JPWO2018198417A1 - 振動装置 - Google Patents

Abstract

撮像素子の被写体側に配置された透光体表面に付着した、イメージングデバイスの視野内における水滴などを確実に除去することができる、振動装置を提供する。振動装置１は、撮像素子９の被写体側に配置される透光体２と、第１の端部３ａと、第１の端部３ａとは反対側の第２の端部３ｂと、第１の端部３ａ及び第２の端部３ｂを接続している外側面３ｄ及び内側面３ｅとを有し、第１の端部３ａ側において、透光体２を保持するように、透光体２に連結されている筒状体３と、筒状体３をねじり振動させるように、筒状体３の周方向に沿って配置されている圧電素子４とを備える。

Description

本発明は、機械的振動によって水滴などを除去することが可能な振動装置に関する。

従来、監視装置として用いられるカメラ等のイメージングデバイスにおいては、その視野を常に明瞭にすることが求められている。特に、車載用途等の屋外で使用されるカメラにおいては、雨滴などの水滴を除去するための機構が種々提案されている。下記の特許文献１には、撮像ユニットと、撮像ユニットを振動させる振動部とを有する水滴除去機能付カメラが開示されている。撮像ユニットはレンズ及びレンズを透過した光を光電変換する撮像素子を有する。レンズに付着した水滴を除去するために、振動部は、レンズの光軸が揺動する方向や光軸に平行な方向に撮像ユニットを振動させる。

特開２０１３−０８０１７７号公報

特許文献１に記載されたような水滴除去機能付カメラでは、レンズに付着した、カメラの視野内における水滴を確実に除去することができないことがあった。

本発明の目的は、撮像素子の被写体側に配置された透光体表面に付着した、イメージングデバイスの視野内における水滴などを確実に除去することができる、振動装置を提供することにある。

本発明に係る振動装置は、撮像素子の被写体側に配置される透光体と、第１の端部と、前記第１の端部とは反対側の第２の端部と、前記第１の端部及び前記第２の端部を接続している外側面及び内側面と、を有し、前記第１の端部側において、前記透光体を保持するように、前記透光体に連結されている筒状体と、前記筒状体をねじり振動させるように、前記筒状体の周方向に沿って配置されている圧電素子とを備える。

本発明に係る振動装置のある特定の局面では、前記筒状体の前記第１の端部と前記第２の端部とを結ぶ方向における、前記圧電素子が配置された部分と前記第１の端部との間に位置する部分において、前記外側面及び前記内側面のうち少なくとも一方が段差部を有し、前記外側面と前記内側面との距離を前記筒状体の肉厚としたときに、前記圧電素子側から前記第１の端部側に向かい、前記段差部を経て前記肉厚が薄くなっている。この場合には、筒状体のねじり振動による透光体の変位をより一層大きくすることができる。従って、イメージングデバイスの視野内における、透光体表面に付着した水滴などをより一層確実に除去することができる。

本発明に係る振動装置の他の特定の局面では、前記筒状体の前記外側面が前記段差部を有し、前記外側面において、前記段差部に連なっており、かつ前記第１の端部側に延びる部分が、前記段差部に連なっており、かつ前記圧電素子側に延びる部分より内側に位置している。この場合には、振動装置を小型にすることができる。

本発明に係る振動装置のさらに他の特定の局面では、前記筒状体の前記第１の端部と前記第２の端部とを結ぶ方向における、前記圧電素子が配置された部分と前記第１の端部との間に位置する部分において、前記外側面及び前記内側面のうち少なくとも一方が、前記筒状体の前記第１の端部と前記第２の端部とを結ぶ方向に傾斜して延びている傾斜部を有し、前記外側面と前記内側面との距離を前記筒状体の肉厚としたときに、前記圧電素子側から前記第１の端部側に向かい、前記肉厚が薄くなるように前記傾斜部が設けられている。この場合には、イメージングデバイスの視野内における、透光体表面に付着した水滴などをより一層確実に除去することができる。

本発明に係る振動装置のさらに他の特定の局面では、前記筒状体の前記外側面が前記傾斜部を有し、前記傾斜部が、前記圧電素子側から前記第１の端部側に向かい、かつ前記筒状体の内側に向かい延びている。この場合には、振動装置を小型にすることができる。

本発明に係る振動装置のさらに他の特定の局面では、前記圧電素子が、前記筒状体の前記第１の端部と前記第２の端部との間に配置されている。

本発明に係る振動装置の別の特定の局面では、前記圧電素子が、前記筒状体のねじり振動のノードの位置に配置されている。この場合には、圧電素子が変形し難く、破損し難い。

本発明に係る振動装置のさらに別の特定の局面では、前記圧電素子が複数設けられており、前記複数の圧電素子が、前記筒状体の周方向に沿い環状に、かつ互いに離間して配置されており、前記複数の圧電素子がそれぞれ圧電体を有し、前記複数の圧電体が前記筒状体の周方向に周回するように分極されている。

本発明に係る振動装置のさらに別の特定の局面では、前記圧電素子がリング状圧電体を有し、前記リング状圧電体が、前記筒状体の前記第１の端部側に位置する第１の主面と、前記筒状体の前記第２の端部側に位置する第２の主面とを有し、前記リング状圧電体が、前記筒状体の周方向に沿って複数の領域に分割されており、かつ前記複数の領域において、前記筒状体の周方向に周回するように分極されており、前記第１の主面上及び前記第２の主面上に、前記複数の領域を覆うように、それぞれ励振電極が設けられている。

本発明に係る振動装置のさらに別の特定の局面では、前記リング状圧電体が、６つ以上の前記領域に分割されている。

本発明に係る振動装置のさらに別の特定の局面では、前記圧電素子とは別の圧電素子である圧電振動体をさらに備え、前記圧電振動体が、前記筒状体を前記内側面と前記外側面とを結ぶ方向に振動させる振動モード及び前記筒状体を前記第１の端部及び前記第２の端部とを結ぶ方向に振動させる振動モードのうち一方の振動モードを有する。この場合には、イメージングデバイスの視野内における、透光体表面に付着した水滴などをより一層確実に除去することができる。

本発明によれば、撮像素子の被写体側に配置された透光体表面に付着した、イメージングデバイスの視野内における水滴などを確実に除去することができる、振動装置を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の斜視図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の正面断面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態の振動装置を有するイメージングデバイスの正面断面図である。 図４は、本発明の第１の実施形態における圧電素子の配置を示す振動装置の平面断面図である。 図５は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る振動装置の正面断面図である。 図６は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る振動装置の正面断面図である。 図７は、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る振動装置の正面断面図である。 図８は、本発明の第１の実施形態の第４の変形例に係る振動装置の正面断面図である。 図９は、本発明の第２の実施形態における圧電素子の平面図である。 図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、本発明の第２の実施形態におけるリング状圧電体の製造方法を説明するための斜視図である。 図１１は、本発明の第２の実施形態におけるリング状圧電体の製造方法を説明するための模式的正面断面図である。 図１２は、本発明の第３の実施形態に係る振動装置の正面断面図である。 図１３（ａ）〜図１３（ｄ）は、伝搬において生じる各振動モードを説明するための模式図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る振動装置の正面断面図である。図３は、第１の実施形態の振動装置を有するイメージングデバイスの正面断面図である。

図１及び図２に示すように、振動装置１は透光体２を有する。図３に示すように、イメージングデバイス１０では、透光体２は、撮像素子９の被写体側、すなわち前方に配置されている。撮像素子９としては、例えば、可視領域から遠赤外領域のいずれかの波長の光を受光する、ＣＭＯＳ、ＣＣＤ、ボロメーターやサーモパイルなどを挙げることができる。イメージングデバイス１０としては、例えば、カメラ、ＲａｄａｒやＬＩＤＡＲデバイスなどを挙げることができる。

透光体２は透光性材料からなる。透光性材料としては、透光性のプラスチック、ガラスまたは透光性のセラミックスなどが用いられ得る。本実施形態では、透光体２は円盤状である。なお、透光体２の形状は上記に限定されず、例えば、ドーム状などであってもよい。

透光体２に筒状体３が連結されている。筒状体３は、第１の端部３ａと、第１の端部３ａとは反対側の第２の端部３ｂと、第１の端部３ａ及び第２の端部３ｂを接続している外側面３ｄ及び内側面３ｅとを有する。本実施形態では、内側面３ｅは、円柱の側面に面する形状であり、内側面３ｅと外側面３ｄとを結ぶ方向は筒状体３の径方向となる。第１の端部３ａと第２の端部３ｂとを結ぶ方向は筒状体３の軸方向である。

筒状体３の第１の端部３ａと第２の端部３ｂとの間には、複数の圧電素子４が設けられている。より具体的には、筒状体３は、第１の端部３ａを含む第１の筒状体部３Ｘ及び第２の端部３ｂを含む第２の筒状体部３Ｙを有し、第１の筒状体部３Ｘと第２の筒状体部３Ｙとの間に複数の圧電素子４が設けられている。筒状体３は、圧電素子４を介して第１の筒状体部３Ｘ及び第２の筒状体部３Ｙが一体とされた筒状体である。なお、筒状体３は１つの筒状体からなっていてもよい。この場合には、例えば、筒状体３に溝部が設けられており、該溝部に圧電素子４が配置されていてもよい。あるいは、筒状体３に設けられた段差部などに圧電素子４が配置されていてもよい。

第１の端部３ａが透光体２に連結されている。より具体的には、筒状体３は第１の端部３ａを含む支持部３Ａを有する。透光体２により筒状体３の第１の端部３ａ側の開口を閉成されるように、筒状体３の支持部３Ａが透光体２の筒状体３側の面における周縁部に固定されている。なお、支持部３Ａは、透光体２の筒状体３側の面における、周縁部よりも内側の部分に固定されていてもよい。

筒状体３は、本実施形態ではステンレスからなる。もっとも、ステンレスにかえて、他の金属材料が用いられてもよい。好ましくは、ステンレスなどの剛性の高い弾性材料である金属が望ましい。あるいは、筒状体３は、樹脂と樹脂よりも剛性が高い材料を含んだコンポジット体やガラスなどからなっていてもよい。

筒状体３の外側面３ｄには、筒状体３の径方向外側に延ばされたヒンジ部３ｃが設けられている。ヒンジ部３ｃは、振動装置１を外部から支持するために用いられる。上記複数の圧電素子４は、筒状体３の軸方向において、ヒンジ部３ｃ付近に設けられている。なお、ヒンジ部３ｃと圧電素子４との位置関係は上記に限定されない。

図４は、第１の実施形態における圧電素子の配置を示す振動装置の平面断面図である。

複数の圧電素子４は、筒状体３の周方向に沿い環状に配置されている。複数の圧電素子４はそれぞれ離間して配置されている。複数の圧電素子４はそれぞれ圧電体５を有する。圧電体５の形状は、特に限定されないが、本実施形態では直方体である。図４中の矢印Ｐは圧電体５の分極方向を示す。各圧電体５は上記周方向に沿い分極されている。より具体的には、複数の圧電体５は上記周方向に周回するように分極されている。

ここで、圧電体５は、筒状体３の第１の端部側及び第２の端部側に位置する、対向し合う第１の主面及び第２の主面を有する。第１の主面上及び第２の主面上には、励振電極がそれぞれ設けられている。これらの励振電極に交流電圧が印加される。本実施形態の圧電素子４は、電圧の印加により滑り変形するシェアモードの圧電素子である。筒状体３の周方向に沿い配置された複数の圧電素子４に交流電圧を印加すると、図１中の矢印Ｒにより示すように、筒状体３がねじり振動する。

図３に戻り、本実施形態では、複数の圧電素子４は筒状体３のねじり振動のノードの位置に配置されている。

筒状体３の外側面３ｄは、第１の段差部３ｆ及び第２の段差部３ｇを有する。第１の段差部３ｆ及び第２の段差部３ｇは、筒状体３の径方向に沿い延びており、かつ筒状体３の周方向に沿い延びている。第１の段差部３ｆ及び第２の段差部３ｇは、筒状体３の軸方向において、圧電素子４が配置された部分と第１の端部３ａとの間に位置する。第１の段差部３ｆは第２の段差部３ｇより圧電素子４側に位置する。

ここで、外側面３ｄと内側面３ｅとの距離を筒状体３の肉厚とする。筒状体３の肉厚は、第１の段差部３ｆ及び第２の段差部３ｇを経て変化している。より具体的には、圧電素子４側から第１の端部３ａ側に向かい、第１の段差部３ｆを経て肉厚が薄くなっている。同様に、第１の段差部３ｆ側から第１の端部３ａ側に向かい、第２の段差部３ｇを経て肉厚が薄くなっている。このように、筒状体３は、圧電素子４と第１の端部３ａとの間において、２段階において肉厚が薄くなっている。なお、筒状体３において段差部が設けられた箇所の数は特に限定されない。あるいは、筒状体３には段差部は設けられていなくともよい。

本実施形態では、筒状体３において、支持部３Ａにおける肉厚は、支持部３Ａと第２の段差部３ｇとの間に位置する部分の肉厚より厚い。これにより、透光体２を好適に固定することができる。もっとも、支持部３Ａの肉厚は、第２の段差部３ｇと支持部３Ａとの間に位置する部分の肉厚と同じであってもよい。

本実施形態では、外側面３ｄにおいて、第１の段差部３ｆに連なっており、かつ第１の端部３ａ側に延びる部分が、第１の段差部３ｆに連なっており、かつ圧電素子４側に延びる部分より内側に位置している。同様に、外側面３ｄにおいて、第２の段差部３ｇに連なっており、かつ第１の端部３ａ側に延びる部分が、第２の段差部３ｇに連なっており、かつ圧電素子４側に延びる部分より内側に位置している。よって、振動装置１を小型にすることができる。

本実施形態の特徴は、振動装置１が、筒状体３をねじり振動させるように筒状体３の周方向に沿い配置された、複数の圧電素子４を有することにある。筒状体３がねじり振動することにより、筒状体３に接合された透光体２が回転する。このとき、透光体２表面に付着した水滴や異物に遠心力が加えられる。このように、上記水滴や異物に、イメージングデバイス１０の視野外に向かう力が確実に加えられることとなる。それによって、イメージングデバイス１０の視野内における上記水滴や異物を確実に除去することができる。

加えて、本実施形態では、筒状体３が第１の段差部３ｆ及び第２の段差部３ｇを有することにより、第１の端部３ａに向かうほど筒状体３の肉厚が薄くなっている。それによって、第１の端部３ａにおけるねじり振動の変位をより一層大きくすることができ、透光体２における周方向の変位をより一層大きくすることができる。よって、透光体２表面に付着した水滴や異物に加えられる遠心力をより一層大きくすることができ、イメージングデバイス１０の視野内における上記水滴や異物をより一層確実に除去することができる。

上述したように、筒状体３において段差部が設けられた箇所の数は特に限定されず、例えば、１箇所であってもよい。

図５は、第１の実施形態の第１の変形例に係る振動装置の正面断面図である。

本変形例では、筒状体１０３の外側面１０３ｄに１箇所の段差部１０３ｆが設けられている。筒状体１０３における段差部１０３ｆより第１の端部１０３ａ側の部分の肉厚は、図３に示す第１の実施形態の筒状体３における第１の段差部３ｆと第２の段差部３ｇとの間の部分の肉厚と同じである。

図６は、第１の実施形態の第２の変形例に係る振動装置の正面断面図である。

本変形例では、筒状体１１３の内側面１１３ｅに段差部１１３ｆが設けられている。本変形例においては、第１の実施形態及び第１の変形例よりも、圧電素子４は、第２の端部１１３ｂ側に設けられている。

ここで、第１の実施形態、第１の変形例及び第２の変形例の振動装置におけるねじり振動の変位の評価を行った。筒状体の軸方向に沿う寸法を高さとする。透光体の周方向における変位を、筒状体の第２の端部の周方向における変位により割った値を、増幅比とする。

第１の実施形態の筒状体の条件は以下の通りである。

全体の高さ：１５．６ｍｍ
第２の端部から圧電素子までの高さ：７．０ｍｍ
圧電素子と第１の段差部との間の部分における外径：２２．０ｍｍ
圧電素子と第１の段差部との間の部分における肉厚：３．０ｍｍ
第１の段差部と第２の段差部との間の部分における肉厚：２．０ｍｍ
第２の段差部と支持部との間の部分における肉厚：１．０ｍｍ

第１の変形例の筒状体の条件は以下の通りである。

全体の高さ：１５．６ｍｍ
第２の端部から圧電素子までの高さ：７．０ｍｍ
圧電素子と段差部との間の部分における外径：２２．０ｍｍ
圧電素子と段差部との間の部分における肉厚：３．０ｍｍ
段差部と第１の端部との間の部分における肉厚：１．０ｍｍ

第２の変形例の筒状体の条件は以下の通りである。

全体の高さ：１７．６ｍｍ
第２の端部から圧電素子までの高さ：４．０ｍｍ
圧電素子と段差部との間の部分における外径：２２．０ｍｍ
圧電素子と段差部との間の部分における肉厚：３．０ｍｍ
段差部と第１の端部との間の部分における肉厚：１．０ｍｍ

第１の実施形態では、増幅比は１４８６ｎｍ／２８２ｎｍであった。第１の変形例では、増幅比は９６０ｎｍ／２８８ｎｍであった。第２の変形例では、増幅比は９０２ｎｍ／４６０ｎｍであった。このように、第１の実施形態、第１の変形例及び第２の変形例において、筒状体のねじり振動による透光体の変位が拡大していることがわかる。第１の実施形態及び第１の変形例においては、第２の変形例よりも圧電素子が第１の端部側に配置されているため、増幅比を効果的に高めることができている。さらに第１の実施形態においては、第１の端部側に向かうほど筒状体の肉厚が薄くなっているため、増幅比をより一層高めることができている。

なお、図３に示す第１の実施形態においては、第１の段差部３ｆ及び第２の段差部３ｇを経て筒状体３の肉厚が薄くなっていることにより、筒状体３の肉厚が薄い部分の軸方向に沿う寸法が小さい。従って、第１の実施形態においては、強度の低下を招き難く、かつ増幅比をより一層高めることができる。

図７は、第１の実施形態の第３の変形例に係る振動装置の正面断面図である。

本変形例では、筒状体１２３が一体で形成されており、複数の圧電素子４が第２の端部１２３ｂに配置されている。このように、筒状体１２３の軸方向における、複数の圧電素子４が配置されている位置は特に限定されない。

もっとも、図３に示す第１の実施形態のように、複数の圧電素子４は、筒状体３のねじり振動のノードの位置に配置されていることが好ましい。それによって、圧電素子４が変形し難く、破損し難い。なお、第１の実施形態においては、ヒンジ部３ｃが圧電素子４付近に位置しており、ノードの位置付近に設けられているため、振動装置１が外部から支持されている場合においても、ねじり振動は減衰し難い。

図８は、第１の実施形態の第４の変形例に係る振動装置の正面断面図である。

本変形例では、筒状体１３３の外側面１３３ｄは、筒状体１３３の軸方向に傾斜して延びている第１の傾斜部１３３ｆ及び第２の傾斜部１３３ｇを有する。第１の傾斜部１３３ｆは、圧電素子４側から第１の端部１３３ａ側に向かい、肉厚が薄くなるように設けられている。第１の傾斜部１３３ｆは、圧電素子４側から第１の端部１３３ａ側に向かい、かつ筒状体１３３の内側に向かい延びている。さらに、第１の傾斜部１３３ｆは、筒状体１３３の周方向に沿い延びている。第２の傾斜部１３３ｇも同様である。これにより、第１の実施形態と同様に、透光体２における周方向の変位をより一層大きくすることができ、かつ小型にすることができる。

なお、筒状体１３３において傾斜部が設けられた箇所の数は特に限定されない。傾斜部は、内側面１３３ｅに設けられていてもよい。

図９は、第２の実施形態における圧電素子の平面図である。

本実施形態は、圧電素子２４がリング状圧電体２５を有する点において、第１の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の振動装置は第１の実施形態の振動装置１と同様の構成を有する。

リング状圧電体２５は、互いに対向し合う第１の主面２５ａ及び第２の主面２５ｂとを有する。第１の主面２５ａは筒状体の第１の端部側に位置し、第２の主面２５ｂは筒状体の第２の端部側に位置する。リング状圧電体２５は、筒状体の周方向に沿って複数の領域に分割されている。図９中の一点鎖線は複数の領域の境界を示す。本実施形態では、リング状圧電体２５は６つの領域に分割されている。リング状圧電体２５は、複数の領域において、筒状体の周方向に周回するように分極されている。第１の主面２５ａ上及び第２の主面２５ｂ上に、複数の領域を覆うように、それぞれ励振電極２６が設けられている。

本実施形態においても、圧電素子２４の励振電極２６に交流電圧を印加することにより、筒状体がねじり振動する。従って、第１の実施形態と同様に、イメージングデバイスの視野内における、透光体表面に付着した水滴や異物をより一層確実に除去することができる。

図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、第２の実施形態におけるリング状圧電体の製造方法を説明するための斜視図である。図１１は、第２の実施形態におけるリング状圧電体の製造方法を説明するための模式的正面断面図である。なお、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）及び図１１中の符号は、後述する分極用電極に印加する電場の符号を示す。

図１０（ａ）に示すように、対向し合う第１の主面２７ａ及び第２の主面２７ｂを有するリング状圧電体２７を用意する。次に、リング状圧電体２７の第１の主面２７ａ上に、複数の分極用電極２８をリング状圧電体２７の周方向において均等に設ける。同様に、第２の主面２７ｂ上に、第１の主面２７ａ上の分極用電極２８と対向するように、複数の分極用電極２８を設ける。これにより、リング状圧電体２７を複数の領域に分割する。

次に、リング状圧電体２７の互いに最も離れた１対の領域において、分極用電極２８を用いて同時に分極処理を行う。図１１に示すように、リング状圧電体２７の厚み方向に対向し合う分極用電極２８を同符号とし、上記領域の周方向に電場を印加する。

次に図１０（ｂ）に示すように、図１０（ａ）に示した工程において分極した領域とは異なる、最も離れた１対の領域において分極処理を行う。次に、図１０（ｃ）に示すように、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示した工程において分極した領域とは異なる、最も離れた１対の領域において分極処理を行う。これにより、図９に示したリング状圧電体２５を得ることができる。

リング状圧電体２５の製造に際し、１対の領域において同時に分極処理を行うことが好ましい。それによって、分極処理の総回数を削減することができ、生産性を高めることができる。

互いに最も離れた１対の領域において同時に分極処理を行うことがより好ましい。同時に分極処理を行っている領域同士が近い場合、同時に分極処理を行っている領域の間に挟まれた領域において、逆方向に分極するおそれがある。互いに最も離れた１対の領域において同時に分極処理を行うことにより、該１対の領域の間に挟まれた領域において、逆方向に分極することを抑制することができる。

図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示すリング状圧電体２７を６つ以上の領域に分割することが好ましい。それによって、同時に分極処理を行っている領域の間の距離を効果的に長くすることができる。従って、同時に分極処理を行っている領域の間に挟まれた領域において、逆方向に分極することをより一層確実に抑制することができる。

図１２は、第３の実施形態に係る振動装置の正面断面図である。

本実施形態は、圧電素子４とは別の圧電素子である圧電振動体３４を有する点において、第１の実施形態と異なる。上記の点以外においては、第３の実施形態の振動装置は第１の実施形態の振動装置１と同様の構成を有する。

圧電振動体３４はリング状圧電体３５を有する。リング状圧電体３５は、筒状体３の軸方向に平行に分極されている。リング状圧電体３５は、筒状体３の第１の端部３ａ側に位置する第１の主面と、筒状体３の第２の端部３ｂ側に位置する第２の主面とを有する。図示しないが、第１の主面上及び第２の主面上には、それぞれ励振電極が設けられている。

圧電振動体３４の励振電極に交流電圧を印加することにより、筒状体３を径方向に振動させる振動モードである呼吸振動が励振される。筒状体３が呼吸振動することにより、透光体２が屈曲振動する。このように、振動モードが変換される。なお、圧電振動体３４は、励振電極に交流電圧を印加することにより、筒状体３を軸方向に振動させる振動モードである縦振動が励振される圧電振動体であってもよい。筒状体３が縦振動する場合においても、透光体２は屈曲振動する。

上記のように円盤状の透光体２が振動する場合、この振動モードは、（ｍ，ｎ）モードで表すことができる。ここで、ｍ及びｎは整数である。ｍは円盤の径方向に存在する振動のノードの数であり、ｎは円盤の周方向において、存在するノードの数である。図１３（ａ）は、（０，０）モードの振動を示し、図１３（ｂ）は、（１，０）モードを示し、図１３（ｃ）は、（０，１）モードを示し、図１３（ｄ）は、（０，２）モードを示す。

図１３（ａ）〜図１３（ｄ）において、ハッチングを付した点Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４及びＢ５〜Ｂ８は、最大変位点を示す。また、図１３（ｂ）〜図１３（ｄ）において、斜線のハッチングをした領域と、白抜きの部分とは、逆相で変動している部分を示す。従って、図１３（ｂ）において、円Ｃ１が、振動のノードであり、この円Ｃ１が、径方向に存在する唯一のノードであり、周方向にはノードが存在しない。従って、図１３（ｂ）の振動モードは、（１，０）モードで表され得る。

透光体２の被写体側の面に水滴が付着した場合、上記透光体２を（０，０）モードや、（１，０）モードで振動させる。そうすると、最大変位点付近において大きな変位が生じ、付着していた水滴を霧化させることができる。

図１２に示すように、本実施形態では、圧電素子４及び圧電振動体３４を有する。圧電素子４によるねじり振動と、圧電振動体３４による振動モードとを切り替えることにより、イメージングデバイスの視野内における水滴や異物をより一層確実に除去することができる。

より具体的には、圧電素子４によるねじり振動により、透光体２における外側に水滴や異物を移動させ、さらに、圧電振動体３４による振動モードにより移動した水滴や異物を除去することができる。

本実施形態においては、透光体２における外側に移動した水滴や異物をもより一層確実に除去することができる。よって、本実施形態は視野が広いイメージングデバイスに特に好適である。

１…振動装置
２…透光体
３…筒状体
３Ａ…支持部
３ａ，３ｂ…第１，第２の端部
３ｃ…ヒンジ部
３ｄ…外側面
３ｅ…内側面
３ｆ，３ｇ…第１，第２の段差部
３Ｘ，３Ｙ…第１，第２の筒状体部
４…圧電素子
５…圧電体
９…撮像素子
１０…イメージングデバイス
２４…圧電素子
２５…リング状圧電体
２５ａ，２５ｂ…第１，第２の主面
２６…励振電極
２７…リング状圧電体
２７ａ，２７ｂ…第１，第２の主面
２８…分極用電極
３４…圧電振動体
３５…リング状圧電体
１０３…筒状体
１０３ａ…第１の端部
１０３ｄ…外側面
１０３ｆ…段差部
１１３…筒状体
１１３ｂ…第２の端部
１１３ｅ…内側面
１１３ｆ…段差部
１２３…筒状体
１２３ｂ…第２の端部
１３３…筒状体
１３３ａ…第１の端部
１３３ｄ…外側面
１３３ｅ…内側面
１３３ｆ，１３３ｇ…第１，第２の傾斜部

Claims (11)

1. 撮像素子の被写体側に配置される透光体と、
   第１の端部と、前記第１の端部とは反対側の第２の端部と、前記第１の端部及び前記第２の端部を接続している外側面及び内側面と、を有し、前記第１の端部側において、前記透光体を保持するように、前記透光体に連結されている筒状体と、
   前記筒状体をねじり振動させるように、前記筒状体の周方向に沿って配置されている圧電素子と、
   を備える、振動装置。
2. 前記筒状体の前記第１の端部と前記第２の端部とを結ぶ方向における、前記圧電素子が配置された部分と前記第１の端部との間に位置する部分において、前記外側面及び前記内側面のうち少なくとも一方が段差部を有し、
   前記外側面と前記内側面との距離を前記筒状体の肉厚としたときに、前記圧電素子側から前記第１の端部側に向かい、前記段差部を経て前記肉厚が薄くなっている、請求項１に記載の振動装置。
3. 前記筒状体の前記外側面が前記段差部を有し、
   前記外側面において、前記段差部に連なっており、かつ前記第１の端部側に延びる部分が、前記段差部に連なっており、かつ前記圧電素子側に延びる部分より内側に位置している、請求項２に記載の振動装置。
4. 前記筒状体の前記第１の端部と前記第２の端部とを結ぶ方向における、前記圧電素子が配置された部分と前記第１の端部との間に位置する部分において、前記外側面及び前記内側面のうち少なくとも一方が、前記筒状体の前記第１の端部と前記第２の端部とを結ぶ方向に傾斜して延びている傾斜部を有し、
   前記外側面と前記内側面との距離を前記筒状体の肉厚としたときに、前記圧電素子側から前記第１の端部側に向かい、前記肉厚が薄くなるように前記傾斜部が設けられている、請求項１に記載の振動装置。
5. 前記筒状体の前記外側面が前記傾斜部を有し、
   前記傾斜部が、前記圧電素子側から前記第１の端部側に向かい、かつ前記筒状体の内側に向かい延びている、請求項４に記載の振動装置。
6. 前記圧電素子が、前記筒状体の前記第１の端部と前記第２の端部との間に配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の振動装置。
7. 前記圧電素子が、前記筒状体のねじり振動のノードの位置に配置されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の振動装置。
8. 前記圧電素子が複数設けられており、
   前記複数の圧電素子が、前記筒状体の周方向に沿い環状に、かつ互いに離間して配置されており、
   前記複数の圧電素子がそれぞれ圧電体を有し、前記複数の圧電体が前記筒状体の周方向に周回するように分極されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の振動装置。
9. 前記圧電素子がリング状圧電体を有し、
   前記リング状圧電体が、前記筒状体の前記第１の端部側に位置する第１の主面と、前記筒状体の前記第２の端部側に位置する第２の主面と、を有し、
   前記リング状圧電体が、前記筒状体の周方向に沿って複数の領域に分割されており、かつ前記複数の領域において、前記筒状体の周方向に周回するように分極されており、
   前記第１の主面上及び前記第２の主面上に、前記複数の領域を覆うように、それぞれ励振電極が設けられている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の振動装置。
10. 前記リング状圧電体が、６つ以上の前記領域に分割されている、請求項９に記載の振動装置。
11. 前記圧電素子とは別の圧電素子である圧電振動体をさらに備え、
    前記圧電振動体が、前記筒状体を前記内側面と前記外側面とを結ぶ方向に振動させる振動モード及び前記筒状体を前記第１の端部及び前記第２の端部とを結ぶ方向に振動させる振動モードのうち一方の振動モードを有する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の振動装置。

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