WO2021045000A1 - 液滴除去装置及び液滴除去方法 - Google Patents

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dielectric layer
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droplets
droplet
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晃 庭山
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株式会社エンプラス
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier

Definitions

  • the present invention relates to a droplet removing device and a droplet removing method.
  • Patent Document 1 describes a technique for removing water droplets by using elastic waves of a piezoelectric film.
  • an object of the present invention is to provide a droplet removing device and a droplet removing method capable of removing droplets adhering to the surface of an object by vibrating and moving the droplets.
  • the droplets come into contact with one main surface of the dielectric layer of the above-mentioned droplet removing device, and the one electrode is used.
  • An AC voltage is applied between the other electrode and one of the dielectric layers located on the other electrode from one main surface of the dielectric layer located on the other electrode. This includes vibrating and moving the contacting droplets over the main surface.
  • the droplets adhering to the surface of an object can be removed by vibrating and moving the droplets.
  • FIG. 1A and 1B are views of the droplet removing device according to the first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a sectional view taken along line AA shown in FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state of droplets in contact with one main surface of the dielectric layer of the droplet removing device of the first embodiment
  • FIG. 2A is a cross-sectional view showing the state of droplets contacting one electrode and the other electrode.
  • Cross-sectional views showing the state of droplets before applying voltage, (b) and (c) are when AC voltage is applied to one electrode and the other electrode, and the positive and negative of the AC voltage changes over time.
  • FIG. 3 is a diagram showing a state of removing droplets in contact with one main surface of the dielectric layer of the droplet removing device of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view of the droplet removing device of the second embodiment.
  • FIG. 5 is a plan view of the droplet removing device of the third embodiment.
  • FIG. 6 is a plan view of the droplet removing device of the fourth embodiment.
  • the droplet removing device 1 has a dielectric layer 7 having one main surface 3 and the other main surface 5, and the other main surface of the dielectric layer 7. It is provided with a comb tooth electrode 15 of one electrode 9 and a comb tooth electrode 19 of the other electrode 11 arranged on the 5 at a distance from each other.
  • An AC power supply (not shown) is electrically connected to one electrode 9 and the other electrode 11.
  • the dielectric layer 7 is transparent, such as polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC), polycarbonate (PC), polypropylene (PP), acrylic (PMMA), polyimide (PI), and cycloolefin (COP). Formed from a flexible resin material.
  • the dielectric layer 7 has a thickness of, for example, 1.0 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • Droplets come into contact with one main surface 3 of the dielectric layer 7.
  • One main surface 3 of the dielectric layer 7 has water repellency showing a contact angle of 90 degrees or more with respect to the droplet.
  • the water repellency is preferably 90 degrees or more and 150 degrees or less from the viewpoint that the droplet removing device 1 easily vibrates most of the droplets in contact with one main surface 3 of the dielectric layer 7.
  • Such water repellency is, for example, on one main surface 3 of the dielectric layer 7, polytetrafluoroethylene, tetraethylene / hexafluoropropylene copolymer, ethylene / tetrafluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene-per.
  • fluororesins such as fluoroalkyl vinyl ether copolymers, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymers, polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, and graphite fluoride.
  • fluororesin coating agent for example, CYTOP (registered trademark) can be used.
  • the droplets in contact with one main surface 3 of the dielectric layer 7 are, for example, water droplets such as rainwater and tap water, or water-based droplets containing oil, particles and the like.
  • One electrode 9 and the other electrode 11 are comb-shaped electrodes, respectively.
  • One electrode 9 has a strip-shaped electrode body 13 having power supply connection portions 12 at both ends, and 14 comb teeth extending perpendicularly from the electrode body 13 toward the other electrode 11 at intervals. It includes an electrode 15.
  • the other electrode 11 has a strip-shaped electrode body 17 having power supply connection portions 16 at both ends, and 15 comb teeth extending perpendicularly from the electrode body 17 toward one electrode 9 at intervals. It includes an electrode 19.
  • An AC power source is electrically connected to the power supply connection portion 12 of one electrode 9 and the power supply connection portion 16 of the other electrode 11.
  • each of the comb tooth electrode 15 of one electrode 9 and the comb tooth electrode 19 of the other electrode 11 is, for example, 0.10 mm or more and 5.0 mm or less.
  • the width of each electrode is 0.10 mm or more and 2.0 mm or less from the viewpoint that the droplet removing device 1 easily vibrates most of the droplets in contact with one main surface 3 of the dielectric layer 7. Is preferable.
  • the distance between the comb tooth electrode 15 of one electrode 9 and the comb tooth electrode 19 of the other adjacent electrode 11 is, for example, 0.10 mm or more and 3.0 mm or less.
  • the distance between the electrodes is 0.10 mm or more and 2.0 mm or less from the viewpoint that the droplet removing device 1 easily vibrates most of the droplets in contact with one main surface 3 of the dielectric layer 7. preferable.
  • the distance between the electrodes is preferably smaller than, for example, the width of each of the comb tooth electrode 15 of one electrode 9 and the comb tooth electrode 19 of the other electrode 11.
  • Such a droplet removing device 1 in which the distance between the electrodes is smaller than the width of each electrode tends to vibrate most of the droplets in contact with one main surface 3 of the dielectric layer 7.
  • One electrode 9 and the other electrode 11 are made of a metal material such as gold, silver, copper, palladium, platinum, nickel, titanium, chromium or aluminum, or such as zinc oxide, tin oxide, titanium oxide or indium tin oxide. Formed from a transparent conductive material.
  • a metal material such as gold, silver, copper, palladium, platinum, nickel, titanium, chromium or aluminum, or such as zinc oxide, tin oxide, titanium oxide or indium tin oxide. Formed from a transparent conductive material.
  • the AC power supply electrically connected to the power supply connection portion 12 of one electrode 9 and the power supply connection portion 16 of the other electrode 11 applies an AC voltage to one electrode 9 and the other electrode 11.
  • the waveform of the applied AC voltage is, for example, a triangular wave, a sine wave, or a square wave, but is preferably a rectangular wave from the viewpoint of easily vibrating the droplets in contact with one main surface 3 of the dielectric layer 7. ..
  • the AC voltage depends on the material and thickness of the dielectric layer 7, but is, for example, 100 V or more and 1000 V or less.
  • the AC voltage is a viewpoint that the dielectric layer 7 is unlikely to undergo dielectric breakdown while the droplet removing device 1 vibrates and moves the droplets in contact with one main surface 3 of the dielectric layer 7. It is preferable that the voltage is 100 V or more and 400 V or less.
  • the frequency of the AC voltage is the width of each of the comb-tooth electrode 15 of one electrode 9 and the comb-tooth electrode 19 of the other electrode 11 and the volume of droplets in contact with one main surface 3 of the dielectric layer 7, respectively.
  • the frequency of the AC voltage is, for example, 10 Hz or more and 1000 Hz or less, but it is preferable that the smaller the volume of the droplets in contact with one main surface 3 of the dielectric layer 7, the higher the frequency.
  • the droplet removing device 1 is placed on one main surface 3 of the dielectric layer 7. From the viewpoint that most of the droplets in contact are easily vibrated, it is preferable that the frequency of the AC voltage is 50 Hz, the voltage is 200 V, and the waveform is a square wave.
  • the width of each of the comb tooth electrode 15 of one electrode 9 and the comb tooth electrode 19 of the other electrode 11 is 1.0 mm, the droplet removing device 1 is the one main surface 3 of the dielectric layer 7. From the viewpoint that most of the droplets in contact with the top are easily vibrated, it is preferable that the frequency of the AC voltage is 80 Hz, the voltage is 300 V, and the waveform is a square wave.
  • a function generator (manufactured by Matsusada Precision Co., Ltd., model number: eK-FGJ) is used to generate an AC voltage signal having an arbitrary frequency and waveform, and the AC voltage signal is used as a high voltage amplifier. It can be generated by inputting to (manufactured by the same company, model number: HJOPS-2B10) and amplifying the input AC voltage signal to an arbitrary voltage with a high voltage amplifier.
  • the droplet removing device 1 of the first embodiment an AC voltage is applied between one electrode 9 and the other electrode 11, and one main surface 3 of the dielectric layer 7 located on the one electrode 9 is applied. From above, the droplets in contact with each other over one main surface 3 of the dielectric layer 7 located on the other electrode 11 are vibrated and moved.
  • the vibration and movement of the droplets will be described with reference to FIG.
  • the droplet removing device 1 shown in FIG. 2 is in a state in which one main surface 3 of the dielectric layer 7 is on the upper side and the other main surface 5 is on the lower side.
  • the comb tooth electrode 15 of one electrode 9 and the comb tooth electrode 19 of the other electrode 11 vibrate in the electrode width direction, in other words, the comb tooth electrode 15 of one electrode 9 and the other electrode 11. Vibration in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the comb tooth electrode 19 is likely to occur.
  • the droplet 21 vibrating due to the dielectric polarization that changes with time moves to another place when the displacement of the vibration becomes large ((d) in FIG. 2).
  • Such a droplet 21 is a dielectric layer located on one main surface 3 of the dielectric layer 7 located on the comb tooth electrode 15 of one electrode 9 and on the comb tooth electrode 19 of the other electrode 11. As long as it is in contact with the one main surface 3 of the dielectric layer 7, it continues to move on the one main surface 3 of the dielectric layer 7 until it moves to the outside of the one main surface 3 of the dielectric layer 7. At that time, the droplet 21 can absorb another droplet on one main surface 3 of the dielectric layer 7.
  • the droplet removing device 1 shown in FIG. 3 is in a state of being vertically erected with the electrode body 13 of one electrode 9 on the upper side and the electrode body 17 of the other electrode 11 on the lower side.
  • the droplet removing device 1 of the first embodiment applies an AC voltage between one electrode 9 and the other electrode 11 to apply an AC voltage to one main of the dielectric layer 7 located on the one electrode 9.
  • the droplets are transferred to the dielectric layer 7. It can be removed from one of the main surfaces 3.
  • the dielectric layer 7 is formed by using the above-mentioned transparent resin material, and one electrode 9 and the other electrode 11 are formed of the above-mentioned transparent conductivity.
  • a material By forming using a material, it can be provided on the surface of a camera lens such as a camera mounted on a drone or an in-vehicle camera.
  • the droplet removing device 1 of the first embodiment forms a conductive material film on an insulating substrate such as glass by vapor deposition or sputtering, and removes a part of the formed conductive material film by etching.
  • an insulating substrate such as glass by vapor deposition or sputtering
  • one electrode 9 and the other electrode 11 are formed, and subsequently, a dielectric layer 7 is formed on the one electrode 9 and the other electrode 11, and then on one main surface 3 of the dielectric layer 7. It can be produced by imparting water repellency showing a contact angle of 90 degrees or more to the droplets.
  • the droplet removing device 1 of the second embodiment will be described with reference to FIG.
  • the comb tooth electrode 15 of one electrode 9 and the comb tooth electrode 19 of the other electrode 11 each have a zigzag shape in a part in a plan view. It is different from the droplet removing device 1 of.
  • the comb tooth electrode 15 of one electrode 9 is formed from the electrode body side bent portion 23 extending in a zigzag manner from the electrode body 13 toward the other electrode 11 and the electrode body side bent portion 23 in a plan view. It has a straight portion 25 extending toward the other electrode 11 and a tip-side bent portion 27 extending from the straight portion 25 in a zigzag manner toward the other electrode 11.
  • the electrode body side bent portion 23 and the tip end side bent portion 27 are formed by bending the comb tooth electrode 15 of one of the electrodes 9 of the first embodiment in a zigzag manner five times in the electrode width direction in a plan view.
  • the comb tooth electrode 19 of the other electrode 11 has an electrode body side bent portion 29 extending in a zigzag manner from the electrode body 17 toward one electrode 9 and a bent portion 29 on the electrode body side toward one electrode 9 in a plan view. It has a straight portion 31 extending and a distal end side bent portion 33 extending in a zigzag manner from the straight portion 31 toward one electrode 9.
  • the electrode body side bent portion 29 and the tip end side bent portion 33 are formed by bending the comb tooth electrode 19 of the other electrode 11 of the first embodiment in a zigzag manner five times in the electrode width direction in a plan view.
  • the droplet removing device 1 of the second embodiment when an AC voltage is applied to one electrode 9 and the other electrode 11, the dielectric layer 7 located on the electrode body side bent portion 23 of one electrode 9 is located.
  • One electrode 9 is attached to a droplet 21 that is in contact with a droplet 21 that is in contact with one main surface 3 from above one main surface 3 over one main surface 3 of a dielectric layer 7 located on a bent portion 33 on the distal end side of the other electrode 11.
  • a vibration in the direction perpendicular to the longitudinal direction and a vibration in the longitudinal direction with respect to the longitudinal direction of the linear portion 25 of the above electrode 11 and the linear portion 31 of the other electrode 11 are generated.
  • the droplet removing device 1 of the second embodiment when an AC voltage is applied to one electrode 9 and the other electrode 11, one of the dielectric layers 7 located on the tip end side bent portion 27 of the one electrode 9 is applied.
  • One electrode 9 is also attached to the droplet 21 that is in contact with the dielectric layer 7 located on the electrode body side bent portion 29 of the other electrode 11 from above the main surface 3 of the above. A vibration in the direction perpendicular to the longitudinal direction and a vibration in the longitudinal direction with respect to the longitudinal direction of the linear portion 25 of the above electrode 11 and the linear portion 31 of the other electrode 11 are generated.
  • the droplet removing device 1 of the second embodiment is one of the dielectric layers 7 located on the electrode body side bent portion 23 of one of the electrodes 9 as compared with the droplet removing device 1 of the first embodiment.
  • the droplet 21 is in contact with the dielectric layer 7 located on the tip end side bent portion 33 of the other electrode 11 from above the main surface 3 of the above, and the tip of the one electrode 9. From one main surface 3 of the dielectric layer 7 located on the side bent portion 27 to one main surface 3 of the dielectric layer 7 located on the electrode body side bent portion 29 of the other electrode 11.
  • the other droplets 21 By vibrating and moving the contacting droplets 21 in different directions, the other droplets can be absorbed and the droplets can be further removed from the one main surface 3 of the dielectric layer 7.
  • the droplet removing device 1 of the third embodiment will be described with reference to FIG.
  • the droplet removing device 1 of the third embodiment has the comb tooth electrode 15 of one electrode 9 and the comb tooth electrode 19 of the other electrode 11 having a zigzag shape in a plan view, respectively. It is different from the removal device 1.
  • the comb tooth electrode 15 of one electrode 9 is obtained by bending the comb tooth electrode 15 of one electrode 9 of the first embodiment in a zigzag manner 15 times in the electrode width direction in a plan view. It is formed.
  • the comb tooth electrode 19 of the other electrode 11 is formed by bending the comb tooth electrode 19 of the other electrode 11 of the first embodiment in a zigzag manner 15 times in the electrode width direction in a plan view.
  • the droplet removing device 1 of the third embodiment when an AC voltage is applied to one electrode 9 and the other electrode 11, a dielectric layer located on the zigzag-shaped comb tooth electrode 15 of one electrode 9 is formed.
  • the droplet removing device 1 of the third embodiment has a dielectric layer 7 located on the zigzag-shaped comb tooth electrode 15 of one of the electrodes 9 as compared with the droplet removing device 1 of the first embodiment.
  • Droplets 21 in contact with one main surface 3 over one main surface 3 of the dielectric layer 7 located on the zigzag-shaped comb-shaped electrode 19 of the other electrode 11 are vibrated in different directions. By moving and moving the droplets, the other droplets can be absorbed and the droplets can be further removed from the one main surface 3 of the dielectric layer 7.
  • the droplet removing device 1 of the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the droplet removing device 1 of the fourth embodiment has the comb tooth electrode 15 of one electrode 9 and the comb tooth electrode 19 of the other electrode 11 having a zigzag shape in a plan view. It is the same as the removing device 1, except that the zigzag shape has a small amplitude and a short period.
  • the comb tooth electrode 15 of one electrode 9 is obtained by bending the comb tooth electrode 15 of one electrode 9 of the first embodiment in a zigzag manner 64 times in the electrode width direction in a plan view. It is formed.
  • the comb tooth electrode 19 of the other electrode 11 is formed by bending the comb tooth electrode 19 of the other electrode 11 of the first embodiment 64 times in a zigzag manner in the electrode width direction in a plan view.
  • the droplet removing device 1 of the fourth embodiment when an AC voltage is applied to one electrode 9 and the other electrode 11, a dielectric layer located on the zigzag-shaped comb tooth electrode 15 of one electrode 9 is formed.
  • the droplet removing device 1 of the fourth embodiment has a dielectric layer 7 located on the zigzag-shaped comb tooth electrode 15 of one of the electrodes 9 as compared with the droplet removing device 1 of the first embodiment.
  • Droplets 21 in contact with one main surface 3 over one main surface 3 of the dielectric layer 7 located on the zigzag-shaped comb-shaped electrode 19 of the other electrode 11 are vibrated in different directions. By moving and moving the droplets, the other droplets can be absorbed and the droplets can be further removed from the one main surface 3 of the dielectric layer 7.
  • the droplet removing method of the embodiment is that the droplets come into contact with one main surface 3 of the dielectric layer 7 of any one of the droplet removing devices 1 of the first to fourth embodiments, and one electrode.
  • An AC voltage is applied between the 9 and the other electrode 11, and the dielectric layer 7 located on the other electrode 11 is applied from one main surface 3 of the dielectric layer 7 located on the one electrode 9. This includes vibrating and moving the droplets 21 that come into contact with each other over one of the main surfaces 3.
  • the method for removing droplets of the embodiment is the same as the method of removing droplets of the droplet removing device 1 of the embodiment described with reference to FIGS. 2 and 3, with one electrode 9 and the other electrode 11.
  • An AC voltage is applied between the two, from one main surface 3 of the dielectric layer 7 located on one electrode 9 to one main surface 3 of the dielectric layer 7 located on the other electrode 11.
  • the droplet removing device 1 may be used in a state where the dielectric layer 7 is arranged so as to be parallel to the direction of gravity, or may be used in a state where the dielectric layer 7 is arranged with an inclination, and may be used vertically. It may be used in the arranged state.
  • One electrode 9 and the other electrode 11 may be rotated 90 degrees clockwise in a plan view and placed on the other main surface 5 of the dielectric layer 7, and may be rotated clockwise by an arbitrary angle. It may be arranged on the other main surface 5 of the dielectric layer 7.
  • the amplitude of the zigzag shape may be small or large, and the period may be short or long.
  • the amplitude of the zigzag shape of the comb tooth electrodes 15 and 19 is, for example, 0.10 mm or more and 20.0 mm or less, and the period of the zigzag shape is, for example, 0.10 mm or more and 20.0 mm or less.
  • the angle of the zigzag-shaped bent portion of the comb tooth electrodes 15 and 19 may be any of an acute angle, a right angle, and an obtuse angle, and is, for example, 10 degrees or more and 170 degrees or less.
  • the comb tooth electrode 15 of one electrode 9 and the comb tooth electrode 19 of the other electrode 9 may have a wavy line shape instead of the zigzag shape.
  • the droplet removing device 1 may be manufactured by forming one electrode 9 and the other electrode 11 after masking on an insulating substrate such as glass.

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Abstract

液滴を振動させ、移動させることによって、物体の表面に付着した液滴を除去することができる液滴除去装置及び液滴除去方法の提供を目的とする。本発明に関する液滴除去装置は、液滴が接触する一方の主面と、他方の主面とを有する誘電体層、並びに前記誘電体層の他方の主面上に互いに離間して配置された、一方の電極及び他方の電極を備え、前記誘電体層の一方の主面は、液滴に対して９０度以上の接触角を示す撥水性を有し、前記一方の電極と前記他方の電極との間に交流電圧を印加して、前記一方の電極上に位置する前記誘電体層の一方の主面上から、前記他方の電極上に位置する前記誘電体層の一方の主面上に亘って接触する液滴を振動させ、移動させる。

Description

液滴除去装置及び液滴除去方法
　本発明は、液滴除去装置及び液滴除去方法に関する。
　物体の表面に付着した水滴を除去する技術が広く知られている。例えば、特許文献１には、圧電膜の弾性波を用いて水滴を除去する技術が記載されている。
特開２００５－３３５９７９号公報
　近時、物体の表面に付着した水滴等の液滴を除去する技術の開発が進められている。
　そこで本発明は、液滴を振動させ、移動させることによって、物体の表面に付着した液滴を除去することができる液滴除去装置及び液滴除去方法の提供を目的とする。
　上記の課題を解決するための、本発明に関する液滴除去装置は、液滴が接触する一方の主面と、他方の主面とを有する誘電体層、並びに前記誘電体層の他方の主面上に互いに離間して配置された、一方の電極及び他方の電極を備え、前記誘電体層の一方の主面は、液滴に対して９０度以上の接触角を示す撥水性を有し、前記一方の電極と前記他方の電極との間に交流電圧を印加して、前記一方の電極上に位置する前記誘電体層の一方の主面上から、前記他方の電極上に位置する前記誘電体層の一方の主面上に亘って接触する液滴を振動させ、移動させる。
　また、上記の課題を解決するための、本発明に関する液滴除去方法は、上記の液滴除去装置の誘電体層の一方の主面上に液滴が接触することと、前記一方の電極と前記他方の電極との間に交流電圧を印加して、前記一方の電極上に位置する前記誘電体層の一方の主面上から、前記他方の電極上に位置する前記誘電体層の一方の主面上に亘って接触する液滴を振動させ、移動させることとを含む。
　本発明によれば、液滴を振動させ、移動させることによって、物体の表面に付着した液滴を除去することができる。
図１は、本発明の実施の形態１の液滴除去装置の図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ－Ａ線の断面図である。 図２は、実施の形態１の液滴除去装置の誘電体層の一方の主面上に接触した液滴の様子を示す断面図であり、（ａ）は一方の電極及び他方の電極に交流電圧を印加する前の、液滴の様子を示す断面図、（ｂ）及び（ｃ）は一方の電極及び他方の電極に交流電圧を印加し、交流電圧の正負が経時的に変化した時の、液滴の様子を示す断面図、（ｄ）は液滴が振動により移動した後の様子を示す断面図である。 図３は、実施の形態１の液滴除去装置の誘電体層の一方の主面上に接触した液滴を除去するときの様子を示す図である。 図４は、実施の形態２の液滴除去装置の平面図である。 図５は、実施の形態３の液滴除去装置の平面図である。 図６は、実施の形態４の液滴除去装置の平面図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　（液滴除去装置）
　［実施の形態１］
　図１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、液滴除去装置１は、一方の主面３及び他方の主面５を有する誘電体層７と、誘電体層７の他方の主面５上に互いに離間して配置された、一方の電極９の櫛歯電極１５及び他方の電極１１の櫛歯電極１９とを備えている。一方の電極９及び他方の電極１１には、交流電源（図示せず）が電気的に接続される。
　誘電体層７は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、及びシクロオレフィン（ＣＯＰ）のような透明な樹脂材料から形成される。誘電体層７は、例えば１．０μｍ以上１００μｍ以下の厚さを有する。
　誘電体層７の一方の主面３には、液滴が接触する。誘電体層７の一方の主面３は、この液滴に対して９０度以上の接触角を示す撥水性を有する。この撥水性は、液滴除去装置１が、誘電体層７の一方の主面３上に接触する液滴の多くを振動させ易いという観点から、９０度以上１５０度以下であることが好ましい。
　このような撥水性は、例えば誘電体層７の一方の主面３上に、ポリテトラフルオロエチレン、テトラエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリフッ化ビニル、及びフッ化グラファイトのようなフッ素樹脂をコーティングすることによって付与することができる。フッ素樹脂のコーティング剤としては、例えばＣＹＴＯＰ（登録商標）を使用することができる。
　誘電体層７の一方の主面３に接触する液滴は、例えば雨水、水道水等の水滴、又は油、粒子等を含む水性の液滴である。
　一方の電極９及び他方の電極１１は、それぞれ櫛形状の電極である。
　一方の電極９は、両末端に電源接続部１２を有する短冊形状の電極本体１３と、電極本体１３から他方の電極１１に向かって垂直に、互いに間隔をあけて延在する１４本の櫛歯電極１５とを備えている。他方の電極１１は、両末端に電源接続部１６を有する短冊形状の電極本体１７と、電極本体１７から一方の電極９に向かって垂直に、互いに間隔をあけて延在する１５本の櫛歯電極１９とを備えている。一方の電極９の電源接続部１２及び他方の電極１１の電源接続部１６には、交流電源が電気的に接続される。
　一方の電極９の櫛歯電極１５及び他方の電極１１の櫛歯電極１９の各電極幅は、例えば０．１０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。この各電極幅は、液滴除去装置１が、誘電体層７の一方の主面３上に接触する液滴の多くを振動させ易いという観点から、０．１０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましい。
　一方の電極９の櫛歯電極１５と、隣り合う他方の電極１１の櫛歯電極１９との間の距離（電極間距離）は、例えば０．１０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。電極間距離は、液滴除去装置１が、誘電体層７の一方の主面３上に接触する液滴の多くを振動させ易いという観点から、０．１０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましい。
　また、電極間距離は、例えば、一方の電極９の櫛歯電極１５及び他方の電極１１の櫛歯電極１９の各電極幅よりも小さいことが好ましい。このような電極間距離が各電極幅よりも小さい液滴除去装置１は、誘電体層７の一方の主面３上に接触する液滴の多くを振動させ易い。
　一方の電極９及び他方の電極１１は、例えば金、銀、銅、パラジウム、白金、ニッケル、チタン、クロム若しくはアルミニウムのような金属材料、又は酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン若しくは酸化インジウムスズのような透明な導電性材料から形成される。
　一方の電極９の電源接続部１２及び他方の電極１１の電源接続部１６に電気的に接続される交流電源は、交流電圧を一方の電極９及び他方の電極１１に印加する。印加される交流電圧の波形は、例えば三角波、正弦波又は矩形波であるが、誘電体層７の一方の主面３に接触する液滴を振動させ易いという観点から矩形波であることが好ましい。
　交流電圧の電圧は、誘電体層７の材料や厚さに依存するが、例えば１００Ｖ以上１０００Ｖ以下である。交流電圧の電圧は、液滴除去装置１が、誘電体層７の一方の主面３上に接触する液滴を振動させ、移動させる間に、誘電体層７が絶縁破壊を起こし難いという観点から１００Ｖ以上４００Ｖ以下であることが好ましい。
　交流電圧の周波数は、一方の電極９の櫛歯電極１５及び他方の電極１１の櫛歯電極１９の各電極幅と、誘電体層７の一方の主面３に接触する液滴の容積にそれぞれ依存する。交流電圧の周波数は、例えば１０Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下であるが、誘電体層７の一方の主面３に接触する液滴の容積が小さいほど高いことが好ましい。
　一方の電極９の櫛歯電極１５及び他方の電極１１の櫛歯電極１９の各電極幅が２．０ｍｍである場合、液滴除去装置１が、誘電体層７の一方の主面３上に接触する液滴の多くを振動させ易いという観点から、交流電圧の周波数は５０Ｈｚ、電圧は２００Ｖ、波形は矩形波であることが好ましい。また、一方の電極９の櫛歯電極１５及び他方の電極１１の櫛歯電極１９の各電極幅が１．０ｍｍである場合、液滴除去装置１が、誘電体層７の一方の主面３上に接触する液滴の多くを振動させ易いという観点から、交流電圧の周波数は８０Ｈｚ、電圧は３００Ｖ、波形は矩形波であることが好ましい。
　このような交流電圧は、例えばファンクション・ジェネレータ（松定プレシジョン株式会社製、型番：ｅＫ－ＦＧＪ）を用いて任意の周波数と波形を有する交流電圧信号を発生させ、当該交流電圧信号を高電圧アンプ（同社製、型番：ＨＪＯＰＳ－２Ｂ１０）に入力し、入力された交流電圧信号を高電圧アンプで任意の電圧に増幅することによって発生させることができる。
　実施の形態１の液滴除去装置１は、一方の電極９と他方の電極１１との間に交流電圧を印加して、一方の電極９上に位置する誘電体層７の一方の主面３上から、他方の電極１１上に位置する誘電体層７の一方の主面３上に亘って接触している液滴を振動させ、移動させる。以下に、実施の形態１の液滴除去装置１において、液滴が振動し、移動することについて、図２を参照して説明する。なお、図２に示す液滴除去装置１は、誘電体層７の一方の主面３を上側に、他方の主面５を下側にした状態にある。
　最初に、液滴除去装置１の誘電体層７の一方の主面３上に液滴が接触すると、いくつかの液滴（液滴２１）は、一方の電極９の櫛歯電極１５上に位置する誘電体層７の一方の主面３上から、他方の電極１１の櫛歯電極１９上に位置する誘電体層７の一方の主面３上に亘って接触する（図２の（ａ））。
　次に、一方の電極９と他方の電極１１との間に交流電圧（例えば、矩形波の交流電圧）を印加すると、一方の電極９の櫛歯電極１５は接地され、他方の電極１１の櫛歯電極１９には、正電圧と負電圧が交互に印加される。その結果、一方の電極９の櫛歯電極１５上に位置する誘電体層７の一方の主面３上から、他方の電極１１の櫛歯電極１９上に位置する誘電体層７の一方の主面３上に亘って接触している液滴２１に、経時的に変化する誘電分極が生じる。この経時的に変化する誘電分極によって、液滴２１は図２の（ｂ）と（ｃ）に示す状態を繰り返すように振動する。
　なお、液滴２１には、一方の電極９の櫛歯電極１５及び他方の電極１１の櫛歯電極１９の電極幅方向の振動、言い換えると一方の電極９の櫛歯電極１５及び他方の電極１１の櫛歯電極１９の長手方向に対して垂直方向の振動が生じ易い。
　経時的に変化する誘電分極によって振動する液滴２１は、振動の変位が大きくなると、他の場所へ移動する（図２の（ｄ））。このような液滴２１は、一方の電極９の櫛歯電極１５上に位置する誘電体層７の一方の主面３上から、他方の電極１１の櫛歯電極１９上に位置する誘電体層７の一方の主面３上に亘って接触している限り、誘電体層７の一方の主面３の外部へ移動するまで、誘電体層７の一方の主面３上を移動し続ける。その際、液滴２１は誘電体層７の一方の主面３上にある他の液滴を吸収し得る。
　続いて、実施の形態１の液滴除去装置１における液滴の除去について、図３を参照して説明する。なお、図３に示す液滴除去装置１は、一方の電極９の電極本体１３を上側に、他方の電極１１の電極本体１７を下側にして垂直に立てられた状態にある。
　最初に、実施の形態１の液滴除去装置１において、誘電体層７の一方の主面３に液滴が接触すると、一部の液滴２１Ａは、自重により下方に向かって移動して、すなわち外部に向かって滑落して除去される（図３の矢印（i））。
　次に、一方の電極９及び他方の電極１１に交流電圧を印加すると、一方の電極９の櫛歯電極１５上に位置する誘電体層７の一方の主面３上から、他方の電極１１の櫛歯電極１９上に位置する誘電体層７の一方の主面３上に亘って接触している液滴２１Ｂは振動し、自重により下方に向かって移動して滑落するように外部へ除去される（図３の矢印（ii））。
　また、一方の電極９の櫛歯電極１５上に位置する誘電体層７の一方の主面３上から、他方の電極１１の櫛歯電極１９上に位置する誘電体層７の一方の主面３上に亘って接触している液滴２１Ｃは振動し、自重により下方に向かって移動している途中で他の液滴２１Ｄを吸収し（図３の矢印（iii））、滑落するように外部へ除去される（図３の矢印（iv））。
　さらに、一方の電極９の櫛歯電極１５上に位置する誘電体層７の一方の主面３上から、他方の電極１１の櫛歯電極１９上に位置する誘電体層７の一方の主面３上に亘って接触している液滴２１Ｅは振動し、近傍にある液滴２１Ｆに向かって移動する（図３の矢印（v））。続いて、液滴２１Ｆを吸収した液滴２１Ｅは、自重により下方に向かって移動している途中で他の液滴２１Ｇを吸収し（図３の矢印（vi））、滑落するように外部へ除去される（図３の矢印（vii））。
　したがって、実施の形態１の液滴除去装置１は、一方の電極９と他方の電極１１との間に交流電圧を印加して、一方の電極９上に位置する誘電体層７の一方の主面３上から、他方の電極１１上に位置する誘電体層７の一方の主面３上に亘って接触している液滴を振動させ、移動させることによって、液滴を誘電体層７の一方の主面３上から除去することができる。
　このような実施の形態１の液滴除去装置１は、例えば、誘電体層７を上述した透明な樹脂材料を用いて形成し、一方の電極９及び他方の電極１１を上述した透明な導電性材料を用いて形成することによって、ドローンに搭載されるカメラや車載用カメラのようなカメラレンズの表面上に設けることができる。
　実施の形態１の液滴除去装置１は、例えば、ガラス等の絶縁性基板上に蒸着又はスパッタにより導電性材料膜を成膜し、成膜した導電性材料膜の一部をエッチングにより除去することによって一方の電極９及び他方の電極１１を形成し、続いて、一方の電極９及び他方の電極１１上に誘電体層７を形成した後、誘電体層７の一方の主面３に、液滴に対して９０度以上の接触角を示す撥水性を付与することによって製造することができる。
　以下に本発明の他の実施の形態を説明するが、以下に説明する実施形態において、上述した実施の形態１と同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付することによりその部分の詳細な説明を省略し、以下の説明では実施の形態１と主に異なる点を説明する。なお、実施の形態２～４の液滴除去装置１は、一方の電極９の櫛歯電極１５及び他方の電極１１の櫛歯電極１９の形状が実施の形態１の液滴除去装置１とそれぞれ異なる。
　［実施の形態２］
　図４を参照して、実施の形態２の液滴除去装置１について説明する。実施の形態２の液滴除去装置１は、一方の電極９の櫛歯電極１５及び他方の電極１１の櫛歯電極１９が、平面視において一部にジグザグ形状をそれぞれ有することが実施の形態１の液滴除去装置１と異なる。
　図４に示すように、一方の電極９の櫛歯電極１５は、平面視において電極本体１３から他方の電極１１に向かってジグザグに延びる電極本体側屈曲部２３と、電極本体側屈曲部２３から他方の電極１１に向かって延びる直線部２５と、直線部２５から他方の電極１１に向かってジグザグに延びる先端側屈曲部２７と有している。電極本体側屈曲部２３及び先端側屈曲部２７は、実施の形態１の一方の電極９の櫛歯電極１５を、平面視において電極幅方向にジグザグに５回ずつ折り曲げて、それぞれ形成される。
　他方の電極１１の櫛歯電極１９は、平面視において電極本体１７から一方の電極９に向かってジグザグに延びる電極本体側屈曲部２９と、電極本体側屈曲部２９から一方の電極９に向かって延びる直線部３１と、直線部３１から一方の電極９に向かってジグザグに延びる先端側屈曲部３３と有している。電極本体側屈曲部２９及び先端側屈曲部３３は、実施の形態１の他方の電極１１の櫛歯電極１９を、平面視において電極幅方向にジグザグに５回ずつ折り曲げて、それぞれ形成される。
　このため、実施の形態２の液滴除去装置１は、一方の電極９及び他方の電極１１に交流電圧を印加すると、一方の電極９の電極本体側屈曲部２３上に位置する誘電体層７の一方の主面３上から、他方の電極１１の先端側屈曲部３３上に位置する誘電体層７の一方の主面３上に亘って接触している液滴２１に、一方の電極９の直線部２５及び他方の電極１１の直線部３１の長手方向に対して垂直方向の振動及び長手方向の振動を生じさせる。
　また、実施の形態２の液滴除去装置１は、一方の電極９及び他方の電極１１に交流電圧を印加すると、一方の電極９の先端側屈曲部２７上に位置する誘電体層７の一方の主面３上から、他方の電極１１の電極本体側屈曲部２９上に位置する誘電体層７の一方の主面３上に亘って接触している液滴２１にも、一方の電極９の直線部２５及び他方の電極１１の直線部３１の長手方向に対して垂直方向の振動及び長手方向の振動を生じさせる。
　従って、実施の形態２の液滴除去装置１は、実施の形態１の液滴除去装置１と比較して、一方の電極９の電極本体側屈曲部２３上に位置する誘電体層７の一方の主面３上から、他方の電極１１の先端側屈曲部３３上に位置する誘電体層７の一方の主面３上に亘って接触している液滴２１、及び一方の電極９の先端側屈曲部２７上に位置する誘電体層７の一方の主面３上から、他方の電極１１の電極本体側屈曲部２９上に位置する誘電体層７の一方の主面３上に亘って接触している液滴２１を異なる方向に振動させ、移動させることによって、さらに他の液滴を吸収させて液滴を誘電体層７の一方の主面３上からさらに除去することができる。
　［実施の形態３］
　図５を参照して、実施の形態３の液滴除去装置１について説明する。実施の形態３の液滴除去装置１は、一方の電極９の櫛歯電極１５及び他方の電極１１の櫛歯電極１９が、平面視においてそれぞれジグザグ形状であることが実施の形態１の液滴除去装置１と異なる。
　図５に示すように、一方の電極９の櫛歯電極１５は、実施の形態１の一方の電極９の櫛歯電極１５を、平面視において電極幅方向にジグザグに１５回ずつ折り曲げて、それぞれ形成されている。他方の電極１１の櫛歯電極１９は、実施の形態１の他方の電極１１の櫛歯電極１９を、平面視において電極幅方向にジグザグに１５回ずつ折り曲げて、それぞれ形成されている。
　このため、実施の形態３の液滴除去装置１は、一方の電極９及び他方の電極１１に交流電圧を印加すると、一方の電極９のジグザグ形状の櫛歯電極１５上に位置する誘電体層７の一方の主面３上から、他方の電極１１のジグザグ形状の櫛歯電極１９上に位置する誘電体層７の一方の主面３上に亘って接触している液滴２１に、一方の電極９の電極本体１３及び他方の電極１１の電極本体１７の長手方向に対して垂直方向の振動及び長手方向の振動を生じさせる。
　従って、実施の形態３の液滴除去装置１は、実施の形態１の液滴除去装置１と比較して、一方の電極９のジグザグ形状の櫛歯電極１５上に位置する誘電体層７の一方の主面３上から、他方の電極１１のジグザグ形状の櫛歯電極１９上に位置する誘電体層７の一方の主面３上に亘って接触している液滴２１を異なる方向に振動させ、移動させることによって、さらに他の液滴を吸収させて液滴を誘電体層７の一方の主面３上からさらに除去することができる。
　［実施の形態４］
　図６を参照して、実施の形態４の液滴除去装置１について説明する。実施の形態４の液滴除去装置１は、一方の電極９の櫛歯電極１５及び他方の電極１１の櫛歯電極１９が、平面視においてそれぞれジグザグ形状であることが実施の形態３の液滴除去装置１と同様であるが、ジグザグ形状の振幅が小さく、周期が短いことが異なる。
　図６に示すように、一方の電極９の櫛歯電極１５は、実施の形態１の一方の電極９の櫛歯電極１５を、平面視において電極幅方向にジグザグに６４回ずつ折り曲げて、それぞれ形成されている。他方の電極１１の櫛歯電極１９は、実施の形態１の他方の電極１１の櫛歯電極１９を、平面視において電極幅方向にジグザグに６４回ずつ折り曲げて、それぞれ形成されている。
　このため、実施の形態４の液滴除去装置１は、一方の電極９及び他方の電極１１に交流電圧を印加すると、一方の電極９のジグザグ形状の櫛歯電極１５上に位置する誘電体層７の一方の主面３上から、他方の電極１１のジグザグ形状の櫛歯電極１９上に位置する誘電体層７の一方の主面３上に亘って接触している液滴２１に、一方の電極９の電極本体１３及び他方の電極１１の電極本体１７の長手方向に対して垂直方向の振動及び長手方向の振動を生じさせる。
　従って、実施の形態４の液滴除去装置１は、実施の形態１の液滴除去装置１と比較して、一方の電極９のジグザグ形状の櫛歯電極１５上に位置する誘電体層７の一方の主面３上から、他方の電極１１のジグザグ形状の櫛歯電極１９上に位置する誘電体層７の一方の主面３上に亘って接触している液滴２１を異なる方向に振動させ、移動させることによって、さらに他の液滴を吸収させて液滴を誘電体層７の一方の主面３上からさらに除去することができる。
　（液滴除去方法）
　実施の形態の液滴除去方法は、実施の形態１～４のいずれか１つの液滴除去装置１の誘電体層７の一方の主面３上に液滴が接触することと、一方の電極９と他方の電極１１との間に交流電圧を印加して、一方の電極９上に位置する誘電体層７の一方の主面３上から、他方の電極１１上に位置する誘電体層７の一方の主面３上に亘って接触する液滴２１を振動させ、移動させることとを含む。
　従って、実施の形態の液滴除去方法は、図２及び３を参照して説明した実施の形態の液滴除去装置１の液滴の除去と同様に、一方の電極９と他方の電極１１との間に交流電圧を印加して、一方の電極９上に位置する誘電体層７の一方の主面３上から、他方の電極１１上に位置する誘電体層７の一方の主面３上に亘って接触している液滴２１を振動させ、移動させることによって、液滴を誘電体層７の一方の主面３上から除去することができる。
　［変形例］
　本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
　例えば、液滴除去装置１は、誘電体層７を重力方向に対して平行になるように配置した状態で使用してもよく、傾斜をつけて配置した状態で使用してもよく、垂直に配置した状態で使用してもよい。
　一方の電極９及び他方の電極１１は、平面視において時計回りに９０度回転させて誘電体層７の他方の主面５上に配置してもよく、時計回りに任意の角度だけ回転させて誘電体層７の他方の主面５上に配置してもよい。
　一方の電極９の櫛歯電極１５及び他方の櫛歯電極１９がジグザグ形状を有する場合、そのジグザグ形状の振幅は小さくても大きくてもよく、周期は短くても長くてもよい。
　櫛歯電極１５及び１９のジグザグ形状の振幅は、例えば０．１０ｍｍ以上２０．０ｍｍ以下であり、ジグザグ形状の周期は、例えば０．１０ｍｍ以上２０．０ｍｍ以下である。
　櫛歯電極１５及び１９のジグザグ形状の屈曲部分の角度は、鋭角、直角、及び鈍角のいずれであってもよく、例えば１０度以上１７０度以下である。
　一方の電極９の櫛歯電極１５及び他方の櫛歯電極１９は、ジグザグ形状の代わりに波線形状を有してもよい。
　液滴除去装置１は、ガラス等の絶縁性基板上にマスクをした後に一方の電極９及び他方の電極１１を形成して製造してもよい。

Claims (5)

  1. 　液滴が接触する一方の主面と、他方の主面とを有する誘電体層、並びに
    　前記誘電体層の他方の主面上に互いに離間して配置された、一方の電極及び他方の電極を備え、
    　前記誘電体層の一方の主面は、液滴に対して９０度以上の接触角を示す撥水性を有し、
    　前記一方の電極と前記他方の電極との間に交流電圧を印加して、前記一方の電極上に位置する前記誘電体層の一方の主面上から、前記他方の電極上に位置する前記誘電体層の一方の主面上に亘って接触する液滴を振動させ、移動させる液滴除去装置。
  2. 　前記一方の電極及び前記他方の電極は、平面視において少なくとも一部にジグザグ形状をそれぞれ有する請求項１に記載の液滴除去装置。
  3. 　前記一方の電極及び前記他方の電極は、電極本体と、前記電極本体から互いに間隔をあけて延在する複数の櫛歯電極とをそれぞれ備え、
    　前記一方の電極の櫛歯電極及び前記他方の電極の櫛歯電極は、平面視においてそれぞれジグザグ形状である請求項１又は２に記載の液滴除去装置。
  4. 　前記誘電体層は、透明な樹脂材料から形成され、かつ前記一方の電極及び前記他方の電極は、透明な導電性材料から形成される請求項１から３のいずれか１項に記載の液滴除去装置。
  5. 　請求項１から４のいずれか１項に記載の液滴除去装置の誘電体層の一方の主面上に液滴が接触することと、
    　前記一方の電極と前記他方の電極との間に交流電圧を印加して、前記一方の電極上に位置する前記誘電体層の一方の主面上から、前記他方の電極上に位置する前記誘電体層の一方の主面上に亘って接触する液滴を振動させ、移動させることとを含む液滴除去方法。
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