WO2023021812A1 - 筐体およびセンサ装置 - Google Patents

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WO2023021812A1
WO2023021812A1 PCT/JP2022/022636 JP2022022636W WO2023021812A1 WO 2023021812 A1 WO2023021812 A1 WO 2023021812A1 JP 2022022636 W JP2022022636 W JP 2022022636W WO 2023021812 A1 WO2023021812 A1 WO 2023021812A1
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WO
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translucent body
housing
actuator
vibration
actuators
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/022636
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English (en)
French (fr)
Inventor
勝宏 田淵
克己 藤本
Original Assignee
株式会社村田製作所
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Publication date
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Priority to US18/416,941 priority patent/US20240151560A1/en

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/02—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by distortion, beating, or vibration of the surface to be cleaned
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/56—Cleaning windscreens, windows or optical devices specially adapted for cleaning other parts or devices than front windows or windscreens
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements

Definitions

  • the present invention relates to a housing for a sensor device and a sensor device.
  • Water droplets such as rain may adhere to the lenses of cameras used outdoors, such as in-vehicle cameras and security cameras. Therefore, a device has been proposed that can remove the water droplets adhering to the lens.
  • Patent Document 1 describes a camera with a waterdrop removal function that removes waterdrops adhering to the lens of the imaging unit.
  • a camera with a waterdrop removing function described in Patent Document 1 removes waterdrops attached to a lens by vibrating an imaging unit in a direction in which an optical axis oscillates.
  • the camera with a water droplet removal function described in Patent Document 1 still has room for improvement in terms of improving detection accuracy.
  • the present invention provides a housing for a sensor device and a sensor device that can improve detection accuracy in a sensor device that removes droplets by vibration.
  • a housing includes A housing containing an optical sensor, a translucent body; a housing base that houses the optical sensor and holds the translucent body so as to vibrate; one or more actuators for vibrating the translucent body; Prepare.
  • a sensor device comprises: the housing described above; an optical sensor housed within the housing; Prepare.
  • the present invention can provide a housing for a sensor device and a sensor device that can improve detection accuracy in a sensor device that removes droplets by vibration.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a sensor device and a housing according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the sensor device and housing of FIG. 1
  • Enlarged view of region R2 in FIG. BB sectional view of FIG. 3 is a perspective view showing a housing according to Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a perspective view showing part of a housing according to a second embodiment;
  • FIG. 11 is a block diagram showing the structure of the housing according to the third embodiment;
  • Perspective view of the housing according to the fifth embodiment FIG. 14 is a partially omitted perspective view of the housing of FIG. EE sectional view of FIG. FF sectional view of FIG. Schematic diagram showing the cushioning member of FIG.
  • FIG. 20 is a perspective view showing a translucent body of the housing of FIG. 19
  • FIG. 20 is an enlarged view of region R3 in FIG. Diagram showing an example of the vibration mode of a translucent body A diagram showing another example of the vibration mode of a translucent body FIG.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of vibration modes of a translucent body in a housing base according to a modified example of the sixth embodiment;
  • FIG. 12 is a block diagram showing the structure of the housing according to the eighth embodiment;
  • Graph showing an example of a signal at the first resonance frequency Graph showing an example of a signal at the second resonance frequency
  • Graph showing an example of a signal of a resonance frequency in which a first resonance frequency and a second resonance frequency are superimposed
  • a table showing the maximum acceleration for moving a foreign object attached to a translucent body and the effective frequency for realizing the maximum acceleration.
  • the present inventors have proposed to improve detection accuracy in a sensor device that removes foreign matter by vibrating a transparent body by not transmitting the vibration of the transparent body to an optical sensor. investigated.
  • the housing according to the first aspect of the present invention includes A housing containing an optical sensor, a translucent body; a housing base that houses the optical sensor and holds the translucent body so as to vibrate; one or more actuators for vibrating the translucent body; Prepare.
  • the vibration of the translucent body is not transmitted to the optical sensor, so it is possible to provide a housing for the sensor device that can improve the detection accuracy.
  • the one or more actuators include a coil that generates a magnetic field by applying an electric current, an iron core that is inserted into the hollow of the coil and supports the translucent body, and a magnet that attracts the iron core by the magnetic field generated by the coil. and, and the translucent body may be vibrated in the axial direction of the iron core.
  • the translucent body has a plate-like shape
  • the plurality of actuators includes a first actuator and a second actuator;
  • the first actuator may be arranged on one end side of the transparent body, and the second actuator may be arranged on the other end side of the transparent body opposite to the first actuator.
  • the first actuator and the second actuator may be arranged to face each other.
  • the translucent body can be vibrated efficiently.
  • the housing according to the fifth aspect of the present invention includes moreover, a detection unit that detects an output voltage of at least one of the first actuator and the second actuator; may be provided.
  • the housing according to the sixth aspect of the present invention includes moreover, a controller for controlling vibration of the one or more actuators; with The control section may control vibrations of the plurality of actuators based on the output voltage of the at least one actuator detected by the detection section.
  • the plurality of actuators may vibrate the transparent body in a direction intersecting the thickness direction of the transparent body.
  • the translucent body can be vibrated without changing the optical axis of the optical sensor, so detection accuracy can be improved.
  • the translucent body has a plate-like shape having a first main surface located on the outside and a second main surface opposite to the first main surface,
  • the plurality of actuators may be arranged on the second main surface side of the translucent body.
  • the plurality of actuators may vibrate the transparent body in a thickness direction of the transparent body.
  • the translucent body has a cylindrical shape having a first end and a second end opposite to the first end,
  • the plurality of actuators may be arranged at equal intervals on at least one of the first end side and the second end side.
  • the plurality of actuators may vibrate the translucent body in the axial direction of the cylindrical shape.
  • the translucent body can be vibrated without changing the optical axis of the optical sensor, so detection accuracy can be improved.
  • the actuator includes a piezoelectric element
  • the housing base includes a vibration transmission section that connects the actuator and the transparent body and transmits vibration to the transparent body;
  • the translucent body has a first main surface located outside, a second main surface opposite to the first main surface, and a side surface connecting the first main surface and the second main surface.
  • the vibration transmission section includes a first vibration transmission section and a second vibration transmission section,
  • the first vibration transmitting portion and the second vibration transmitting portion each have one end and the other end, the one end being connected to the actuator and extending along the side surface; a support portion extending from the other end of the side surface toward the side surface and supporting the translucent body;
  • the supporting portions of the first vibration transmitting portion and the second vibration transmitting portion may be arranged to face each other and support the side surface of the translucent body therebetween.
  • the actuator extends in a first direction along the first main surface of the translucent body intersecting the direction in which the support portions of the extension portions of the first vibration transmission portion and the second vibration transmission portion face each other. vibrate to The support part may be arranged at the center of the side surface in the first direction.
  • the translucent body is vertically slid to vibrate the attached foreign matter in the direction of gravity, or the translucent body is vibrated to rotate around the holding portion to remove the attached foreign matter. It can be detached in the thickness direction of the translucent body.
  • the actuator extends in a first direction along the first main surface of the translucent body, intersecting the direction in which the support portions of the extension portions of the first vibration transmission portion and the second vibration transmission portion face each other. vibrate,
  • the support portion may be arranged at a position closer to the actuator than the center in the first direction.
  • the side opposite to the actuator of the translucent body can be largely vibrated, so foreign matter can be removed more efficiently.
  • the one or more actuators are composed of unimorph or bimorph piezoelectric elements
  • the housing base may include a frame that supports the translucent body, and a connecting portion that connects the translucent body and the one or more actuators.
  • control unit that controls the actuator
  • the control unit may vibrate the actuator at a modulation frequency obtained by superimposing a first resonance frequency of the actuator and a second resonance frequency of a foreign substance adhering to the transparent body.
  • the housing base may have an elastic body that absorbs vibration of the translucent body.
  • the vibration of the translucent body can be absorbed by the elastic body. Therefore, vibration is less likely to be transmitted to the optical sensor, and blurring of the sensor image can be suppressed.
  • a buffer member may be arranged between the translucent body and the housing base or between the translucent body and the optical sensor.
  • the cushioning member may have a bellows structure.
  • the cushioning member may be made of an elastomer.
  • the sensor device comprises the housing described above; an optical sensor housed within the housing; Prepare.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a sensor device 1 and a housing 2 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the sensor device 1 of FIG.
  • the X direction is the vertical direction of the sensor device 1
  • the Y direction is the horizontal direction of the sensor device 1
  • the Z direction is the height direction of the sensor device 1.
  • the sensor device 1 includes a housing 2 and an optical sensor 100 housed inside the housing 2 .
  • optical sensor 100 examples include LiDAR, millimeter wave radar, infrared camera, optical camera, and the like.
  • the housing 2 accommodates such an optical sensor and is used, for example, as a sensor device for searching for external information necessary for automatic driving of a vehicle.
  • the housing 2 is a housing that accommodates the optical sensor 100 therein. By housing the optical sensor 100 inside the housing 2, it can be used as a sensor device.
  • the housing 2 includes a translucent body 10, a housing base 20, and an actuator 30.
  • the translucent body 10 is a cover for preventing dirt or foreign matter from adhering to the optical sensor housed in the housing 2 .
  • the transparent body 10 is made of a transparent material so as not to obstruct the field of view of the optical sensor 100 .
  • the translucent body 10 for example, glass such as soda glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, or quartz glass, translucent plastic, translucent ceramic, synthetic resin, or the like can be used.
  • the strength of the translucent body 10 can be increased by forming the translucent body 10 from, for example, tempered glass whose strength is improved by chemical strengthening.
  • the surface of the translucent body 10 may be coated with an antifouling coating or a water-repellent coating.
  • antireflection coating may be applied to the surface of the translucent body 10 in order to improve the transmittance of light of a desired wavelength.
  • the translucent body 10 is formed in a cylindrical shape having a first end 10a and a second end 10b opposite to the first end 10a. If the translucent body 10 has a cylindrical shape, even if the optical sensor 100 is a sensor having a field of view of 360 degrees along the XY plane, the field of view of the optical sensor 100 is not obstructed, and the detection accuracy is improved. can be improved.
  • the first holder 11 is arranged at the first end (upper end) 10a of the translucent body 10
  • the second holder 12 is arranged at the second end (lower end) 10b of the translucent body.
  • the holders 11, 12 are not essential components. The holders 11 and 12 can prevent the translucent body 10 from being damaged.
  • the holder 11 is ring-shaped and holds the first end 10a of the translucent body 10 .
  • the holder 12 is ring-shaped and holds the second end 10b of the translucent body 10 .
  • the holder 12 is formed with a recessed portion 12a, and an actuator 30, which will be described later, is arranged in the recessed portion 12a of the holder 12. As shown in FIG. 2, the holder 12 is formed with a recessed portion 12a, and an actuator 30, which will be described later, is arranged in the recessed portion 12a of the holder 12. As shown in FIG. 2, the holder 12 is formed with a recessed portion 12a, and an actuator 30, which will be described later, is arranged in the recessed portion 12a of the holder 12. As shown in FIG. 2, the holder 12 is formed with a recessed portion 12a, and an actuator 30, which will be described later, is arranged in the recessed portion 12a of the holder 12. As shown in FIG.
  • the housing base 20 accommodates the optical sensor 100 and holds the translucent body 10 so that it can vibrate.
  • the housing base 20 includes a first base 23 that holds the first end 10a of the translucent body 10, a second base 21 that holds the second end 10b of the translucent body 10, and a body portion 22 that houses the optical sensor 100 .
  • an optical sensor 100 is arranged inside a cylindrical transparent body 10, a first base 23 is arranged on the side of the first end portion 10a of the transparent body 10, and a The second base 21 and the body portion 22 are arranged on the side of the second end portion 10b. In this manner, the optical sensor 100 is accommodated in the housing base 20 .
  • the material of the housing base 20 for example, metal, ceramics, synthetic resin, or the like can be used.
  • the actuator 30 vibrates the translucent body 10 .
  • the actuator 30 vibrates the translucent body 10 in the height direction (Z direction).
  • three actuators 30 are arranged.
  • FIG. 3 is an enlarged view of region R1 in FIG.
  • the actuator 30 is arranged to connect the second end 10b of the translucent body 10 and the housing base 20. As shown in FIGS. In this embodiment, the actuator 30 is arranged on the second end portion 10b side of the translucent body 10 .
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged view of region R2 in FIG.
  • the actuator 30 has a coil 31, an iron core 32, and a magnet 33.
  • the coil 31 generates a magnetic field by passing an electric current through it.
  • the iron core 32 is inserted into the hollow of the coil 31 and supports the second end 10b of the translucent body 10 via the holder 12 .
  • a magnet 33 is arranged on the second base 21 of the housing base 20 and attracts the iron core 32 by the magnetic field generated by the coil 31 .
  • the actuator 30 vibrates the translucent body 10 in the axial direction of the iron core 32 .
  • the axial direction of iron core 32 is the Z direction
  • actuator 30 vibrates translucent body 10 in the direction of arrow A1 shown in FIG.
  • the iron core 32 is arranged at the second end 10b (holder 12) of the translucent body 10, and the coil 31 and the magnet 33 are arranged at the second base 21 of the housing base 20.
  • a magnetic field generated by applying an alternating current to the coil 31 alternately generates a repulsive force and an attractive force, and the iron core 32 is guided and excited in the Z direction. That is, the iron core 32 vibrates in the Z direction.
  • the translucent body 10 vibrates in the axial direction (Z direction) of the cylindrical shape.
  • the optical axis of the optical sensor 100 is less likely to change. Therefore, detection accuracy can be improved even when the translucent body vibrates to remove foreign matter.
  • the translucent body 10 vibrates vertically. In this case, foreign matter such as water droplets adhering to the transparent body 10 can be efficiently removed.
  • the translucent body 10 can be vibrated independently of the optical sensor 100 . Therefore, the vibration of the translucent body 10 is less likely to be transmitted to the housing base 20 and the optical sensor 100 . Therefore, even if the translucent body 10 is vibrated by the actuator, the optical sensor 100 does not vibrate. That is, the vibration of the translucent body 10 is not transmitted to the optical sensor 100 . Since vibration is not transmitted to the optical sensor 100, blurring of the sensor image can be suppressed.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
  • three actuators 30 are arranged at regular intervals when viewed from the axial direction (Z direction) of the cylindrical transparent body 10 .
  • the plurality of actuators 30 may be arranged at equal intervals on at least one of the first end 10a and the second end 10b of the translucent body 10 .
  • the translucent body 10 can be vibrated so as not to change the optical axis of the optical sensor 100 .
  • the housing base 20 has an elastic body (spring) 40 .
  • a spring is arranged on the second base 21 of the housing base 20 as an elastic body 40 that absorbs the vibration of the translucent body 10 .
  • the elastic body 40 allows the attraction bias force to be controlled by adjusting the gap.
  • the attraction bias force is a force with which the iron core 32 is pulled by the magnet 33, and is a force that repels the magnetic force so that the magnet 33 and the iron core 32 do not come into contact with each other.
  • an attraction bias force can be generated, and this attraction bias force can be adjusted by the spring performance of the elastic body 40 or the gap length.
  • the elastic body 40 can prevent the translucent body 10 from colliding with the housing base 20 and being damaged.
  • the elastic body 40 is not limited to a spring as long as it is a member capable of absorbing the vibration of the translucent body 10 .
  • a cushioning member 50 is arranged between the translucent body 10 and the housing base 20 .
  • cushioning member 50 is made of elastomer and includes two cushioning members 51 and 52 .
  • a cushioning member 51 is arranged between the first end 10 a (holder 11 ) of the translucent body 10 and the first base 23 of the housing base 20 .
  • a buffer member 52 is arranged between the second end portion 10 b (holder 12 ) of the translucent body 10 and the body portion 22 of the housing base 20 .
  • the cushioning members 51 and 52 are both ring-shaped. Foreign matter can be prevented from entering the housing 2 from between the housing base 20 and the translucent body 10 . Furthermore, since the vibration of the translucent body 10 is less likely to be transmitted to the housing base 20 and the optical sensor 100, it is possible to prevent the sensor image from becoming unclear.
  • vibration damping materials 53 and 54 are arranged between the optical sensor 100 and the housing base 20, as shown in FIG.
  • the vibration-absorbing materials 53 and 54 By arranging the vibration-absorbing materials 53 and 54, the transmission of vibration to the optical sensor 100 becomes more difficult, and a clear sensor image can be obtained.
  • the sensor device 1 includes a housing 2 and an optical sensor 100 housed inside the housing 2 .
  • the housing 2 is a housing that accommodates the optical sensor 100 .
  • the housing 2 includes a translucent body 10 , a housing base 20 and an actuator 30 .
  • the housing base 20 accommodates the optical sensor 100 and holds the translucent body 10 so that it can vibrate.
  • the actuator 30 vibrates the translucent body 10 . With such a configuration, the vibration of the translucent body 10 caused by the actuator 30 is less likely to be transmitted to the optical sensor 100, so that it is possible to provide a sensor device capable of improving detection accuracy.
  • the actuator 30 has a coil 31, an iron core 32, and a magnet 33, and vibrates the translucent body in the axial direction of the iron core 32.
  • the coil 31 generates a magnetic field by passing an electric current through it.
  • the iron core 32 is inserted into the hollow of the coil 31 and supports the translucent body 10 .
  • the magnet 33 attracts or moves the iron core 32 away by the magnetic field generated by the coil 31 .
  • the actuator 30 vibrates the translucent body 10 in the axial direction of the iron core 32 .
  • the actuator 30 can vibrate the translucent body 10 , but the housing 2 is configured such that the vibration of the translucent body 10 is less likely to be transmitted to the housing base 20 and the optical sensor 100 . can provide. Therefore, blurring of the sensor image of the optical sensor 100 can be suppressed, and detection accuracy can be improved.
  • the translucent body 10 has a cylindrical shape with a first end 10a and a second end 10b opposite to the first end 10a.
  • the plurality of actuators 30 are arranged at equal intervals on at least one of the first end portion 10a side and the second end portion 10b side. With such a configuration, the housing 2 can be used even for the optical sensor 100 with a wide viewing angle.
  • a plurality of actuators 30 vibrate the translucent body 10 in the axial direction of the cylindrical shape.
  • the translucent body 10 can be vibrated without changing the optical axis of the optical sensor 100, so that a clear image can be obtained.
  • the housing base 20 has an elastic body 40 that absorbs vibration of the translucent body 10 .
  • the vibration of the translucent body 10 can be absorbed by the elastic body (spring) 40 . Therefore, vibration is less likely to be transmitted to the optical sensor 100, and blurring of the sensor image can be suppressed.
  • a cushioning member 50 is arranged between the translucent body 10 and the housing base 20 .
  • the cushioning member 50 is made of elastomer. With such a configuration, it is possible to prevent dirt and foreign matter from entering the inside of the housing 2 or the inside of the optical sensor 100 .
  • the transparent body 10 is held by the holders 11 and 12
  • the transparent body 10 does not have to be held by the holders 11 and 12 .
  • the actuator 30 may be arranged directly on the second end 10b of the translucent body 10 .
  • the housing base 20 may be directly connected to the first end portion 10a of the translucent body 10 .
  • the actuator 30 may be arranged at the first end portion 10a of the translucent body 10 .
  • the actuators 30 may be arranged at both the first end portion 10a and the second end portion 10b of the translucent body 10 . That is, the actuator 30 may be arranged at least one of the first end portion 10a and the second end portion 10b of the translucent body 10 .
  • the housing 2 includes three actuators, but the number of actuators 30 is not limited to this.
  • the housing 2 may include two or more actuators 30 .
  • the housing base 20 is configured by a plurality of parts, but the housing base 20 may be integrally formed.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a housing 3A according to Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 7.
  • the translucent body 13 may have a dome shape.
  • a dome shape means, for example, a shape in which a plate-like member is curved in a hemispherical shape.
  • the housing base 20 (second base 21 ) is attached to the end portion 13 a of the translucent body 13 via the holder 12 . If the translucent body 13 is dome-shaped, the field of view of the sensor can be further widened.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a housing 3B according to Modification 2 of Embodiment 1.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line DD of FIG. 9.
  • the housing 3B has, for example, a rectangular parallelepiped appearance, and includes a plate-like transparent body 110 arranged on one surface of the rectangular parallelepiped.
  • the housing 3B includes a rectangular parallelepiped housing base 24.
  • a housing cover 25 is arranged facing the translucent body 110 .
  • the second end portion 110b of the translucent body 110 is held by the holder 112, as in the first embodiment.
  • An actuator 130 is arranged on the second end 110b side of the translucent body 110 .
  • a buffer member 150 is arranged to surround the outer edge of the translucent body 110 .
  • Actuator 130 has coil 131 , iron core 132 , and magnet 133 as in the first embodiment. Further, the housing base 120 has an elastic body 140 having vibration of the translucent body 110 .
  • the actuator 130 vibrates the translucent body 110 in a direction crossing the thickness direction of the translucent body 110, that is, in the direction of the arrow A2.
  • the housing 3B may be configured to include one actuator 130 as shown in FIG. may
  • the housing 3B can be used for an optical sensor that senses a predetermined direction, such as the front or rear of an automobile.
  • Embodiment 2 A housing according to a second embodiment of the present invention will be described. In addition, in Embodiment 2, mainly different points from Embodiment 1 will be described. In the second embodiment, the same reference numerals are assigned to the same or equivalent configurations as in the first embodiment. In addition, in the second embodiment, the description overlapping with the first embodiment is omitted.
  • FIG. 11 is a perspective view showing part of the housing 4 according to the second embodiment.
  • the actuator 230 is arranged on both the one end 210a side of the transparent body 210 and the other end 210b side of the transparent body 210. different from 1.
  • the translucent body 210 has a plate-like shape.
  • a holder 211 is arranged at one end portion 210 a of the translucent body 210
  • a holder 212 is arranged at the other end portion 210 b of the translucent body 210 .
  • a translucent body 210 is arranged inside a frame-shaped casing base 220 .
  • the actuator 230 includes a first actuator 231 and a second actuator 232.
  • the first actuator 231 is arranged on the one end 210 a side of the transparent body 210
  • the second actuator 232 is arranged on the other end 210 b side of the transparent body 210 opposite to the first actuator 231 .
  • the two actuators 231 and 232 are preferably arranged facing each other. In this case, the direction of vibration is less likely to deviate from the direction of arrow A3, and foreign matter on translucent body 210 can be removed more efficiently.
  • the translucent body 210 has a plate-like shape.
  • the plurality of actuators 230 includes first actuators 231 and second actuators 232 .
  • the first actuator 231 is arranged on the one end 210 a side of the translucent body 210 .
  • the second actuator 232 is arranged at the other end 210 b of the translucent body 210 opposite to the first actuator 231 . With such a configuration, the translucent body can be vibrated efficiently.
  • the first actuator 231 and the second actuator 232 are arranged facing each other. With such a configuration, the vibration direction is less likely to shift, and foreign matter on the translucent body 210 can be removed more efficiently. Note that the first actuator 231 and the second actuator 232 do not necessarily have to be arranged to face each other.
  • FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the housing 4A according to the third embodiment.
  • Embodiment 3 is different from Embodiment 2 in that a detecting section 260 that detects the output voltage of the second actuator 232 is provided.
  • the third embodiment differs from the second embodiment in that a control section 270 that controls vibration of the actuator 230 is provided.
  • the detection section 260 is connected to the second actuator 232 .
  • the detector 260 detects the output voltage of the second actuator 232 .
  • the control section 270 controls the vibration of the actuator 230 and is electrically connected to the detection section 260, the first actuator 231 and the second actuator 232 in this embodiment.
  • the controller 270 includes a calculator 271 and a driver 272 .
  • the calculation unit 271 receives information about the output voltage of the second actuator 232 from the detection unit 260, and calculates the magnitude of vibration of the translucent body 210 based on the information.
  • the drive unit 272 appropriately vibrates the first actuator 231 and the second actuator 232 based on the magnitude of vibration of the translucent body 210 . For example, when the vibration of the transparent body 210 is smaller than a predetermined threshold, at least one of the first actuator 231 and the second actuator 232 is subjected to the same phase vibration, and conversely, the vibration of the transparent body 210 is is greater than a predetermined threshold, anti-phase oscillations can be applied.
  • the control unit 270 is composed of digital circuits such as microcomputers, CPUs, MPUs, GPUs, DSPs, FPGAs, and ASICs. Also, the control unit 270 may have a storage device.
  • the first actuator 231 may be used for vibration of the translucent body 210
  • the second actuator 232 may be used for detecting vibration and for adjusting the acceleration or deceleration of the vibration of the first actuator 231.
  • control section controls the vibration of the actuator 230 based on the output voltage of the actuator 230 detected by the detection section 260 .
  • the housing 4A further includes a detection section 260 that detects the output voltage of the second actuator 232. With such a configuration, it is possible to detect the magnitude of vibration of the translucent body 210 and adjust the magnitude of the vibration to be appropriate.
  • the housing 4A further includes a control section 270 that controls vibration of one or more actuators 230 .
  • the controller 270 controls vibrations of the actuators 231 and 232 based on the output voltage of at least one actuator detected by the detector 260 . With such a configuration, rapid acceleration and deceleration of vibration can be realized.
  • the detection unit 260 is connected to the second actuator 232, but the detection unit 260 only needs to detect the output voltage of at least one of the actuators 230. That is, the detection section 260 only needs to detect the output voltage of at least one of the first actuator 231 and the second actuator 232 .
  • FIG. 13 is a perspective view showing the housing 5 according to the fourth embodiment.
  • translucent body 310 has a plate-like shape having a first major surface 310d located outside and a second major surface 310c opposite to first major surface 310d. Different from form 2. Moreover, it differs from the second embodiment in that a plurality of actuators 330 are arranged on the second main surface 310c side of the translucent body 310 . Moreover, it differs from the second embodiment in that a plurality of actuators 330 vibrate the transparent body 310 in the thickness direction of the transparent body 310 .
  • the translucent body 310 is arranged on a bent frame-shaped housing base 320 .
  • a holder 311 extending in a direction crossing the second main surface 310 c of the transparent body 310 is arranged at the end of the transparent body 310 .
  • Two actuators 330 are arranged on the second main surface 310c side of the translucent body 310 .
  • the two actuators 330 vibrate the transparent body 310 in the thickness direction of the transparent body 310 (direction of arrow A4).
  • the two actuators 330 may be arranged along one end 310a of the translucent body 310 and the other end 310b opposite to the one end 310a. In this case, the foreign matter can be removed by vibrating the translucent body 310 without obstructing the field of view of the optical sensor. More preferably, two actuators 330 are arranged facing each other. In this case, the translucent body 310 can be efficiently vibrated.
  • the translucent body 310 has a plate-like shape having a first major surface 310d located outside and a second major surface 310c opposite to the first major surface 310d.
  • a plurality of actuators 330 are arranged on the second main surface 310 c side of the translucent body 310 .
  • Such a configuration makes it difficult to see the actuator 330 from the front of the translucent body 310, so that it is possible to reduce the height of the sensor device or improve the design.
  • the housing 5 is effective in such a case because it can reduce the air resistance by reducing the height.
  • the plurality of actuators 330 vibrate the transparent body 310 in the thickness direction of the transparent body 310 . With such a configuration, it is possible to deform the foreign matter adhering to the translucent body 310 by vibration and make it easier to drop.
  • Embodiment 5 A housing according to a fifth embodiment of the present invention will be described. In addition, in Embodiment 5, mainly different points from Embodiment 1 will be described. In the fifth embodiment, the same reference numerals are given to the same or equivalent configurations as in the first embodiment. In addition, in the fifth embodiment, the description overlapping with that in the first embodiment is omitted.
  • FIG. 14 is a perspective view of the housing 6 according to the fifth embodiment.
  • FIG. 15 is a perspective view of the casing 6 of FIG. 14 with a part omitted.
  • 16 is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 15.
  • FIG. Embodiment 5 differs from Embodiment 1 in the shape of transparent body 410 and the position and shape of actuator 430 .
  • the housing base 420 has a box-like shape and is composed of a bottom portion 424, an upper portion 421, and coil support portions 422 and 423.
  • the translucent body 410 is a plate-like member having a rectangular shape.
  • the translucent body 410 is sandwiched between the coil support portions 422 and 423 of the housing base 420 .
  • a holder 411 is arranged at one end 410a of the translucent body 410, and a holder 412 is arranged at the other end 410b opposite to the one end 410a.
  • the holder 411 has a shape having a body portion 411a and core support portions 411b and 411c projecting from both ends of the body portion 411a.
  • One end 410a of the translucent body 410 is supported by the body portion 411a, and an iron core 432, which will be described later, is sandwiched and supported by the iron core support portions 411b and 411c.
  • the holder 412 has a shape having a body portion 412a and core support portions 412b and 412c projecting from both ends of the body portion 412a.
  • the other end 410b of the translucent body 410 is supported by the body portion 412a, and the core 432 is sandwiched and supported by the core support portions 412b and 412c.
  • An actuator 430 is arranged on each of the coil support portions 422 and 423 of the housing base 420 .
  • Actuator 430 has coil 431 , iron core 432 , and magnet 433 .
  • a magnetic field is generated by the coil 431 to alternately generate a repulsive force and an attractive force to the magnet 433, and the iron core 432 vibrates up and down in the Z direction. Therefore, the translucent body 410 can be vibrated in the Z direction.
  • the two actuators 430 sandwich the transparent body 410 in the X direction. are placed in By arranging the two actuators 430 in a direction intersecting with the vibration direction, it is possible to reduce the height of the sensor device.
  • an elastic body (spring) 440 is arranged on the coil support portion 422 of the housing base 420 .
  • An elastic body 441 is also arranged in the iron core 432 , and the two elastic bodies 440 and 441 sandwich the iron core support portion 411 b of the holder 411 .
  • an elastic body (spring) 442 is arranged on the coil support portion 423 of the housing base 420 , and an elastic body 443 is also arranged on the iron core 432 .
  • the two elastic bodies 442 and 443 sandwich the iron core support portion 412 b of the holder 412 .
  • a bias force is a force that repels the magnetic force by the elastic bodies 440 and 441 and the elastic bodies 442 and 443 so that the iron core 432 is pulled by the magnet 433 and the magnet 433 and the iron core 432 do not come into contact with each other.
  • the bias force can be adjusted by the spring capacity of the elastic bodies 440-443 or the gap length.
  • the elastic bodies 440 to 443 can generate a repulsive force for suppressing the collision of the holders 411 and 412 and the transparent body 410 with the housing base 420 due to vibration.
  • a cushioning member 450 is arranged around the perimeter of the translucent body 410 (see FIG. 15).
  • the cushioning member 450 is made of elastomer, for example, and is arranged between the translucent body 410 and the housing base 420 . With such a configuration, it is possible to prevent the translucent body 410 from colliding with the housing base 420 due to vibration. In addition, foreign matter can be prevented from entering the housing 6 from the outside.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view taken along line FF of FIG.
  • FIG. 18 is a schematic diagram showing the cushioning member 444 of FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 17, a cushioning member 444 is arranged between the translucent body 410 and the optical sensor 100A.
  • the cushioning member 444 has a bellows structure.
  • the bellows structure is a shape in which a plurality of convex portions 444a and a plurality of concave portions 444b are alternately and repeatedly arranged in the thickness direction of the translucent body 410, and the adjacent convex portions 444a and concave portions 444b are mutually expandable and contractable. are connected.
  • the buffer member 444 having a bellows structure, the vibration of the translucent body 410 can be absorbed by the buffer member 444 .
  • the cushioning member 444 between the light transmitting body 410 and the optical sensor 100A, foreign matter can be prevented from entering between the optical sensor 100A and the light transmitting body 410.
  • a vibration damping material 453 is arranged between the optical sensor 100A and the bottom portion 424 of the housing base 420. As shown in FIGS. By arranging the vibration-absorbing material 453, the vibration is less likely to be transmitted to the optical sensor 100A, and the detection accuracy can be improved.
  • a cushioning member 444 having a bellows structure is arranged between the translucent body 410 and the optical sensor 100A. With such a configuration, it is possible to prevent foreign matter from entering between the optical sensor 100A and the transparent body 410 without affecting the sensor image of the optical sensor 100A due to vibration.
  • Embodiment 6 A housing according to a sixth embodiment of the present invention will be described. In addition, in Embodiment 6, mainly different points from Embodiment 1 will be described. In the sixth embodiment, the same reference numerals are assigned to the same or equivalent configurations as in the first embodiment. Moreover, in the sixth embodiment, the description overlapping with the first embodiment is omitted.
  • FIG. 19 is a perspective view showing the housing 7 according to the sixth embodiment.
  • 20 is a front view showing the housing base 520 of the housing 7 of FIG. 19.
  • FIG. 21 is a perspective view showing the translucent body 510 of the housing 7 of FIG. 19.
  • the sixth embodiment differs from the first embodiment in that actuator 530 includes a piezoelectric element, and housing base 520 includes vibration transmitting portions 560a and 560b. Moreover, it differs from the first embodiment in that the translucent body 510 has a plate-like shape. Further, the sixth embodiment differs from the first embodiment in that the housing 7 has a rectangular parallelepiped appearance.
  • the housing 7 has a rectangular parallelepiped appearance and includes a rectangular parallelepiped housing base 524 shown in FIG.
  • a housing base 520 (see FIG. 20) to which a translucent body 510 is attached is housed inside the housing base 524 .
  • Translucent body 510 attached to housing base 520 is exposed to the outside through opening 524 a of housing base 524 .
  • the translucent body 510 has a first major surface 510d located outside, a second major surface 520c opposite to the first major surface 510d, and a first major surface 520d. 510d and a side surface 510e connecting the second main surface 510c. Further, in the present embodiment, transparent body 510 is formed in a rectangular shape when viewed from first main surface 510d.
  • the housing base 520 includes a vibration transmitting portion that connects the actuator 530 and the transparent body 510 and transmits vibration to the transparent body 510 .
  • the vibration transmitting portion includes a first vibration transmitting portion 560a and a second vibration transmitting portion 560b.
  • housing base 520 includes frame 521 surrounding translucent body 510 .
  • the frame 521 is formed with an opening 522 in which the transparent body 510 is arranged. Further, along the opening 522, a first vibration transmitting portion 560a and a second vibration transmitting portion 560b are arranged.
  • the first vibration transmission portion 560a has a vibration portion 561 and a support portion 564.
  • vibrating portion 561 has one end portion 561 a and the other end portion 561 b .
  • One end portion 561 a is connected to actuator 530 and extends along side surface 510 e of transparent body 510 .
  • the vibrating portion 561 has a first extension portion 562 connected to the actuator 530 and a second extension portion 563 extending from the first extension portion 562 and connected to the support portion 564 .
  • the support portion 564 extends from the other end portion 561 b of the vibrating portion 561 toward the side surface 510 e of the transparent body 510 and supports the side surface 510 e of the transparent body 510 .
  • the second vibration transmission portion 560b has a vibration portion 565 and a support portion 568.
  • vibrating portion 565 has one end portion 565 a and the other end portion 565 b , one end portion 565 a is connected to actuator 530 and extends along side surface 510 e of transparent body 510 .
  • the vibrating portion 565 has a first extension portion 566 connected to the actuator 530 and a second extension portion 567 extending from the first extension portion 566 and connected to the support portion 568 .
  • the support portion 568 extends from the other end portion 565 b of the vibrating portion 565 toward the side surface 510 e of the transparent body 510 and supports the side surface 510 e of the transparent body 510 .
  • the first vibration transmission portion 560a and the second vibration transmission portion 560b can efficiently transmit the vibration of the actuator 530 to the translucent body 510 by being made of, for example, a metal material. Also, the first vibration transmitting portion 560 a and the second vibration transmitting portion 560 b may be formed integrally with the housing base 520 .
  • the first vibration transmission portion 560a and the second vibration transmission portion 560b have symmetrical shapes when viewed from the first main surface 510d of the translucent body 510 .
  • a first extending portion 562 of the first vibration transmitting portion 560 a and a first extending portion 566 of the second vibration transmitting portion 560 b are arranged to extend in opposite directions from the actuator 530 .
  • the supporting portion 564 of the first vibration transmitting portion 560a and the supporting portion 568 of the second vibration transmitting portion 560b are arranged to face each other and support the side surface 510e of the translucent body 510 therebetween.
  • the supporting portions 564 and 568 are arranged at the center in the Z direction on the side surface 510e of the translucent body 510, respectively.
  • the support portions 564 and 568 and the transparent body 510 can be connected by inserting projections provided on the support portions 564 and 568 into holes provided in the transparent body 510, for example.
  • the support portions 564 and 568 are transparent.
  • Body 510 may be supported.
  • the support portions 564 and 568 and the frame portion may be integrated. Supports 564 and 568 can rotatably support translucent body 510 .
  • the actuator 530 is arranged on the frame 521 of the housing base 520 on the side of the second end 510b of the translucent body 510 .
  • the actuator 530 is composed of, for example, a piezoelectric element such as laminated piezoelectric ceramics.
  • a conductor (not shown) that applies a potential to the piezoelectric element that constitutes the actuator 530 may be arranged in the housing 7 .
  • Actuator 530 is arranged along first main surface 510d of translucent body 510 intersecting the direction (Y direction) in which supporting portions 564 and 568 of first vibration transmitting portion 560a and second vibration transmitting portion 560b face each other. Vibrate in one direction. That is, it reciprocates in the direction of arrow A6 (Z direction) in FIG. 22, which will be described later.
  • FIG. 22 is an enlarged view of region R3 in FIG. Transmission of vibration to transparent body 510 by first vibration transmission portion 560a will be described with reference to FIG.
  • the actuator 530 vibrates in the direction of arrow A6. Vibration of actuator 530 is transmitted from one end portion 561a to first extension portion 562, and the vibration of actuator 530 is amplified at first extension portion 562 with connecting portion 562a with frame 521 as a fulcrum. The vibration amplified by the first extending portion 562 is transmitted to the translucent body 510 via the second extending portion 563 . As for the second vibration transmitting portion 560b, the vibration of the actuator 530 is similarly amplified by the first extending portion 566, and the vibration is transmitted to the translucent body 510 via the second extending portion 567. FIG.
  • first extending portions 562 and 566 are portions that amplify the vibration of the actuator 530, they preferably have a relatively high rigidity. In order to increase the rigidity of the vibrating portion, it is formed wider than the second extending portions 563 and 567 .
  • FIG. 23 is a diagram showing an example of vibration modes of the translucent body 510.
  • the translucent body 510 By applying a signal of a predetermined frequency to the actuator 530 by a control device (not shown), the translucent body 510 can be vibrated in the same direction as the vibration direction (arrow A6) of the actuator 530 (slide mode). That is, the translucent body 510 can be vibrated along the Z direction as indicated by an arrow A7 in FIG.
  • the first extending portions 562 and 566 of the vibration transmitting portions 560a and 560b bend and vibrate in the Z direction.
  • the foreign matter adhering to the translucent body 510 can be efficiently slid down in the gravitational direction (downward direction of the Z axis).
  • FIG. 24 is a diagram showing another example of the vibration mode of the translucent body 510.
  • the translucent body 510 can be vibrated to rotate about the support portions 564, 568 of the vibration transmission portions 560a, 560b, respectively ( rotation mode). That is, it is possible to vibrate the translucent body 510 so as to rotate about the rotation axis along the Y direction as indicated by the arrow A8.
  • translucent body 510 can be vibrated in rotation mode by applying a lower frequency signal to actuator 530 than in slide mode.
  • Rotational mode vibration about the support portions 564 and 568 can be generated by utilizing the natural frequency determined by the structure of the translucent body 510 or the vibration transmission portions 560a and 560b. By applying the vibrational energy necessary to excite the natural frequency to the actuator 530, the translucent body 510 can be vibrated in a rotational mode.
  • the first extending portions 562 and 566 of the vibration transmitting parts 560a and 560b vibrate due to the vibration of the translucent body 510 in the rotational mode.
  • the foreign matter adhering to the translucent body can be efficiently removed in the thickness direction (X direction) of the translucent body 510 .
  • the supporting portions 564 and 568 of the first vibration transmitting portion 560a and the second vibration transmitting portion 560b are arranged at the center of the side surface 510e of the translucent body 510 in the first direction (Z direction). Therefore, by changing the frequency applied to the actuator 530, the translucent body 510 can be vibrated in two modes, a slide mode and a rotation mode.
  • the translucent body 510 has a rectangular shape in plan view
  • the shape of the translucent body 510 is not limited to this.
  • the translucent body 510 may have various shapes such as a circular shape, an elliptical shape, or a polygonal shape in plan view.
  • FIG. 25 is a diagram showing an example of vibration modes of transparent body 510 in housing base 520A according to the modification of the sixth embodiment.
  • the supporting portions 574 of the first vibration transmitting portion 570a and the second vibration transmitting portion 570b are positioned closer to the actuator 530 than the center in the first direction (Z direction). are placed in That is, the translucent body 510 is supported below the center in the Z direction.
  • the vibration displacement of the first end portion 510a of the translucent body 510 increases. Therefore, the foreign matter attached to the upper side of the translucent body 510 can be slid down while the foreign matter attached to the lower side is pushed away.
  • Embodiment 7 A housing according to a seventh embodiment of the present invention will be described. In addition, in Embodiment 7, mainly different points from Embodiment 6 will be described. In Embodiment 7, the same reference numerals are given to the same or equivalent configurations as those in Embodiment 6. FIG. Moreover, in Embodiment 7, the description overlapping with Embodiment 6 is omitted.
  • FIG. 26 is a perspective view showing the housing 8 according to the seventh embodiment.
  • the actuator 630 is composed of a unimorph type or bimorph type piezoelectric element, and the housing base 620 includes a frame 621 and a connecting portion 622. different.
  • the housing base 620 includes a frame 621 that supports the translucent body 610 and a connecting portion 622 that connects the translucent body 610 and the actuator 630 .
  • transparent body 610 is formed in a plate shape, and frame 621 is arranged so as to surround the side surface of transparent body 610 .
  • the connection portion 622 sandwiches and holds the translucent body 610 in the thickness direction at the first end portion 610a.
  • the actuator 630 is composed of a unimorph type or bimorph type piezoelectric element.
  • a unimorph-type piezoelectric element is made by, for example, bonding a sheet-shaped piezoelectric element to a plate-shaped metal. occurs.
  • a bimorph-type piezoelectric element is made by bonding two sheet-like piezoelectric elements together, and each piezoelectric element expands and contracts in the opposite direction in the surface direction, thereby causing each piezoelectric element to warp.
  • the expansion and contraction of the piezoelectric element in the X direction causes warpage, and the connecting portion 622 can be vibrated in the Z direction.
  • Each of the two actuators 630 has one end fixed by, for example, a claw 623 provided on the frame 621 and the other end fixed by a connecting portion 622 .
  • Actuator 630 causes connecting portion 622 to vibrate in the Z direction.
  • the connecting portion vibrates, the translucent body 610 also vibrates in the Z direction.
  • the actuator 630 is formed so that the width becomes narrower from the claw 623 toward the connecting portion 622 . By narrowing the width toward the connecting portion 622, the warp increases as the connecting portion 622 is approached, so that the translucent body 610 can be vibrated more efficiently.
  • the cost can be further reduced.
  • the size in the vertical direction (Z direction) can be reduced, which contributes to miniaturization of the housing.
  • FIG. 27 is a block diagram showing the configuration of the housing 9 according to the eighth embodiment.
  • the eighth embodiment differs from the sixth embodiment in that the housing 9 includes a controller 590 that controls the actuator 530 .
  • Other configurations of the housing 9 are the same as those of the housing 7 shown in FIGS.
  • the control unit 590 vibrates the actuator 530 by applying a signal with a predetermined frequency to the actuator 530 .
  • the control unit 590 is configured by a digital circuit such as a microcomputer, CPU, MPU, GPU, DSP, FPGA, ASIC, or the like. Also, the control unit 590 may have a storage device.
  • the control unit 590 vibrates the actuator 530 at a modulation frequency obtained by superimposing the first resonance frequency of the actuator 530 and the second resonance frequency of the foreign matter adhering to the translucent body 510 .
  • the foreign matter adhering to the translucent body 510 is droplets including rain, muddy water, and the like. When the foreign matter (droplet) is vibrated at the second resonance frequency, the droplet is likely to be deformed or moved, making it easier to remove the droplet from the translucent body 510 .
  • the translucent body 510 is vibrated near the second resonance frequency of the foreign matter adhering to the translucent body 510, the foreign matter can be efficiently slid off. different from the frequency. Therefore, by vibrating the actuator at a modulation frequency obtained by superimposing the first resonance frequency and the second resonance frequency, the deformation of the foreign matter attached to the translucent body 510 can be facilitated and the foreign matter can be efficiently slid off.
  • FIG. 28 is a graph showing an example of the signal of the first resonance frequency.
  • FIG. 29 is a graph showing an example of the signal of the second resonance frequency.
  • FIG. 30 is a graph showing an example of a resonance frequency signal obtained by superimposing the first resonance frequency and the second resonance frequency.
  • the first resonance frequency of the actuator 530 is 158 Hz
  • the second resonance frequency of the foreign matter is around 70 Hz. Note that the foreign matter in this case is assumed to be a liquid droplet with a size of about 5 ⁇ L.
  • the frequency to be superimposed may be changed according to the size of the foreign matter adhering to the translucent body 510 .
  • FIG. 31 is a table showing the maximum acceleration for moving the foreign matter adhering to the translucent body 510 and the effective frequency for realizing the maximum acceleration.
  • the maximum acceleration should be 4.4 G or more in order to move the foreign matter and remove it from the translucent body 510 .
  • the second resonance frequency is 140 Hz to 160 Hz when the size of the foreign matter is 1 ⁇ L.
  • the foreign matter can be efficiently removed by vibrating the actuator 530 at the modulation frequency obtained by superimposing the second resonance frequency in the range of 140 Hz to 160 Hz on the first resonance frequency.
  • the second resonance frequency can be superimposed according to the size of the foreign matter, the foreign matter on the translucent body 510 can be removed more efficiently.
  • the actuator 530 By vibrating the actuator 530 at a modulation frequency obtained by superimposing the first resonance frequency of the actuator 530 and the second resonance frequency of the foreign matter, the deformation of the foreign matter can be promoted and the foreign matter can be efficiently removed from the translucent body 510 .
  • the housing and sensor device of the present invention can be applied to an on-vehicle camera used outdoors, a surveillance camera, or an optical sensor such as LiDAR.

Landscapes

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Abstract

本発明の筐体２は、光学式センサ１００を収容する筐体２であって、透光体１０と、光学式センサ１００を収容し、透光体１０を振動可能に保持する筐体ベース２０と、透光体１０を振動させる１つまたは複数のアクチュエータ３０と、を備える。また、本発明のセンサ装置１は、筐体２と、筐体２内に収容される光学式センサ１００と、を備える。

Description

筐体およびセンサ装置
　本発明は、センサ装置用の筐体、およびセンサ装置に関する。
　車載カメラまたは防犯カメラ等の屋外で使用されるカメラのレンズには、雨等の水滴が付着することがある。そこで、レンズに付着した水滴を除去することのできる装置が提案されている。
　例えば、特許文献１には、撮像ユニットのレンズに付着した水滴を除去する水滴除去機能付きカメラが記載されている。特許文献１に記載の水滴除去機能付きカメラでは、撮像ユニットを光軸の動揺する方向に振動させることで、レンズについた水滴を除去する。
特開２０１３－８０１７７号公報
　特許文献１に記載の水滴除去機能付きカメラでは、検出精度の向上の点で、未だ改善の余地がある。
　本発明は、振動により液滴を除去するセンサ装置において、検出精度を向上させることのできるセンサ装置用の筐体、およびセンサ装置を提供する。
　本発明の一態様にかかる筐体は、
　光学式センサを収容する筐体であって、
　透光体と、
　前記光学式センサを収容し、前記透光体を振動可能に保持する筐体ベースと、
　前記透光体を振動させる１つまたは複数のアクチュエータと、
を備える。
　本発明の一態様にかかるセンサ装置は、
　上述の筐体と、
　前記筐体内に収容される光学式センサと、
を備える。
　本発明は、振動により液滴を除去するセンサ装置において、検出精度を向上させることのできるセンサ装置用の筐体、およびセンサ装置を提供することができる。
本発明の実施の形態１にかかるセンサ装置および筐体を示す斜視図 図１のセンサ装置および筐体の分解斜視図 図２の領域Ｒ１を拡大した図 図１のＡ－Ａ断面図 図４の領域Ｒ２を拡大した図 図２のＢ－Ｂ断面図 実施の形態１の変形例１にかかる筐体を示す斜視図 図７のＣ－Ｃ断面図 実施の形態１の変形例２にかかる筐体を示す斜視図 図９のＤ－Ｄ断面図 実施の形態２にかかる筐体の一部を示す斜視図 実施の形態３にかかる筐体の構成を示すブロック図 実施の形態４にかかる筐体を示す斜視図 実施の形態５にかかる筐体の斜視図 図１４の筐体の一部を省略した斜視図 図１５のＥ－Ｅ断面図 図１４のＦ－Ｆ断面図 図１７の緩衝部材を示す概略図 実施の形態６にかかる筐体を示す斜視図 図１９の筐体の筐体ベースを示す正面図 図１９の筐体の透光体を示す斜視図 図２０の領域Ｒ３を拡大した図 透光体の振動モードの一例を示す図 透光体の振動モードの別の一例を示す図 実施の形態６の変形例にかかる筐体ベースにおける透光体の振動モードの一例を示す図 実施の形態７にかかる筐体を示す斜視図 実施の形態８にかかる筐体の構成を示すブロック図 第１共振周波数の信号の一例を示すグラフ 第２共振周波数の信号の一例を示すグラフ 第１共振周波数と第２共振周波数とを重畳させた共振周波数の信号の一例を示すグラフ 透光体に付着した異物を移動させるための最大加速度と、最大加速度を実現するために有効な周波数を示す表
（本発明に至った経緯）
　近年、例えば、ＬｉＤＡＲ、ミリ波レーダ、赤外線カメラ、または通常の光学カメラなどの光学式センサにより取得した車両外部の情報を利用して車両の自動運転を制御することが行われている。通常、これらの光学式センサは、車両の外部に配置されるため、センサのレンズを保護する透光体が風雨に曝されて雨水や泥水などの異物が付着し、センサの性能に影響を及ぼしてしまうことがある。
　このため、特許文献１に記載の水滴除去機能付きカメラのように、振動によりレンズに付着した水滴等を除去する装置が検討されている。特許文献１に記載の水滴除去機能付きカメラでは、撮像ユニットに圧電素子が配置されており、水滴等を除去するために圧電素子を駆動すると、撮像ユニット自体が振動してしまう。その結果、撮像された画像のブレにより、鮮明な画像を得ることができないなどの課題がある。
　そこで、本発明者（ら）は、透光体を振動させて異物を除去するセンサ装置において、透光体の振動を光学式センサに伝達しないようにすることで、検出精度を向上させることを検討した。
　本発明の第１態様にかかる筐体は、
　光学式センサを収容する筐体であって、
　透光体と、
　前記光学式センサを収容し、前記透光体を振動可能に保持する筐体ベースと、
　前記透光体を振動させる１つまたは複数のアクチュエータと、
を備える。
　このような構成により、透光体の振動が光学式センサに伝達されないため、検出精度を向上させることのできるセンサ装置の筐体を提供することができる。
　本発明の第２態様にかかる筐体において、
　前記１つまたは複数のアクチュエータは、電流を流すことにより磁界を発生させるコイルと、前記コイルの中空に挿入され前記透光体を支持する鉄心と、前記コイルにより発生する磁界により前記鉄心を引き寄せる磁石と、を有し、前記鉄心の軸方向に前記透光体を振動させてもよい。
　このような構成により、アクチュエータへのストレスを軽減することができる。
　本発明の第３態様にかかる筐体において、
　前記透光体は、板状の形状を有し、
　前記複数のアクチュエータは、第１アクチュエータと第２アクチュエータとを含み、
　前記第１アクチュエータは前記透光体の一方端部側に配置され、前記第２アクチュエータは前記第１アクチュエータと反対側の前記透光体の他方端部側に配置されてもよい。
　このような構成により、視野を阻害することなく効率的に透光体を振動させることができる。
　本発明の第４態様にかかる筐体において、
　前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとは、対向して配置されてもよい。
　このような構成により、効率よく透光体を振動させることができる。
　本発明の第５態様にかかる筐体は、
　さらに、
　　前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとのうち少なくとも１つのアクチュエータの出力電圧を検出する検出部、
　を備えてもよい。
　このような構成により、透光体の振動の大きさを検出し、適切な振動の大きさとなるよう調整することができる。
　本発明の第６態様にかかる筐体は、
　さらに、
　　前記１つまたは複数のアクチュエータの振動を制御する制御部、
　を備え、
　前記制御部は、前記検出部により検出された前記少なくとも１つのアクチュエータの出力電圧に基づいて、前記複数のアクチュエータの振動を制御してもよい。
　このような構成により、振動の急速な加減速を実現することができる。
　本発明の第７態様にかかる筐体において、
　前記複数のアクチュエータは、前記透光体の厚み方向と交差する方向に前記透光体を振動させてもよい。
　このような構成により、光学式センサの光軸変化をもたらさずに透光体を振動させることができるため、検出精度を向上させることができる。
　本発明の第８態様にかかる筐体において、
　前記透光体は、外側に位置する第１主面と、前記第１主面と反対側の第２主面とを有する板状の形状を有し、
　前記複数のアクチュエータは、前記透光体の前記第２主面側に配置されてもよい。
　このような構成により、センサ装置の低背化、または意匠性の向上を実現することができる。
　本発明の第９態様にかかる筐体において、
　前記複数のアクチュエータは、前記透光体の厚み方向に前記透光体を振動させてもよい。
　このような構成により、透光体３１０に付着した異物を振動により変形させて落としやすくすることができる。
　本発明の第１０態様にかかる筐体において、
　前記透光体は、第１端部と前記第１端部と反対側の第２端部とを有する円筒形状を有し、
　前記複数のアクチュエータは、前記第１端部側および前記第２端部側のうち少なくとも一方に等間隔に配置されてもよい。
　このような構成により、視野角の広い光学式センサにも対応可能である。
　本発明の第１１態様にかかる筐体において、
　前記複数のアクチュエータは、前記透光体を前記円筒形状の軸方向に振動させてもよい。
　このような構成により、光学式センサの光軸変化をもたらさずに透光体を振動させることができるため、検出精度を向上させることができる。
　本発明の第１２態様にかかる筐体に置いて、
　前記アクチュエータは、圧電素子を含み、
　前記筐体ベースは、前記アクチュエータと前記透光体とを接続し、前記透光体に振動を伝達する振動伝達部を含み、
　前記透光体は、外側に位置する第１主面と、前記第１主面と反対側の第２主面と、前記第１主面と前記第２主面とを接続する側面と、を有する板状の形状を有し、
　前記振動伝達部は、第１振動伝達部および第２振動伝達部を含み、
　前記第１振動伝達部および第２振動伝達部はそれぞれ、一方端部および他方端部を有し、前記一方端部が前記アクチュエータに接続され、前記側面に沿って延びる振動部と、前記振動部の前記他方端部から前記側面に向かって延び、前記透光体を支持する支持部と、を有し、
　前記第１振動伝達部および前記第２振動伝達部のそれぞれの前記支持部は、向き合って配置されて前記透光体の前記側面を挟んで支持してもよい。
　このような構成により、消費電力を低減させつつ、効率よく透光体を振動させて異物を除去することができる。
　本発明の第１３態様にかかる筐体において、
　前記アクチュエータは、前記第１振動伝達部および前記第２振動伝達部のそれぞれの前記延伸部の前記支持部が向き合う方向に交差して前記透光体の前記第１主面に沿った第１方向に振動し、
　前記支持部は、前記第１方向における前記側面の中央に配置されてもよい。
　このような構成により、透光体を上下にスライドするように振動させて付着した異物を重力方向に滑落させたり、保持部を中心に透光体を回転させるように振動させて付着した異物を透光体の厚み方向に脱離させたりすることができる。
　本発明の第１４態様にかかる筐体において、
　前記アクチュエータは、前記第１振動伝達部および前記第２振動伝達部のそれぞれの前記延伸部の前記支持部が向き合う方向に交差し前記透光体の前記第１主面に沿った第１方向に振動し、
　前記支持部は、前記第１方向において中央よりも前記アクチュエータに近い位置に配置されてもよい。
　このような構成により、透光体のアクチュエータと反対側を大きく振動させることができるため、より効率的に異物を除去することができる。
　本発明の第１５態様にかかる筐体において、
　前記１つまたは複数のアクチュエータは、ユニモルフ型またはバイモルフ型の圧電素子により構成され、
　前記筐体ベースは、前記透光体を支持するフレームと、前記透光体と前記１つまたは複数のアクチュエータとを接続する接続部と、を含んでもよい。
　このような構成により、より簡素で小型な構成で、透光体を効率よく振動させることができる。
　本発明の第１６態様にかかる筐体において、
　さらに、前記アクチュエータを制御する制御部、を備え、
　前記制御部は、前記アクチュエータの第１共振周波数と、前記透光体に付着した異物の第２共振周波数と、を重畳させた変調周波数で、前記アクチュエータを振動させてもよい。
　このような構成により、透光体に付着した異物の共振周波数に近い振動を与えることができるため、異物の変形を促して異物を効率的に除去することができる。
　本発明の第１７態様にかかる筐体において、
　前記筐体ベースは、前記透光体の振動を吸収する弾性体を有してもよい。
　このような構成により、透光体の振動を弾性体で吸収することができる。このため光学式センサに振動が伝達しにくくなり、センサ画像のブレを抑制することができる。
　本発明の第１８態様にかかる筐体において、
　前記透光体と前記筐体ベースとの間、または前記透光体と前記光学式センサとの間に、緩衝部材が配置されていてもよい。
　このような構成により、筐体の内部または光学式センサの内部に汚れや異物が混入することを抑制することができる。
　本発明の第１９態様にかかる筐体において、
　前記緩衝部材は、蛇腹構造を有してもよい。
　このような構成により、透光体の振動を光学式センサに伝達せずに、透光体と光学式センサとの隙間を塞いて、内部に汚れや異物が混入することを抑制することができる。
　本発明の第２０態様にかかる筐体において、
　前記緩衝部材は、エラストマにより構成されていてもよい。
　このような構成により、筐体内または光学式センサの内部に汚れや異物が混入することを抑制することができる。
　本発明の第２１態様にかかるセンサ装置は、
　上述の筐体と、
　前記筐体内に収容される光学式センサと、
を備える。
　このような構成により、検出精度を向上させることのできるセンサ装置を提供することができる。
　以下、本発明の一実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。さらに、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは必ずしも合致していない。
（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１にかかるセンサ装置１および筐体２を示す斜視図である。図２は、図１のセンサ装置１の分解斜視図である。なお、図中のＸ方向はセンサ装置１の縦方向、Ｙ方向はセンサ装置１の横方向、Ｚ方向はセンサ装置１の高さ方向を意味する。
［センサ装置］
　センサ装置１は、筐体２と筐体２の内部に収容された光学式センサ１００を備える。
　光学式センサ１００としては、例えば、ＬｉＤＡＲ、ミリ波レーダ、赤外線カメラ、または光学カメラ等が挙げられる。筐体２はこのような光学式センサを収容し、例えば、車両の自動運転に必要な外部情報を探索するセンサ装置に使用される。
［筐体］
　筐体２は、図１および図２に示すように、内部に光学式センサ１００を収容する筐体である。筐体２の内部に光学式センサ１００を収容することにより、センサ装置として使用することができる。
　筐体２は、透光体１０と、筐体ベース２０と、アクチュエータ３０と、を備える。
＜透光体＞
　透光体１０は、筐体２に収容されている光学式センサに汚れまたは異物が付着するのを防止するためのカバーである。透光体１０は、光学式センサ１００の視野を阻害しないよう透明材料で形成されている。
　透光体１０の材料としては、例えば、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、または石英ガラスなどのガラス、透光性プラスチック、透光性セラミック、または合成樹脂等を用いることができる。透光体１０を、例えば化学強化で強度を向上させた強化ガラスにより形成することで、透光体１０の強度を高めることができる。また、汚れの付着を低減するために、透光体１０の表面には防汚コーティングまたは撥水コーティングが施されていてもよい。また、所望の波長の光の透過率を向上させるために、透光体１０の表面に反射防止コーティングが施されていてもよい。
　本実施の形態では、透光体１０は、第１端部１０ａと、第１端部１０ａと反対側の第２端部１０ｂとを有する円筒形状に形成されている。透光体１０が円筒形状であると、光学式センサ１００が、例えば、ＸＹ平面に沿って３６０度の視野を有するセンサである場合にも、光学式センサ１００の視野を阻害せず検出精度を向上させることができる。
　本実施の形態では、透光体１０の第１端部（上端）１０ａに第１ホルダ１１が配置され、透光体の第２端部（下端）１０ｂに第２ホルダ１２が配置されている。ホルダ１１、１２は、必須の構成ではない。ホルダ１１、１２により、透光体１０の破損を防止することができる。
　ホルダ１１は、リング状に形成されており、透光体１０の第１端部１０ａを保持する。ホルダ１２は、リング状に形成されており、透光体１０の第２端部１０ｂを保持する。
　ホルダ１２には、図２に示すように、凹部１２ａが形成されており、ホルダ１２の凹部１２ａに、後述するアクチュエータ３０が配置される。
＜筐体ベース＞
　筐体ベース２０は、光学式センサ１００を収容し、透光体１０を振動可能に保持する。本実施の形態では、筐体ベース２０は、透光体１０の第１端部１０ａを保持する第１ベース２３と、透光体１０の第２端部１０ｂを保持する第２ベース２１と、光学式センサ１００を収容する本体部２２と、を含む。本実施の形態では、円筒形状の透光体１０の内部に光学式センサ１００を配置し、透光体１０の第１端部１０ａ側に第１ベース２３を配置し、透光体１０の第２端部１０ｂ側に第２ベース２１および本体部２２を配置する。このようにして、筐体ベース２０に光学式センサ１００を収容する。
　筐体ベース２０の材料としては、例えば、金属、セラミックス、または合成樹脂等を使用することができる。
＜アクチュエータ＞
　アクチュエータ３０は、透光体１０を振動させるものである。本実施の形態では、アクチュエータ３０は、透光体１０を高さ方向（Ｚ方向）に振動させる。後述するように、本実施の形態では、３つのアクチュエータ３０が配置されている。
　図３は、図２の領域Ｒ１を拡大した図である。図２および図３に示すように、アクチュエータ３０が、透光体１０の第２端部１０ｂと、筐体ベース２０とを繋ぐよう配置されている。本実施の形態では、アクチュエータ３０は、透光体１０の第２端部１０ｂ側に配置されている。
　図４は、図１のＡ－Ａ断面図である。図５は、図４の領域Ｒ２を拡大した図である。図４および図５に示すように、アクチュエータ３０は、コイル３１と、鉄心３２と、磁石３３と、を有する。コイル３１は、電流を流すことにより磁界を発生させる。鉄心３２は、コイル３１の中空に挿入され、ホルダ１２を介して透光体１０の第２端部１０ｂを支持する。磁石３３は、筐体ベース２０の第２ベース２１に配置され、コイル３１により発生する磁界により鉄心３２を引き寄せる。アクチュエータ３０は、鉄心３２の軸方向に透光体１０を振動させる。本実施の形態では、鉄心３２の軸方向はＺ方向であり、アクチュエータ３０は、図２に示す矢印Ａ１の方向に透光体１０を振動させる。
　本実施の形態では、透光体１０の第２端部１０ｂ（ホルダ１２）に鉄心３２が配置され、筐体ベース２０の第２ベース２１にコイル３１および磁石３３が配置されている。コイル３１に交流電流を流すことにより発生する磁界により、反発力と吸引力が交互に発生して、鉄心３２はＺ方向に引導加振される。すなわち、鉄心３２はＺ方向に振動する。アクチュエータ３０により発生するＺ方向の振動により、透光体１０は円筒形状の軸方向（Ｚ方向）に振動する。透光体１０が円筒形状の軸方向に振動する場合、光学式センサ１００の光軸変化を引き起こしにくい。このため、異物を除去するために透光体が振動しているときでも、検出精度を向上させることができる。
　例えば、Ｚ方向を上下方向として筐体２を配置すると、透光体１０が上下に振動することとなる。この場合、透光体１０に付着した水滴等の異物を効率的に落とすことができる。
　筐体ベース２０にアクチュエータ３０を設けることにより、光学式センサ１００と独立して透光体１０を振動させることができる。このため、透光体１０の振動が筐体ベース２０および光学式センサ１００に伝達しにくい。したがって、透光体１０がアクチュエータにより振動しても、光学式センサ１００は振動しない。すなわち、透光体１０の振動は、光学式センサ１００には伝達されない。光学式センサ１００に振動が伝達されないため、センサ画像のブレを抑制することができる。
　図６は、図２のＢ－Ｂ断面図である。本実施の形態では、図６に示すように、円筒形状の透光体１０の軸方向（Ｚ方向）から見たときに、３つのアクチュエータ３０が等間隔に配置されている。透光体１０が円筒形状の場合、複数のアクチュエータ３０が、透光体１０の第１端部１０ａおよび第２端部１０ｂのうち少なくとも一方に等間隔に配置されるとよい。この場合、光学式センサ１００の光軸変化を発生させないように透光体１０を振動させることができる。
＜弾性体＞
　本実施の形態では、筐体ベース２０は、弾性体（スプリング）４０を有する。具体的には、図３に示すように、筐体ベース２０の第２ベース２１に、透光体１０の振動を吸収する弾性体４０としてスプリングが配置されている。弾性体４０により、吸引バイアス力をギャップの調整により制御することができる。吸引バイアス力とは、磁石３３によって鉄心３２が引っ張られる力のことであり、磁石３３と鉄心３２とが接触しないよう、磁力に反発する力である。弾性体４０が配置されることにより、吸引バイアス力を生じさせることができ、この吸引バイアス力を、弾性体４０のスプリング性能またはギャップ長さで調整することができる。また、弾性体４０により、透光体１０が筐体ベース２０に衝突して、破損することを抑制することができる。弾性体４０は、透光体１０の振動を吸収できる部材であれば、スプリングに限定されない。
＜緩衝部材＞
　透光体１０と筐体ベース２０との間には、緩衝部材５０が配置されている。本実施の形態では、緩衝部材５０は、エラストマにより構成されており、２つの緩衝部材５１、５２を含む。具体的には、図２に示すように、透光体１０の第１端部１０ａ（ホルダ１１）と筐体ベース２０の第１ベース２３との間に、緩衝部材５１が配置されている。また、透光体１０の第２端部１０ｂ（ホルダ１２）と筐体ベース２０の本体部２２との間に緩衝部材５２が配置されている。
　緩衝部材５１、５２は、ともにリング状に形成されている。筐体ベース２０と透光体１０との間から、筐体２の内部への異物の混入を防止することができる。さらに、透光体１０の振動が筐体ベース２０および光学式センサ１００に伝達しにくくなるため、センサ画像が不鮮明になることを防止することができる。
　さらに、本実施の形態では、図４に示すように、光学式センサ１００と筐体ベース２０との間に、振動緩衝材５３、５４が配置されている。振動緩衝材５３、５４が配置されていることにより、より光学式センサ１００に振動が伝達しにくくなり、鮮明なセンサ画像を得ることができる。
［効果］
　実施の形態１にかかる筐体２およびセンサ装置１によれば、以下の効果を奏することができる。
　センサ装置１は、筐体２と、筐体２の内部に収容された光学式センサ１００と、を備える。筐体２は、光学式センサ１００を収容する筐体である。筐体２は、透光体１０と、筐体ベース２０と、アクチュエータ３０と、を備える。筐体ベース２０は、光学式センサ１００を収容し、透光体１０を振動可能に保持する。アクチュエータ３０は、透光体１０を振動させる。このような構成により、アクチュエータ３０による透光体１０の振動が光学式センサ１００に伝達しにくいため、検出精度を向上させることのできるセンサ装置を提供することができる。
　アクチュエータ３０は、コイル３１と、鉄心３２と、磁石３３と、を有し、鉄心３２の軸方向に透光体を振動させる。コイル３１は、電流を流すことにより磁界を発生させる。鉄心３２は、コイル３１の中空に挿入され、透光体１０を支持する。磁石３３は、コイル３１により発生する磁界により、鉄心３２を引き寄せたり、遠ざけたりする。アクチュエータ３０は、鉄心３２の軸方向に透光体１０を振動させる。
　このような構成により、アクチュエータ３０により透光体１０を振動させることができるが、透光体１０の振動を筐体ベース２０および光学式センサ１００には振動を伝達しにくい構成の筐体２を提供することができる。このため、光学式センサ１００のセンサ画像のブレを抑制して、検出精度を向上させることができる。
　透光体１０は、第１端部１０ａと、第１端部１０ａと反対側の第２端部１０ｂと、を有する円筒形状を有する。複数のアクチュエータ３０は、第１端部１０ａ側および第２端部１０ｂ側のうち少なくとも一方に等間隔に配置される。このような構成により、視野角の広い光学式センサ１００に対しても筐体２を用いることができる。
　複数のアクチュエータ３０は、透光体１０を円筒形状の軸方向に振動させる。このような構成により、光学式センサ１００の光軸変化をもたらさずに透光体１０を振動させることができるため、鮮明な画像を得ることができる。
　筐体ベース２０は、透光体１０の振動を吸収する弾性体４０を有する。このような構成により、透光体１０の振動を弾性体（スプリング）４０で吸収することができる。このため、光学式センサ１００に振動が伝達しにくくなり、センサ画像のブレを抑制することができる。
　透光体１０と筐体ベース２０との間に、緩衝部材５０が配置されている。緩衝部材５０は、エラストマにより構成されている。このような構成により、筐体２の内部または光学式センサ１００の内部に汚れや異物が混入することを抑制することができる。
　なお、上述した実施の形態では、透光体１０がホルダ１１、１２に保持されている例について説明したが、透光体１０はホルダ１１、１２に保持されていなくてもよい。例えば、透光体１０の第２端部１０ｂに直接アクチュエータ３０が配置されてもよい。また、透光体１０の第１端部１０ａに直接筐体ベース２０が接続されてもよい。
　また、上述した実施の形態では、透光体１０の第２端部１０ｂに３つのアクチュエータ３０が配置される例について説明したが、これに限定されない。例えば、透光体１０の第１端部１０ａにアクチュエータ３０が配置されていてもよい。または、透光体１０の第１端部１０ａおよび第２端部１０ｂの両方にアクチュエータ３０が配置されていてもよい。すなわち、アクチュエータ３０は、透光体１０の第１端部１０ａおよび第２端部１０ｂのうち少なくとも一方に配置されていればよい。
　また、上述した実施の形態では、筐体２が３つのアクチュエータを備える例について説明したが、アクチュエータ３０の数はこれに限定されない。透光体１０が円筒形状の場合、筐体２は２つ以上の複数のアクチュエータ３０を備えていればよい。
　また、上述した実施の形態では、筐体ベース２０が複数の部品で構成されている例について説明したが、筐体ベース２０は一体的に形成されていてもよい。
［変形例］
　図７は、実施の形態１の変形例１にかかる筐体３Ａを示す斜視図である。図８は、図７のＣ－Ｃ断面図である。図７および図８に示すように、透光体１３はドーム状の形状を有していてもよい。ドーム状とは、例えば、板状部材が半球状に湾曲した形状を意味する。この場合、透光体１３の端部１３ａに、ホルダ１２を介して筐体ベース２０（第２ベース２１）が取り付けられる。透光体１３がドーム状である場合、さらにセンサの視野を広くすることができる。
　図９は、実施の形態１の変形例２にかかる筐体３Ｂを示す斜視図である。図１０は、図９のＤ－Ｄ断面図である。筐体３Ｂは、図９および図１０に示すように、例えば直方体状の外観を有し、直方体状の１つの面に配置された板状の透光体１１０を備える。図９に示すように、筐体３Ｂは、直方体状の筐体ベース２４を備える。また、透光体１１０に面して、筐体カバー２５が配置されている。実施の形態１と同様に、透光体１１０の第２端部１１０ｂがホルダ１１２で保持されている。透光体１１０の第２端部１１０ｂ側には、アクチュエータ１３０が配置されている。また、透光体１１０の外縁を囲むように、緩衝部材１５０が配置されている。アクチュエータ１３０は、実施の形態１と同様に、コイル１３１、鉄心１３２、および磁石１３３を有する。また、筐体ベース１２０は、透光体１１０の振動を有する弾性体１４０を有する。
　筐体３Ｂでは、アクチュエータ１３０により、透光体１１０の厚み方向と交差する方向、すなわち矢印Ａ２の方向に透光体１１０を振動させる。
　透光体１１０が板状の形状を有する場合、図１０のように、筐体３Ｂは１つのアクチュエータ１３０を備える構成であってもよいし、２つ以上の複数のアクチュエータ１３０を備える構成であってもよい。
　筐体３Ｂは、例えば、自動車の前方あるいは後方など、所定の方向をセンシングする光学式センサに対して使用することができる。
（実施の形態２）
　本発明の実施の形態２にかかる筐体について説明する。なお、実施の形態２では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態２においては、実施の形態１と同一または同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態２では、実施の形態１と重複する記載は省略する。
　図１１は、実施の形態２にかかる筐体４の一部を示す斜視図である。実施の形態２では、図１１に示すように、透光体２１０の一方端部２１０ａ側および透光体２１０の他方端部２１０ｂ側の両方にアクチュエータ２３０が配置されている点で、実施の形態１と異なる。
　本実施の形態では、透光体２１０は板状の形状を有している。透光体２１０の一方端部２１０ａにはホルダ２１１が配置され、透光体２１０の他方端部２１０ｂにはホルダ２１２が配置されている。枠状の筐体ベース２２０の内側に、透光体２１０が配置されている。
　アクチュエータ２３０は、第１アクチュエータ２３１と、第２アクチュエータ２３２と、を含む。第１アクチュエータ２３１は、透光体２１０の一方端部２１０ａ側に配置され、第２アクチュエータ２３２は、第１アクチュエータ２３１と反対側の透光体２１０の他方端部２１０ｂ側に配置される。第１アクチュエータ２３１と第２アクチュエータ２３２とをこのように配置することで、透光体２１０の厚み方向に交差する方向（図１１の矢印Ａ３の方向）に効率よく透光体２１０を振動させることができる。
　第１アクチュエータ２３１と第２アクチュエータ２３２とにより透光体２１０を振動させる場合、２つのアクチュエータ２３１、２３２は対向して配置されるとよい。この場合、振動の方向が矢印Ａ３の方向からずれにくくなり、より効率的に透光体２１０の異物を除去することができる。
［効果］
　実施の形態２にかかる筐体４によれば、以下の効果を奏することができる。
　筐体４において、透光体２１０は板状の形状を有する。複数のアクチュエータ２３０は、第１アクチュエータ２３１と第２アクチュエータ２３２とを含む。第１アクチュエータ２３１は透光体２１０の一方端部２１０ａ側に配置される。第２アクチュエータ２３２は、第１アクチュエータ２３１と反対側の透光体２１０の他方端部２１０ｂに配置される。このような構成により、効率的に透光体を振動させることができる。
　第１アクチュエータ２３１と第２アクチュエータ２３２とは、対向して配置される。このような構成により、振動方向のずれが起きにくく、より効率的に透光体２１０の異物を除去することができる。なお、第１アクチュエータ２３１と第２アクチュエータ２３２とは、必ずしも対向して配置されていなくてもよい。
（実施の形態３）
　本発明の実施の形態３にかかる筐体について説明する。なお、実施の形態３では、主に実施の形態２と異なる点について説明する。実施の形態３においては、実施の形態２と同一または同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態３は、実施の形態２と重複する記載は省略する。
　図１２は、実施の形態３にかかる筐体４Ａの構成を示すブロック図である。実施の形態３では、第２アクチュエータ２３２の出力電圧を検出する検出部２６０を備える点で、実施の形態２と異なる。また、実施の形態３では、アクチュエータ２３０の振動を制御する制御部２７０を備える点で、実施の形態２と異なる。
　本実施の形態では、図１２に示すように、第２アクチュエータ２３２に検出部２６０が接続されている。検出部２６０は、第２アクチュエータ２３２の出力電圧を検出する。
　検出部２６０で検出された出力電圧の情報は、制御部２７０に送信される。制御部２７０は、アクチュエータ２３０の振動を制御するものであり、本実施の形態では、検出部２６０、第１アクチュエータ２３１、および第２アクチュエータ２３２に電気的に接続されている。
　本実施の形態では、制御部２７０は、演算部２７１および駆動部２７２を含む。演算部２７１は、検出部２６０から第２アクチュエータ２３２の出力電圧に関する情報を受信し、その情報に基づいて透光体２１０の振動の大きさを算出する。透光体２１０の振動の大きさに基づいて、駆動部２７２は、第１アクチュエータ２３１および第２アクチュエータ２３２を適切に振動させる。例えば、透光体２１０の振動が所定の閾値よりも小さい場合は、第１アクチュエータ２３１および第２アクチュエータ２３２の少なくともいずれか一方に、同位相の振動を与え、逆に、透光体２１０の振動が所定の閾値よりも大きい場合には、逆位相の振動を与えることができる。
　制御部２７０は、例えば、マイコン、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどのようなデジタル回路により構成される。また、制御部２７０は、記憶装置を有していてもよい。
　この場合、例えば、第１アクチュエータ２３１を透光体２１０の振動用とし、第２アクチュエータ２３２を振動検出用および第１アクチュエータ２３１の振動への加速または減速の調整用としてもよい。
　このように、制御部は、検出部２６０により検出されたアクチュエータ２３０の出力電圧に基づいて、アクチュエータ２３０の振動を制御する。
［効果］
　実施の形態３にかかる筐体４Ａによれば、以下の効果を奏することができる。
　筐体４Ａは、さらに、第２アクチュエータ２３２の出力電圧を検出する検出部２６０を備える。このような構成により、透光体２１０の振動の大きさを検出し、適切な振動の大きさとなるよう調整することができる。
　筐体４Ａは、さらに、１つまたは複数のアクチュエータ２３０の振動を制御する制御部２７０を備える。制御部２７０は、検出部２６０により検出された少なくとも１つのアクチュエータの出力電圧に基づいて、複数のアクチュエータ２３１、２３２の振動を制御する。このような構成により、振動の急速な加減速を実現することができる。
　なお、上述した実施の形態では、検出部２６０は第２アクチュエータ２３２に接続されている例について説明したが、検出部２６０は複数のアクチュエータ２３０のうち少なくともいずれか１つの出力電圧を検出できればよい。すなわち、検出部２６０は、第１アクチュエータ２３１および第２アクチュエータ２３２のうち少なくとも１つの出力電圧を検出できればよい。
（実施の形態４）
　本発明の実施の形態４にかかる筐体について説明する。なお、実施の形態４では、主に実施の形態２と異なる点について説明する。実施の形態４においては、実施の形態２と同一または同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態４は、実施の形態２と重複する記載は省略する。
　図１３は、実施の形態４にかかる筐体５を示す斜視図である。実施の形態４では、透光体３１０が、外側に位置する第１主面３１０ｄと、第１主面３１０ｄと反対側の第２主面３１０ｃを有する板状の形状を有する点で、実施の形態２と異なる。また、複数のアクチュエータ３３０が、透光体３１０の第２主面３１０ｃ側に配置される点で、実施の形態２と異なる。また、複数のアクチュエータ３３０が透光体３１０の厚み方向に透光体３１０を振動させる点で、実施の形態２と異なる。
　本実施の形態では、透光体３１０が、屈曲した枠状の筐体ベース３２０に配置されている。透光体３１０の端部には、透光体３１０の第２主面３１０ｃと交差する方向に延びるホルダ３１１が配置されている。
　２つのアクチュエータ３３０が透光体３１０の第２主面３１０ｃ側に配置されている。２つのアクチュエータ３３０は、透光体３１０の厚み方向（矢印Ａ４の方向）に透光体３１０を振動させる。２つのアクチュエータ３３０はそれぞれ、透光体３１０の一方の端部３１０ａと、一方の端部３１０ａと反対側の他方の端部３１０ｂに沿って配置されているとよい。この場合、光学式センサの視野を阻害することなく、透光体３１０を振動させて異物を除去することができる。さらに好ましくは、２つのアクチュエータ３３０が対向して配置されているとよい。この場合、透光体３１０を効率よく振動させることができる。
［効果］
　実施の形態４にかかる筐体５によれば、以下の効果を奏することができる。
　筐体５において、透光体３１０は、外側に位置する第１主面３１０ｄと、第１主面３１０ｄと反対側の第２主面３１０ｃを有する板状の形状を有する。複数のアクチュエータ３３０は、透光体３１０の第２主面３１０ｃ側に配置される。このような構成により、透光体３１０の正面からアクチュエータ３３０が見えづらいため、センサ装置の低背化、または意匠性の向上を実現することができる。例えば、自動車のフロントガラスの上方に設置するセンサ装置の場合、空気抵抗を小さくすることが求められる。筐体５は、低背化により空気抵抗を小さくすることができるため、このような場合に有効である。
　複数のアクチュエータ３３０は、透光体３１０の厚み方向に透光体３１０を振動させる。このような構成により、透光体３１０に付着した異物を振動により変形させて落としやすくすることができる。
（実施の形態５）
　本発明の実施の形態５にかかる筐体について説明する。なお、実施の形態５では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態５においては、実施の形態１と同一または同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態５では、実施の形態１と重複する記載は省略する。
　図１４は、実施の形態５にかかる筐体６の斜視図である。図１５は、図１４の筐体６の一部を省略した斜視図である。図１６は、図１５のＥ－Ｅ断面図である。実施の形態５では、透光体４１０の形状、およびアクチュエータ４３０の位置と形状とが実施の形態１と異なる。
　本実施の形態では、図１４に示すように、筐体ベース４２０が箱型の形状であり、底部４２４、上部４２１、およびコイル支持部４２２、４２３により構成されている。
　本実施の形態では、図１５および図１６に示すように、透光体４１０は、矩形状の形状を有する板状の部材である。透光体４１０は、筐体ベース４２０のコイル支持部４２２、４２３に挟まれて配置されている。透光体４１０の一端４１０ａにホルダ４１１が配置され、一端４１０ａと反対側の他端４１０ｂにホルダ４１２が配置されている。
　ホルダ４１１は、図１６に示すように、本体部４１１ａと、本体部４１１ａの両端からそれぞれ突出する鉄心支持部４１１ｂ、４１１ｃと、を有する形状である。本体部４１１ａで、透光体４１０の一端４１０ａを支持し、鉄心支持部４１１ｂ、４１１ｃで後述する鉄心４３２を挟んで支持する。ホルダ４１２も同様に、本体部４１２ａと、本体部４１２ａの両端からそれぞれ突出する鉄心支持部４１２ｂ、４１２ｃと、を有する形状である。本体部４１２ａで透光体４１０の他端４１０ｂを支持し、鉄心支持部４１２ｂ、４１２ｃで鉄心４３２を挟んで支持する。
　筐体ベース４２０のコイル支持部４２２、４２３にはそれぞれ、アクチュエータ４３０が配置されている。アクチュエータ４３０は、コイル４３１と、鉄心４３２と、磁石４３３と、を有する。コイル４３１により磁界が発生して、磁石４３３への反発力と吸引力とが交互に発生し、鉄心４３２がＺ方向に上下に振動する。このため、透光体４１０をＺ方向に振動させることができる。上述のように、本実施の形態では、透光体４１０がＺ方向（図１６の矢印Ａ５の方向）に振動するのに対し、２つのアクチュエータ４３０が、Ｘ方向において透光体４１０を挟むように配置されている。振動方向と交差する方向に２つのアクチュエータ４３０を配置することで、センサ装置の低背化が可能となる。
　本実施の形態では、筐体ベース４２０のコイル支持部４２２に弾性体（スプリング）４４０が配置されている。また、鉄心４３２にも弾性体４４１が配置されており、２つの弾性体４４０、４４１でホルダ４１１の鉄心支持部４１１ｂを挟む構成となっている。同様に、筐体ベース４２０のコイル支持部４２３に弾性体（スプリング）４４２が配置され、鉄心４３２にも弾性体４４３が配置されている。２つの弾性体４４２、４４３でホルダ４１２の鉄心支持部４１２ｂを挟む構成となっている。このような構成により、透光体４１０を固定するためのバイアス力を調整することができる。磁石４３３により鉄心４３２が引っ張られて磁石４３３と鉄心４３２が接触しないよう、弾性体４４０、４４１および弾性体４４２、４４３により磁力に反発する力がバイアス力である。弾性体４４０～４４３のスプリング性能またはギャップ長さにより、バイアス力を調整することができる。また、弾性体４４０～４４３は、振動によりホルダ４１１、４１２および透光体４１０が、筐体ベース４２０と衝突するのを抑制するための反発力を生成することができる。
　透光体４１０の外周には、緩衝部材４５０が配置されている（図１５参照）。緩衝部材４５０は、例えばエラストマにより構成され、透光体４１０と筐体ベース４２０との間に配置されている。このような構成により、透光体４１０が振動により筐体ベース４２０に衝突するのを防ぐことができる。また、外部から筐体６の内部への異物の混入を防止することができる。
　図１７は、図１４のＦ－Ｆ断面図である。図１８は、図１７の緩衝部材４４４を示す概略図である。本実施の形態では、図１７に示すように、透光体４１０と光学式センサ１００Ａとの間に、緩衝部材４４４が配置されている。
　図１８に示すように、緩衝部材４４４は、蛇腹構造を有する。蛇腹構造とは、複数の凸部４４４ａと複数の凹部４４４ｂとが、透光体４１０の厚み方向に交互に繰り返し配列された形状であり、隣接する凸部４４４ａと凹部４４４ｂとは互いに伸縮可能に連結している。蛇腹構造の緩衝部材４４４が配置されることで、透光体４１０の振動を緩衝部材４４４により吸収することができる。また、透光体４１０と光学式センサ１００Ａとの間に緩衝部材４４４が配置されることにより、光学式センサ１００Ａと透光体４１０との間への異物の混入を防止することができる。
　また、図１５および図１７に示すように、光学式センサ１００Ａと筐体ベース４２０の底部４２４との間に、振動緩衝材４５３が配置されている。振動緩衝材４５３が配置されていることにより、より光学式センサ１００Ａに振動が伝達しにくくなり、検出精度を向上させることができる。
［効果］
　実施の形態５にかかる筐体６によれば、以下の効果を奏することができる。
　振動方向と交差する方向に２つのアクチュエータ４３０を配置することで、センサ装置の低背化が可能となる。
　透光体４１０と光学式センサ１００Ａとの間に蛇腹構造を有する緩衝部材４４４が配置されている。このような構成により、光学式センサ１００Ａによるセンサ画像に振動の影響を与えることなく、光学式センサ１００Ａと透光体４１０との間への異物の混入を防止することができる。
（実施の形態６）
　本発明の実施の形態６にかかる筐体について説明する。なお、実施の形態６では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態６においては、実施の形態１と同一または同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態６では、実施の形態１と重複する記載は省略する。
　図１９は、実施の形態６にかかる筐体７を示す斜視図である。図２０は、図１９の筐体７の筐体ベース５２０を示す正面図である。図２１は、図１９の筐体７の透光体５１０を示す斜視図である。実施の形態６では、図１９および図２０に示すように、アクチュエータ５３０が圧電素子を含み、筐体ベース５２０が振動伝達部５６０ａ、５６０ｂを含む点で、実施の形態１と異なる。また、透光体５１０が板状の形状を有する点で、実施の形態１と異なる。また、実施の形態６では、筐体７が直方体状の外観を有する点で、実施の形態１と異なる。
　本実施の形態では、筐体７は、直方体状の外観を有し、図１９に示す直方体状の筐体ベース５２４を備える。筐体ベース５２４の内部には、透光体５１０が取り付けられた筐体ベース５２０（図２０参照）が収容されている。筐体ベース５２０に取り付けられた透光体５１０は、筐体ベース５２４の開口部５２４ａから外部に露出する。
　本実施の形態では、図２１に示すように、透光体５１０は、外側に位置する第１主面５１０ｄと、第１主面５１０ｄと反対側の第２主面５２０ｃと、第１主面５１０ｄと第２主面５１０ｃとを接続する側面５１０ｅと、を有する板状の形状を有する。また、本実施の形態では、透光体５１０は、第１主面５１０ｄから見たときに、矩形状に形成されている。
　筐体ベース５２０は、図２０に示すように、アクチュエータ５３０と透光体５１０とを接続し、透光体５１０に振動を伝達する振動伝達部を含む。振動伝達部は、第１振動伝達部５６０ａおよび第２振動伝達部５６０ｂを含む。本実施の形態では、筐体ベース５２０は、透光体５１０を囲むフレーム５２１を含む。フレーム５２１には、透光体５１０を配置する開口部５２２が形成されている。さらに、開口部５２２に沿って、第１振動伝達部５６０ａおよび第２振動伝達部５６０ｂが配置されている。
　第１振動伝達部５６０ａは、振動部５６１と支持部５６４とを有する。具体的には、振動部５６１は、一方端部５６１ａおよび他方端部５６１ｂを有し、一方端部５６１ａがアクチュエータ５３０に接続され、透光体５１０の側面５１０ｅに沿って延びる。本実施の形態では、振動部５６１は、アクチュエータ５３０に接続される第１延伸部５６２と、第１延伸部５６２から延びて支持部５６４に接続される第２延伸部５６３と、を有する。支持部５６４は、振動部５６１の他方端部５６１ｂから透光体５１０の側面５１０ｅに向かって延び、透光体５１０の側面５１０ｅを支持する。
　第２振動伝達部５６０ｂは、振動部５６５と支持部５６８とを有する。具体的には、振動部５６５は、一方端部５６５ａおよび他方端部５６５ｂを有し、一方端部５６５ａがアクチュエータ５３０に接続され、透光体５１０の側面５１０ｅに沿って延びる。本実施の形態では、振動部５６５は、アクチュエータ５３０に接続される第１延伸部５６６と、第１延伸部５６６から延びて支持部５６８に接続される第２延伸部５６７と、を有する。支持部５６８は、振動部５６５の他方端部５６５ｂから透光体５１０の側面５１０ｅに向かって延び、透光体５１０の側面５１０ｅを支持する。
　第１振動伝達部５６０ａおよび第２振動伝達部５６０ｂは、例えば、金属材料により形成されることで、アクチュエータ５３０の振動を効率的に透光体５１０に伝達することができる。また、第１振動伝達部５６０ａおよび第２振動伝達部５６０ｂは、筐体ベース５２０と一体に形成されていてもよい。
　第１振動伝達部５６０ａと第２振動伝達部５６０ｂとは、透光体５１０の第１主面５１０ｄから見て、左右対称の形状を有する。第１振動伝達部５６０ａの第１延伸部５６２と第２振動伝達部５６０ｂの第１延伸部５６６とは、アクチュエータ５３０から互いに反対方向に延びて配置される。第１振動伝達部５６０ａの支持部５６４と、第２振動伝達部５６０ｂの支持部５６８とは、向き合って配置されて透光体５１０の側面５１０ｅを挟んで支持している。支持部５６４、５６８はそれぞれ、透光体５１０の側面５１０ｅにおいて、Ｚ方向の中央に配置されている。
　支持部５６４、５６８と透光体５１０とは、例えば、透光体５１０に設けられた穴に支持部５６４、５６８に設けられた突起を挿入することによって接続することができる。または、透光体５１０の外周に沿って第１主面５１０ｄ、第２主面５１０ｃ、または側面５１０ｅに取り付けられた枠に支持部５６４、５６８を取り付けることにより、支持部５６４、５６８が透光体５１０を支持してもよい。この場合、支持部５６４、５６８と枠部とが一体であってもよい。支持部５６４、５６８は、透光体５１０を回転可能に支持することができる。
　本実施の形態では、図２０に示すように、筐体ベース５２０のフレーム５２１において、透光体５１０の第２端部５１０ｂ側にアクチュエータ５３０が配置されている。アクチュエータ５３０は、例えば、積層圧電セラミックスなどの圧電素子により構成されている。筐体７には、アクチュエータ５３０を構成する圧電素子に電位を与える図示省略の導体が配置されていてもよい。
　アクチュエータ５３０は、第１振動伝達部５６０ａおよび第２振動伝達部５６０ｂのそれぞれの支持部５６４、５６８が向き合う方向（Ｙ方向）に交差して透光体５１０の第１主面５１０ｄに沿った第１方向に振動する。すなわち、後述する図２２の矢印Ａ６の方向（Ｚ方向）に往復振動する。
　図２２は、図２０の領域Ｒ３を拡大した図である。図２２を参照して、第１振動伝達部５６０ａによる透光体５１０への振動の伝達について説明する。
　アクチュエータ５３０は、矢印Ａ６の方向に振動する。アクチュエータ５３０の振動が、一方端部５６１ａから第１延伸部５６２に伝わり、フレーム５２１との接続部５６２ａを支点として、アクチュエータ５３０の振動が第１延伸部５６２で増幅される。第１延伸部５６２で増幅された振動は、第２延伸部５６３を介して透光体５１０に伝達される。第２振動伝達部５６０ｂについても、同様に第１延伸部５６６でアクチュエータ５３０の振動が増幅され、第２延伸部５６７を介して透光体５１０に振動が伝達される。
　第１延伸部５６２、５６６は、アクチュエータ５３０の振動を増幅させる部分であるため、ある程度高い剛性を有することが好ましい。振動部の剛性を高めるために、第２延伸部５６３、５６７と比較して、幅が広く形成されている。
　図２３は、透光体５１０の振動モードの一例を示す図である。図示省略の制御装置により、アクチュエータ５３０に所定の周波数の信号を印加することにより、透光体５１０をアクチュエータ５３０の振動方向（矢印Ａ６）と同じ方向に振動させることができる（スライドモード）。すなわち、図２３の矢印Ａ７に示すように透光体５１０をＺ方向に沿って振動させることができる。透光体５１０がスライドモードで振動しているとき、振動伝達部５６０ａ、５６０ｂの第１延伸部５６２、５６６は、Ｚ方向に撓んで振動している。透光体５１０をＺ方向に沿って振動させることで、透光体５１０に付着した異物を重力方向（Ｚ軸下方向）に効率よく滑落させることができる。
　図２４は、透光体５１０の振動モードの別の一例を示す図である。制御装置によりアクチュエータ５３０に印加する信号の周波数を変更することにより、振動伝達部５６０ａ、５６０ｂのそれぞれの支持部５６４、５６８を中心にして透光体５１０を回転させるように振動させることができる（回転モード）。すなわち、矢印Ａ８に示すように透光体５１０をＹ方向に沿った回転軸を中心に回転させるよう振動させることができる。例えば、スライドモードの場合よりも低い周波数の信号をアクチュエータ５３０に印加することにより、透光体５１０を回転モードで振動させることができる。一例として、透光体５１０をスライドモードで振動させる場合、約２２０Ｈｚの周波数の信号を使用し、透光体５１０を回転モードで振動させる場合、スライドモードよりも低い約１６０Ｈｚの周波数の信号を使用することができる。支持部５６４、５６８を中心とする回転モードの振動は、透光体５１０または振動伝達部５６０ａ、５６０ｂなどの構造により決定される固有振動数を利用することにより発生させることができる。アクチュエータ５３０に固有振動数を励起するのに必要な振動エネルギーを印加することにより、透光体５１０を回転モードで振動させることができる。透光体５１０が回転モードで振動してるとき、振動伝達部５６０ａ、５６０ｂの第１延伸部５６２、５６６は、透光体５１０の回転モードの振動に作用されて振動する。透光体５１０をこのように振動させることで、透光体に付着した異物を、透光体５１０の厚み方向（Ｘ方向）に効率よく離脱させることができる。
［効果］
　実施の形態６にかかる筐体７によれば、以下の効果を奏することができる。
　アクチュエータ５３０として、圧電素子を採用することで、消費電力を低減させつつ、効率よく透光体を振動させて異物を除去することができる。
　また、第１振動伝達部５６０ａおよび第２振動伝達部５６０ｂのそれぞれの支持部５６４、５６８が、第１方向（Ｚ方向）における透光体５１０の側面５１０ｅの中央に配置される。このため、アクチュエータ５３０に印加する周波数を変えることで、透光体５１０をスライドモードおよび回転モードの２つのモードで振動させることができる。
　なお、上述した実施の形態では、透光体５１０が平面視で矩形状である例について説明したが、透光体５１０の形状はこれに限定されない。透光体５１０は板状に形成されていれば、平面視で円形、楕円形、または多角形等様々な形状であってもよい。
［変形例］
　図２５は、実施の形態６の変形例にかかる筐体ベース５２０Ａにおける透光体５１０の振動モードの一例を示す図である。
　筐体ベース５２０Ａでは、図２５に示すように、第１振動伝達部５７０ａおよび第２振動伝達部５７０ｂのそれぞれの支持部５７４が、第１方向（Ｚ方向）において中央よりもアクチュエータ５３０に近い位置に配置されている。すなわち、透光体５１０が、Ｚ方向において中央よりも下側で支持されている。この場合、矢印Ａ９に示すように透光体５１０を回転モードで振動させると、透光体５１０の第１端部５１０ａ側の振動変位が大きくなる。このため、透光体５１０の上側に付着した異物を、下側に付着した異物を押し流しながら滑落させることができる。
（実施の形態７）
　本発明の実施の形態７にかかる筐体について説明する。なお、実施の形態７では、主に実施の形態６と異なる点について説明する。実施の形態７においては、実施の形態６と同一または同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態７では、実施の形態６と重複する記載は省略する。
　図２６は、実施の形態７にかかる筐体８を示す斜視図である。実施の形態７では、図２６に示すように、アクチュエータ６３０がユニモルフ型またはバイモルフ型の圧電素子により構成され、筐体ベース６２０がフレーム６２１と接続部６２２とを含む点で、実施の形態６と異なる。
　筐体ベース６２０は、透光体６１０を支持するフレーム６２１と、透光体６１０とアクチュエータ６３０とを接続する接続部６２２と、を含む。本実施の形態では、透光体６１０が板状に形成され、フレーム６２１は、透光体６１０の側面を囲うように配置されている。接続部６２２は、第１端部６１０ａにおいて、透光体６１０を厚み方向に挟んで保持している。
　本実施の形態では、筐体８は２つのアクチュエータ６３０が配置されている。アクチュエータ６３０は、ユニモルフ型またはバイモルフ型の圧電素子により構成される。ユニモルフ型の圧電素子は、例えば板状の金属にシート状の圧電素子を貼り合わせたものであり、圧電素子が面方向に伸縮する一方で、金属板の寸法はそのままであるため金属板に反りが生じる。バイモルフ型の圧電素子は、２枚のシート状の圧電素子を貼り合わせたものであり、それぞれの圧電素子が面方向に反対側に伸縮することによりそれぞれの圧電素子に反りが生じる。本実施の形態では、圧電素子がＸ方向に伸縮することにより反りが発生し、接続部６２２をＺ方向に振動させることができる。
　２つのアクチュエータ６３０はそれぞれ、例えば、フレーム６２１に設けられた爪６２３により一方の端部を固定され、接続部６２２により他方の端部を固定されている。アクチュエータ６３０により、接続部６２２がＺ方向に振動する。接続部の振動に伴い、透光体６１０もＺ方向に振動する。本実施の形態では、アクチュエータ６３０は、爪６２３から接続部６２２に向かって幅が狭くなるよう形成されている。接続部６２２に向かって幅を狭くすることで、接続部６２２に近付くにつれて反りが大きくなるため、より効率的に透光体６１０を振動させることができる。
［効果］
　実施の形態７にかかる筐体８によれば、以下の効果を奏することができる。
　アクチュエータ６３０をユニモルフ型またはバイモルフ型の圧電素子により構成することでより低コスト化を図ることができる。
　また、実施の形態６と比較して、縦方向（Ｚ方向）の寸法を小さくすることができるため、筐体の小型化に寄与する。
（実施の形態８）
　本発明の実施の形態８にかかる筐体について説明する。なお、実施の形態８では、主に実施の形態６と異なる点について説明する。実施の形態８においては、実施の形態６と同一または同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態８では、実施の形態６と重複する記載は省略する。
　図２７は、実施の形態８にかかる筐体９の構成を示すブロック図である。実施の形態８では、筐体９がアクチュエータ５３０を制御する制御部５９０を備える点で、実施の形態６と異なる。筐体９のその他の構成は、図１９～図２２に示す筐体７と同様である。
　制御部５９０は、アクチュエータ５３０に所定の周波数の信号を印加することにより、アクチュエータ５３０を振動させる。制御部５９０は、例えば、マイコン、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどのようなデジタル回路により構成される。また、制御部５９０は、記憶装置を有していてもよい。
　制御部５９０は、アクチュエータ５３０の第１共振周波数と、透光体５１０に付着した異物の第２共振周波数とを重畳させた変調周波数で、アクチュエータ５３０を振動させる。なお、本実施の形態では、透光体５１０に付着した異物とは、雨や泥水等を含む液滴である。第２共振周波数で異物（液滴）を振動させると、液滴の変形または移動が発生しやすいため、液滴を透光体５１０から除去させやすくなる。
　透光体５１０に付着した異物の第２共振周波数付近で透光体５１０を振動させると、異物を効率よく滑落させることができるが、通常、アクチュエータ５３０の第１共振周波数と異物の第２共振周波数とは異なっている。そこで、第１共振周波数と第２共振周波数とを重畳させた変調周波数でアクチュエータを振動させることにより、透光体５１０に付着した異物の変形を促し、効率よく滑落させることができる。
　図２８は、第１共振周波数の信号の一例を示すグラフである。図２９は、第２共振周波数の信号の一例を示すグラフである。図３０は、第１共振周波数と第２共振周波数とを重畳させた共振周波数の信号の一例を示すグラフである。
　図２８～図３０に示すように、アクチュエータ５３０の第１共振周波数は１５８Ｈｚであり、異物の第２共振周波数は７０Ｈｚ付近である。なお、この場合の異物は、５μＬ前後の大きさの液滴を想定している。
　透光体５１０に付着した異物の大きさにより、重畳させる周波数を変えてもよい。図３１は、透光体５１０に付着した異物を移動させるための最大加速度と、最大加速度を実現するために有効な周波数を示す表である。例えば、異物が１μＬの液滴である場合、異物を移動させて透光体５１０から除去するためには、最大加速度が４．４Ｇ以上であるとよい。この場合、１４０Ｈｚ～１６０Ｈｚ程度の周波数で振動させることで、効率よく異物を除去することができる。すなわち、異物の大きさが１μＬの場合の第２共振周波数は、１４０Ｈｚ～１６０Ｈｚである。異物の大きさが１μＬ程度である場合第１共振周波数に１４０Ｈｚ～１６０Ｈｚの範囲の第２共振周波数を重畳させた変調周波数でアクチュエータ５３０を振動させることにより、効率よく異物を除去することができる。例えば、異物の大きさに応じて、重畳させる第２共振周波数を変えることで、より効率よく透光体５１０の異物を除去することができる。
［効果］
　実施の形態８にかかる筐体９によれば、以下の効果を奏することができる。
　アクチュエータ５３０の第１共振周波数と異物の第２共振周波数とを重畳させた変調周波数でアクチュエータ５３０を振動させることにより、異物の変形を促して効率よく透光体５１０から除去することができる。
　本発明の筐体およびセンサ装置は、屋外で使用する車載カメラ、監視カメラ、またはＬｉＤＡＲ等の光学式センサへ適用することができる。
１　センサ装置
２、３、３Ａ、４、４Ａ、５～９　筐体
１０、１３、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０　透光体
２０、２４、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、５２０Ａ、６２０　筐体ベース
３０、１３０、２３０～２３２、３３０、４３０、５３０、６３０　アクチュエータ
３１、１３１、４３１　コイル
３２、１３２、４３２　鉄心
３３、１３３、４３３　磁石
４０、１４０、４４０～４４３　弾性体（スプリング）
５０～５２、４５０　緩衝部材（エラストマ）
４４４　緩衝部材（蛇腹構造）
１００　光学式センサ
１００Ａ　光学式センサ
２６０　検出部
２７０、５９０　制御部

Claims (21)

  1. 　光学式センサを収容する筐体であって、
    　透光体と、
    　前記光学式センサを収容し、前記透光体を振動可能に保持する筐体ベースと、
    　前記透光体を振動させる１つまたは複数のアクチュエータと、
    を備える、
    　筐体。
  2. 　前記１つまたは複数のアクチュエータは、電流を流すことにより磁界を発生させるコイルと、前記コイルの中空に挿入され前記透光体を支持する鉄心と、前記コイルにより発生する磁界により前記鉄心を引き寄せる磁石と、を有し、前記鉄心の軸方向に前記透光体を振動させる、
    　請求項１に記載の筐体。
  3. 　前記透光体は、板状の形状を有し、
    　前記複数のアクチュエータは、第１アクチュエータと第２アクチュエータとを含み、
    　前記第１アクチュエータは前記透光体の一方端部側に配置され、前記第２アクチュエータは前記第１アクチュエータと反対側の前記透光体の他方端部側に配置される、
    　請求項１または２に記載の筐体。
  4. 　前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとは、対向して配置される、
    　請求項３に記載の筐体。
  5. 　さらに、
    　　前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとのうち少なくとも１つのアクチュエータの出力電圧を検出する検出部、
    　を備える、
    　請求項３または４に記載の筐体。
  6. 　さらに、
    　　前記１つまたは複数のアクチュエータの振動を制御する制御部、
    　を備え、
    　前記制御部は、前記検出部により検出された前記少なくとも１つのアクチュエータの出力電圧に基づいて、前記複数のアクチュエータの振動を制御する、
    　請求項５に記載の筐体。
  7. 　前記複数のアクチュエータは、前記透光体の厚み方向と交差する方向に前記透光体を振動させる、
    　請求項３から６のいずれか１項に記載の筐体。
  8. 　前記透光体は、外側に位置する第１主面と、前記第１主面と反対側の第２主面とを有する板状の形状を有し、
    　前記複数のアクチュエータは、前記透光体の前記第２主面側に配置される、
    　請求項１または２に記載の筐体。
  9. 　前記複数のアクチュエータは、前記透光体の厚み方向に前記透光体を振動させる、
    　請求項８に記載の筐体。
  10. 　前記透光体は、第１端部と前記第１端部と反対側の第２端部とを有する円筒形状を有し、
    　前記複数のアクチュエータは、前記第１端部側および前記第２端部側のうち少なくとも一方に等間隔に配置される、
    　請求項１または２に記載の筐体。
  11. 　前記複数のアクチュエータは、前記透光体を前記円筒形状の軸方向に振動させる、
    　請求項１０に記載の筐体。
  12. 　前記アクチュエータは、圧電素子を含み、
    　前記筐体ベースは、前記アクチュエータと前記透光体とを接続し、前記透光体に振動を伝達する振動伝達部を含み、
    　前記透光体は、外側に位置する第１主面と、前記第１主面と反対側の第２主面と、前記第１主面と前記第２主面とを接続する側面と、を有する板状の形状を有し、
    　前記振動伝達部は、第１振動伝達部および第２振動伝達部を含み、
    　前記第１振動伝達部および第２振動伝達部はそれぞれ、一方端部および他方端部を有し、前記一方端部が前記アクチュエータに接続され、前記側面に沿って延びる振動部と、前記振動部の前記他方端部から前記側面に向かって延び、前記透光体を支持する支持部と、を有し、
    　前記第１振動伝達部および前記第２振動伝達部のそれぞれの前記支持部は、向き合って配置されて前記透光体の前記側面を挟んで支持する、
    　請求項１に記載の筐体。
  13. 　前記アクチュエータは、前記第１振動伝達部および前記第２振動伝達部のそれぞれの前記支持部が向き合う方向に交差して前記透光体の前記第１主面に沿った第１方向に振動し、
    　前記支持部は、前記第１方向における前記側面の中央に配置される、
    　請求項１２に記載の筐体。
  14. 　前記アクチュエータは、前記第１振動伝達部および前記第２振動伝達部のそれぞれの前記支持部が向き合う方向に交差し前記透光体の前記第１主面に沿った第１方向に振動し、
    　前記支持部は、前記第１方向において中央よりも前記アクチュエータに近い位置に配置される、
    　請求項１２に記載の筐体。
  15. 　前記１つまたは複数のアクチュエータは、ユニモルフ型またはバイモルフ型の圧電素子により構成され、
    　前記筐体ベースは、前記透光体を支持するフレームと、前記透光体と前記１つまたは複数のアクチュエータとを接続する接続部と、を含む、
    　請求項１に記載の筐体。
  16. 　さらに、前記アクチュエータを制御する制御部、を備え、
    　前記制御部は、前記アクチュエータの第１共振周波数と、前記透光体に付着した異物の第２共振周波数と、を重畳させた変調周波数で、前記アクチュエータを振動させる、
    　請求項１２から１５のいずれか１項に記載の筐体。
  17. 　前記筐体ベースは、前記透光体の振動を吸収する弾性体を有する、
    　請求項１から１６のいずれか１項に記載の筐体。
  18. 　前記透光体と前記筐体ベースとの間、または前記透光体と前記光学式センサとの間に、緩衝部材が配置されている、
    　請求項１から１７のいずれか１項に記載の筐体。
  19. 　前記緩衝部材は、蛇腹構造を有する、
    　請求項１８に記載の筐体。
  20. 　前記緩衝部材は、エラストマにより構成されている、
    　請求項１８に記載の筐体。
  21. 　請求項１から２０のいずれか１項に記載の筐体と、
    　前記筐体内に収容される光学式センサと、
    を備える、
    　センサ装置。
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