sind. Mit Ausnahme der oben beschriebenen Punkte weist die Schwingungsvorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel eine ähnliche Struktur auf wie die Schwingungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Wie in 8 veranschaulicht ist, umfasst im Einzelnen das erste Schwingungselement 45A zwei benachbarte Regionen, wobei eine Mittellinie S1 zwischen denselben angeordnet ist. Auf der oberen Fläche der Piezoelektrischer-Körper-Schicht 8 ist die Elektrode 47a in sowohl einer Region auf einer Seite als auch einer Region auf der anderen Seite vorgesehen, wobei die Mittellinie S1 zwischen denselben angeordnet ist. Desgleichen sind auch auf der unteren Fläche der Piezoelektrischer-Körper-Schicht 8 eine Mehrzahl von Elektroden vorgesehen. Hier ist in jeglicher Region die Polarisationsachsenrichtung der Piezoelektrischer-Körper-Schicht 8 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dieselbe Richtung. Zu diesem Zeitpunkt, wenn Wechselspannungen mit zueinander entgegengesetzten Phasen an Regionen angelegt werden, die zueinander benachbart sind, wobei die Mittellinie S1 zwischen denselben angeordnet ist, schwingen die benachbarten Regionen mit zueinander entgegengesetzten Phasen.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird bei dem ersten Schwingungselement 45A die (0,1)-Mode, die (1,1)-Mode oder dergleichen angeregt. Somit ist das erste Schwingungselement 45A so konfiguriert, dass Schwingungsregionen, die in einer Mehrzahl von Schwingungsregionen benachbart sind, mit zueinander entgegengesetzten Phasen schwingen. Wenn die (0, 1)-Mode oder die (1,1)-Mode verwendet wird, werden Wassertröpfchen und dergleichen beseitigt, indem sie von dem Schwingungsknoten zu dem Schwingungsbauch bewegt und anschließend zerstäubt werden. Da sowohl bei 7(c) als auch bei 7(d) der mittlere Abschnitt des ersten Schwingungselements 45A (die Mittellinie S1 in 8) als Schwingungsknoten dient, bewegen sich Wassertröpfchen und dergleichen hin zu einem Außenkantenabschnitt des ersten Schwingungselements 45A. Somit kann die Sicht des mittleren Abschnitts des Kamerakörpers deutlicher gestaltet werden.
Das zweite Schwingungselement gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ebenfalls so konfiguriert, dass es eine Eigenresonanzfrequenz aufweist, die identisch mit der des ersten Schwingungselements 45A ist. Folglich kann der Abschnitt, in dem der oben beschriebene Tragekörper angeordnet ist, als Schwingungsknoten des ersten Schwingungselements 45A und des zweiten Schwingungselements dienen.
Die Schwingungsmoden des ersten Schwingungselements 45A und des zweiten Schwingungselements können nach Wunsch geändert werden, indem die Frequenz der Schwingung geändert wird. Folglich kann ein Abschnitt bei dem ersten Schwingungselement 45A, in dem Wassertröpfchen und dergleichen zerstäubt werden, nach Wunsch verändert werden.
Auch kann bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Abdichtbarkeit bei der Schwingungsvorrichtung erhöht werden, und die Zuverlässigkeit des Kamerakörpers kann verbessert werden. Außerdem können Wassertröpfchen und dergleichen, die an dem ersten Schwingungselement 45A anhaften, ausreichend beseitigt werden.
Wie oben beschrieben wurde, können, um die Schwingung in der (m,n)-Mode bei dem ersten Schwingungselement 45A anzuregen, die Polarisationsrichtungen benachbarter Regionen bei dem ersten piezoelektrischen Schwingungserzeuger 45A2, der wie ein Sprengring geformt ist, dazu gebracht werden, zueinander entgegengesetzte Richtungen zu sein. Beispielsweise kann gemäß einer Variation des in 9 veranschaulichten vierten Ausführungsbeispiels die Polarisation wie bei einer Piezoelektrischer-Körper-Schicht 68 des ersten piezoelektrischen Schwingungserzeugers durchgeführt werden. Genauer gesagt umfasst die Piezoelektrischer-Körper-Schicht 68 zwei Regionen, die zueinander benachbart sind, wobei eine Mittellinie S1 zwischen denselben angeordnet ist, die durch die Mitte der Piezoelektrischer-Körper-Schicht 68 verläuft und sich in einer radialen Richtung erstreckt. Wie mit den Symbolen + und - veranschaulicht ist, können die Region auf einer Seite und die Region auf der anderen Seite, wobei die Mittellinie S1 zwischen denselben angeordnet ist, in der Dickenrichtung in zueinander entgegengesetzten Richtungen polarisiert sein. In diesem Fall können Elektroden auf ganzen Flächen auf beiden Seiten der Piezoelektrischer-Körper-Schicht 68 vorgesehen sein. Indem Wechselspannungen von den Elektroden auf beiden Seiten angelegt werden, können die (0,1)-Mode, die (1, 1)-Mode und dergleichen angeregt werden.
Wenn außerdem wie bei der oben beschriebenen Variation die Polarisationsachsenrichtungen zueinander entgegengesetzte Richtungen sind und die Anzahl benachbarter Regionen erhöht wird, kann bewirkt werden, dass n in der Schwingungsmode eine höhere Ordnung ist. In diesem Fall können Wechselspannungen mit denselben Phasen an benachbarte Regionen angelegt werden.
Als weiteres Beispiel kann n in der Schwingungsmode dazu gebracht werden, eine höhere Ordnung zu sein, indem die Anzahl von Elektroden, die in einer Umfangsrichtung der Piezoelektrischer-Körper-Schicht vorgesehen sind, erhöht wird. In diesem Fall können Wechselspannungen mit zueinander entgegengesetzten Phasen an benachbarte Elektroden angelegt werden.
Wenn beispielsweise m dazu gebracht wird, eine höhere Ordnung zu sein, kann die Frequenz der Schwingung erhöht werden.
Außerdem können sogar dann, wenn das, was an der Kamera anhaftet, eine Lösung ist, die nicht Wasser darstellt, beispielsweise Ethanol, eine wässrige Lösung, in der Salz, ein Frostschutzmittel (Kalziumchlorid) oder dergleichen gelöst ist, Tröpfchen, die Verunreinigungen enthalten, die sich nicht in Wasser lösen, beispielsweise schlammiges Wasser oder eine Kolloidlösung wie z. B. Kaffee (die hiernach als Tröpfchen bezeichnet werden), auf ähnliche Weise beseitigt werden. Im Einzelnen können dadurch, dass das erste Schwingungselement auf geeignete Weise in Schwingung versetzt wird, Tröpfchen zerstäubt werden, während der Inhalt gelöst bleibt, und die Tröpfchen, die an der Außenoberfläche des ersten Schwingungselements anhaften, können beseitigt werden. Der Vorgang zu diesem Zeitpunkt unterscheidet sich von einer Verdunstung, und es wird möglich, Tröpfchen als Ganzes zu beseitigen, ohne dass gelöste Stoffe und Verunreinigungen in den Tröpfchen abgeschieden werden.
Auswirkungen der Beseitigung von Tröpfchen werden anhand eines ersten Implementierungsbeispiels und eines zweiten Implementierungsbeispiels, die nachstehend dargestellt werden, ausführlicher beschrieben. Schwingungsvorrichtungen bei dem ersten Implementierungsbeispiel und dem zweiten Implementierungsbeispiel gleichen der Schwingungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, die in 1 veranschaulicht ist. Die Abmessungen eines ersten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 5A2, eines zweiten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 5B2, eines ersten Schwingungskörpers 5A1, eines zweiten Schwingungskörpers 5B1 und eines Tragekörpers 4, die bei dem ersten Implementierungsbeispiel verwendet wurden, sind nachstehend angegeben.
Bezüglich der Abmessungen sowohl des ersten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 5A2 als auch des zweiten piezoelektrischen Schwingungserzeugers 5B2 betrug der Innendurchmesser 12,0 mm, der Außendurchmesser betrug 18,0 mm und die Dicke betrug 0,5 mm. Bezüglich der Abmessungen des ersten Schwingungskörpers 5A1 betrug der Außendurchmesser 18,0 mm, und die Dicke betrug 0,7 mm. Bezüglich der Abmessungen des zweiten Schwingungskörpers 5B1 betrug der Außendurchmesser 18,0 mm, die Dicke betrug 0,7 mm, und die Öffnungsdurchmesser betrug 14,0 mm. Bezüglich der Abmessungen des Erstreckungsabschnitts 5B1b des zweiten Schwingungskörpers 5B1 betrug der Außendurchmesser 16,0 mm, der Innendurchmesser betrug 14,0 mm und die Dicke betrug 2,29 mm. Bezüglich der Abmessungen des Tragekörpers 4 betrug der Innendurchmesser 16,0 mm, der Außendurchmesser betrug 22,0 mm und die Dicke betrug 0,1 mm.
Bei dem ersten Implementierungsbeispiel wurde ein Vorgang durchgeführt, indem ein Salzlösung von ungefähr 0,4 % (eine wässrige Lösung, bei der 14 g NaCl in 1 L Wasser gelöst waren) in einer kleinen Menge auf das erste Schwingungselement 5A getropft wurde, um die Lösung kontinuierlich zu zerstäuben. Im Einzelnen wurde die Salzlösung mit 15 ml pro Stunde getropft. Auch in diesem Fall konnte die wässrige Lösung beseitigt werden, ohne NaCl, das in der Salzlösung enthalten war, abzuscheiden.
Ferner konnte desgleichen auch in Fällen einer Kolloidlösung wie beispielsweise Kaffee und einer Lösung, die kein Wasser darstellte, beispielsweise Ethanol, die Lösung, die an der Außenoberfläche des ersten Schwingungselements 45A anhaftete, beseitigt werden, ohne den Inhalt auf das erste Schwingungselement 5A abzuscheiden.
Außerdem konnten auch im Fall von Tröpfchen, die Verunreinigungen enthielten, die sich nicht in Wasser auflösen, beispielsweise Schlamm, dadurch, dass die vorliegende Vorrichtung in einer geeigneten Richtung (nach unten) platziert wurde, Wassertröpfchen, die die Verunreinigungen, die sich nicht in Wasser auflösen, umfassten, als Ganzes zerstäubt werden, und die Wassertröpfchen, die an der Außenoberfläche des ersten Schwingungselements 5A anhafteten, konnten beseitigt werden. Wenn die Menge der Verunreinigungen groß war oder die Partikeldurchmesser der Verunreinigungen groß waren, verblieben einige Verunreinigungen an dem ersten Schwingungselement 5A, jedoch wich die Region, in der die Verunreinigungen verblieben, von dem mittleren Abschnitt des ersten Schwingungselements 45A ab. Außerdem fielen die Reste aufgrund des Eigengewichts und der bei dem ersten Schwingungselement 5A erzeugten Schwingung ab. Sogar dann, wenn vorübergehend Verunreinigungen verbleiben, ist also die Möglichkeit, dass die Sicht des Kamerakörpers 12 unklar wird, gering.
Die Ergebnisse des zweiten Implementierungsbeispiels werden nachstehend angegeben. Die Abmessungen der piezoelektrischen Schwingungserzeuger 5A2 und 5B2, eines ersten Schwingungskörpers 5A1, eines zweiten Schwingungskörpers 5B1 und eines Tragekörpers 4, die bei dem zweiten Implementierungsbeispiel verwendet wurden, sind dieselben wie die jeweiligen Abmessungen, die bei dem ersten Implementierungsbeispiel verwendet wurden.
Als der Vorgang durchgeführt wurde, indem die vorliegende Vorrichtung in einer Richtung angeordnet wurde, die um 45° von der horizontalen Richtung nach unten geneigt war, und indem Tröpfchen, wobei 10 g typischer Erde in 90 ml Wasser dispergiert wurden, in kleinen Mengen (in diesem Fall 15 ml pro Stunde) auf das erste Schwingungselement 5A getropft wurden, um die Tröpfchen kontinuierlich zu zerstäuben, wurden Verunreinigungen mit kleinem Partikeldurchmesser zusammen mit dem Wasser zerstäubt und konnten von der Außenoberfläche des ersten Schwingungselements 5A beseitigt werden. Obwohl manche Verunreinigungen mit großem Partikeldurchmesser auf dem ersten Schwingungselement 5A verblieben, wich die Region, in der die Verunreinigungen verblieben, von dem mittleren Abschnitt des ersten Schwingungselements 5A ab. Die Verunreinigungen, die verblieben waren, fielen aufgrund des Eigengewichts und der Schwingung ab und wurden von der Außenoberfläche des ersten Schwingungselements 5A beseitigt.
10 ist eine Querschnittsansicht einer Schwingungsvorrichtung einer Kamera gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
Die Kamera gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass eine Schwingungsvorrichtung 51 ein Linsenmodul des Kamerakörpers ist. Ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst die Kamera gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Bilderzeugungsabschnitt, der ein Bilderzeugungselement umfasst.
Ein erstes Schwingungselement 55A umfasst einen ersten Schwingungskörper 55A1 und einen ersten piezoelektrischen Schwingungserzeuger 5A2, der an dem ersten Schwingungskörper 55A1 vorgesehen ist. Der erste Schwingungskörper 55A1 umfasst eine Linse 57. Die Linse 57 ist eine Linse, die in der vordersten Position vor der Kamera angeordnet ist.
Ein zweites Schwingungselement 5B weist eine ähnliche Struktur auf wie das zweite Schwingungselement 5B gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Das zweite Schwingungselement 5B ist an einen Tragekörper 4 angefügt. Das erste Schwingungselement 55A ist ebenfalls an den Tragekörper 4 angefügt. Auch trägt bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Tragekörper 4 das erste Schwingungselement 55A und das zweite Schwingungselement 5B in dem Schwingungsknoten des ersten Schwingungselements 55A und des zweiten Schwingungselements 5B. Die Kamera gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst einen Gehäuseabschnitt, in dem der oben beschriebene Bilderzeugungsabschnitt untergebracht ist, der nicht veranschaulicht ist. Der Tragekörper 4 ist an den Gehäuseabschnitt der Kamera angefügt. Der Gehäuseabschnitt, der Tragekörper 4 und das erste Schwingungselement 55A bilden einen hohlen Raum. In dem hohlen Raum ist der oben beschriebene Bilderzeugungsabschnitt angeordnet.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Abdichtbarkeit des oben beschriebenen hohlen Raums der Kamera verbessert werden, und die Zuverlässigkeit der Kamera kann verbessert werden. Ferner können Wassertröpfchen und dergleichen, die an der Außenoberfläche der Linse 57 anhaften, ausreichend beseitigt werden.
11 veranschaulicht eine erste Variation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Wie ein erstes Schwingungselement 75A kann der erste piezoelektrische Schwingungserzeuger 5A2 auf der unteren Seite des ersten Schwingungskörpers 5A1 vorgesehen sein. Desgleichen kann der zweite piezoelektrische Schwingungserzeuger 5B2 wie ein zweites Schwingungselement 75B ebenfalls auf der oberen Seite des zweiten Schwingungskörpers 5B1 vorgesehen sein. In diesem Fall sind der erste piezoelektrische Schwingungserzeuger 5A2 und der zweite piezoelektrische Schwingungserzeuger 5B2 in dem Unterbringungsraum A vorgesehen. Somit kann verhindert werden, dass der erste piezoelektrische Schwingungserzeuger 5A2 und der zweite piezoelektrische Schwingungserzeuger 5B2 mit Wassertröpfchen oder dergleichen in Kontakt kommen. Somit kann die Zuverlässigkeit der Schwingungsvorrichtung weiter verbessert werden.
12 veranschaulicht eine zweite Variation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Eine Schwingungsvorrichtung gemäß der zweiten Variation unterscheidet sich von der gemäß der ersten Variation darin, dass der erste piezoelektrische Schwingungserzeuger nicht enthalten ist. Bei der zweiten Variation ist es vorzuziehen, dass das erste Schwingungselement 5A und das zweite Schwingungselement 5B mit zueinander entgegengesetzten Phasen bei fast identischen Eigenresonanzfrequenzen angeregt werden. In diesem Fall können ein erstes Schwingungselement 85A und ein zweites Schwingungselement 75B gemäß der zweiten Variation ausreichend in Schwingung versetzt werden. Folglich kann ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel die Zuverlässigkeit des Kamerakörpers verbessert werden, und Wassertröpfchen und dergleichen, die an dem ersten Schwingungselement 85A anhaften, können ausreichend beseitigt werden.
Bezugszeichenliste

1: Schwingungsvorrichtung
2: Einfassungsbauglied
3: Basisplatte
4: Tragekörper
4a, 4b: Erstreckungsabschnitte
4c: Anfügungsabschnitt
4d, 4e: erste und zweite Hauptfläche
5A, 5B: erstes und zweites Schwingungselement
5A1, 5B1: erster und zweiter Schwingungskörper
5B1b: Erstreckungsabschnitt
5A2, 5B2: erster und zweiter piezoelektrischer Schwingungserzeuger
7a, 7b: Elektroden
8: Piezoelektrischer-Körper-Schicht
9: Schwingungserzeuger vom Typ einer gewölbten Stimmgabel
10: Kamera
12: Kamerakörper
13: Körperbauglied
14: Bilderzeugungsabschnitt
15: Schaltung
16: Linsenmodul
16a: Außenwandabschnitt
17: Linse
21: Schwingungsvorrichtung
25B: zweites Schwingungselement
25B1: zweiter Schwingungskörper
31: Schwingungsvorrichtung
34: Tragekörper
35A: erstes Schwingungselement
35A1: erster Schwingungskörper
35A2, 35B2: erster und zweiter piezoelektrischer Schwingungserzeuger
45A: erstes Schwingungselement
45A2: erster piezoelektrischer Schwingungserzeuger
47a: Elektrode
51: Schwingungsvorrichtung
55A: erstes Schwingungselement
55A1: erster Schwingungskörper
57: Linse
68: Piezoelektrischer-Körper-Schicht
75A, 75B: erstes und zweites Schwingungselement
85A: erstes Schwingungselement

Claims

Eine Schwingungsvorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: einen Tragekörper, der eine Hauptfläche und eine andere Hauptfläche umfasst und der ein Durchgangsloch umfasst, das hindurchgeht, um in der einen Hauptfläche und der anderen Hauptfläche geöffnet zu sein; ein erstes Schwingungselement, das auf einer Seite der einen Hauptfläche des Tragekörpers angeordnet ist; und ein zweites Schwingungselement, das auf einer Seite der anderen Hauptfläche des Tragekörpers angeordnet ist, wobei das erste Schwingungselement einen ersten Schwingungskörper umfasst, der zumindest Lichtdurchlässigkeit aufweist, wobei das zweite Schwingungselement einen zweiten Schwingungskörper und einen an dem zweiten Schwingungskörper vorgesehenen piezoelektrischen Schwingungserzeuger umfasst, wobei der Tragekörper das erste Schwingungselement und das zweite Schwingungselement auf Außenkanten des ersten Schwingungselements und des zweiten Schwingungselements trägt.
Die Schwingungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der der Tragekörper das erste Schwingungselement und das zweite Schwingungselement in einem Schwingungsknoten des ersten Schwingungselements und des zweiten Schwingungselements trägt.
Die Schwingungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der das erste Schwingungselement einen ersten piezoelektrischen Schwingungserzeuger umfasst, der an dem ersten Schwingungskörper vorgesehen ist, und der piezoelektrische Schwingungserzeuger des zweiten Schwingungselements ein zweiter piezoelektrischer Schwingungserzeuger ist, und der erste piezoelektrische Schwingungserzeuger und der zweite piezoelektrische Schwingungserzeuger so konfiguriert sind, dass sie mit zueinander entgegengesetzten Phasen schwingen.
Die Schwingungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Tragekörper eine röhrenförmige Gestalt aufweist.
Die Schwingungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das erste Schwingungselement eine Mehrzahl von Schwingungsregionen umfasst und benachbarte Schwingungsregionen bei der Mehrzahl von Schwingungsregionen dazu konfiguriert sind, mit zueinander entgegengesetzten Phasen zu schwingen.
Die Schwingungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der erste Schwingungskörper eine plattenartige Gestalt aufweist.
Die Schwingungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der erste Schwingungskörper eine kuppelartige Gestalt aufweist.
Die Schwingungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der zweite Schwingungskörper eine Lichtdurchlässigkeit und eine plattenförmige Gestalt aufweist.
Die Schwingungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der zweite Schwingungskörper einen Hohlraum und einen Erstreckungsabschnitt umfasst, der sich von dem Hohlraum bis zu einer Seite erstreckt, die einer Seite, auf der sich das erste Schwingungselement befindet, gegenüberliegt.
Die Schwingungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, die ferner ein mit dem Tragekörper verbundenes Einfassungsbauglied aufweist, wobei das erste Schwingungselement, der Tragekörper und das Einfassungsbauglied einen Unterbringungsraum bilden.
Eine Kamera, die folgende Merkmale aufweist: die Schwingungsvorrichtung gemäß Anspruch 10; ein in dem Unterbringungsraum untergebrachtes Linsenmodul; und ein in dem Unterbringungsraum untergebrachtes Bilderzeugungselement.
Eine Kamera, die folgende Merkmale aufweist: ein Linsenmodul, das die Schwingungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 ist und eine Linse umfasst; und ein Bilderzeugungselement, wobei zumindest entweder das erste Schwingungselement und/oder das zweite Schwingungselement der Schwingungsvorrichtung die Linse umfasst.