WO2023095366A1 - 振動装置および撮像装置 - Google Patents

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WO2023095366A1
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vibration
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vibrating body
weight
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貴英 中土井
友基 石井
宣孝 岸
仁志 坂口
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    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/52—Elements optimising image sensor operation, e.g. for electromagnetic interference [EMI] protection or temperature control by heat transfer or cooling elements

Definitions

  • the present invention relates to a vibrating device and an imaging device.
  • a droplet removal device that removes droplets and the like adhering to the luminous flux passage area of the drip-proof cover.
  • Patent Literature 1 discloses a liquid droplet ejection device that includes a vibrating member that is connected to the end of the curved surface that forms the dome portion of the optical element and that generates bending vibration in the dome portion.
  • the vibrating member is controlled to generate a predetermined vibration in the dome portion, thereby miniaturizing and removing adhering droplets or the like.
  • the liquid droplet ejection device described in Patent Document 1 still has room for improvement in terms of efficiently vibrating the dome portion.
  • the present invention provides a vibrating device capable of vibrating a translucent body efficiently.
  • a vibrating device includes: a translucent body; a cylindrical member having one end, the other end, and a side wall connecting the one end and the other end, wherein the vibrating body is connected to the translucent body at the one end and vibrates the translucent body; an extension extending outward from the side wall of the vibrating body; a piezoelectric element arranged at the other end of the vibrating body; Prepare.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an imaging device provided with the vibrating device of FIG. 1;
  • FIG. 4 is a diagram showing simulation results of displacement amount distribution in the vibrating device of Embodiment 1.
  • FIG. Graph showing the width dependence of the displacement amount of the stretched part Graph showing the thickness dependence of the displacement amount of the stretched part 4 is a partial cross-sectional view showing a vibrating device according to Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a vibrating device according to Modification 2 of Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a vibrating device according to Modification 3 of Embodiment 1; Partial cross-sectional view showing a vibrating device according to a second embodiment The figure which shows the simulation result of displacement amount distribution in the vibration apparatus of FIG. Diagram showing the results of resonance analysis of the vibrating body of the vibrating device Diagram showing the results of resonance analysis of the vibrating body of the vibrating device Graph showing width dependence of weight displacement Graph showing thickness dependence of weight displacement
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a vibrating device according to Modification 1 of Embodiment 2; FIG.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a vibrating device according to Modification 2 of Embodiment 2;
  • FIG. 10 is a diagram showing simulation results of displacement amount distribution in the vibrating device of Embodiment 3; Partial cross-sectional view showing a vibrating device according to Modification 1 of Embodiment 3
  • FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing a vibrating device according to Modification 2 of Embodiment 3;
  • FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing a vibrating device according to Modification 3 of Embodiment 3;
  • FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing a vibrating device according to Modification 4 of Embodiment 3; Sectional drawing which shows the vibration apparatus concerning Embodiment 4 Partial cross-sectional view showing a vibrating device according to Modification 1 of Embodiment 4
  • Cameras used outdoors such as in-vehicle cameras, surveillance cameras, and cameras mounted on drones, are provided with a cover formed of glass, transparent plastic, or the like so as to cover the lens because it is exposed to the elements. If foreign matter such as water droplets adheres to the cover, the foreign matter may be reflected in the image captured by the camera, obstructing the field of view of the camera and making it impossible to obtain a clear image.
  • the drip-proof cover is flexurally vibrated to miniaturize foreign matter such as water droplets adhering to the drip-proof cover. and an apparatus for removing by atomization are being studied.
  • the piezoelectric element is fixedly attached to the flange portion of the drip-proof cover. Therefore, the vibration of the piezoelectric element also vibrates the flange portion of the drip-proof cover outside the field of view of the imaging device. That is, there is a problem that the vibration of the piezoelectric element escapes to the flange portion of the drip-proof cover, making it difficult to vibrate the drip-proof cover efficiently.
  • the present inventors (and others) have studied a vibrating device capable of vibrating a translucent body efficiently, and have arrived at the following invention.
  • the vibration device includes: a translucent body; a cylindrical member having one end, the other end, and a side wall connecting the one end and the other end, wherein the vibrating body is connected to the translucent body at the one end and vibrates the translucent body; an extension extending outward from the side wall of the vibrating body; a piezoelectric element arranged at the other end of the vibrating body; Prepare.
  • the extending portion may be bent toward the one end side or the other end side.
  • the extending portion may extend outward on the one end side of the vibrating body.
  • the extended portion becomes a vibration node, and the vibration efficiency can be further improved.
  • the extending portion may extend outward from the one end of the vibrating body.
  • the extended portion becomes a vibration node, so even if foreign matter such as water droplets adheres, the vibration performance is less likely to be affected.
  • a vibration device includes: moreover, a tubular first member arranged on the one end side of the vibrating body and attached to the side wall of the vibrating body; and the vibrating body of the translucent body extending inward from an inner surface of the first member a retainer having a second member in contact with the surface connecting to and the opposite surface; with The extension portion may be provided so as to extend outward from the outer surface of the first member of the retainer.
  • the translucent body can be firmly held, and the reliability of the vibrating device can be improved.
  • One or a plurality of weights may be arranged on at least one of the first surface on the one end side and the second surface on the other end side of the extending portion.
  • the weighted portion in addition to the extended portion becomes a vibration node, so the vibration efficiency can be further improved.
  • the plurality of weights may be arranged at equal intervals on the extending portion when viewed from the axial direction of the vibrating body.
  • the vibration efficiency of the vibration device can be further improved.
  • a vibration device includes: a cover formed with a hole exposing the translucent body, disposed outside the translucent body and attached to the extension to contact the surface of the one weight;
  • the one weight is annularly formed, Said one weight may have a sealing member arranged in a groove provided in said surface.
  • An end portion of the cover on the side of the hole may be formed in a tapered shape in which the thickness decreases toward the transparent body.
  • the vibrating body has a first protrusion that protrudes inward from the one end and a second protrusion that protrudes inward from the other end
  • the vibrating device may further include a holding portion connected to the second projecting portion and holding the vibrating body.
  • the second projecting portion of the vibrating body serves as a node, so the holding portion can be connected to the vibrating device without affecting the vibration performance.
  • the effective volume of the vibrating device can be reduced, and a compact vibrating device can be realized.
  • An imaging device comprises Any vibration device as described above; an imaging device arranged inside the vibrating device; Prepare.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a vibration device 1 according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a vibration device 1 according to Embodiment 1.
  • the vibrating device 1 includes a translucent body 10, a vibrating body 20, an extending portion 21, and a piezoelectric element 30.
  • the vibrating device 1 can be used as an imaging device by housing an imaging device inside.
  • the vibrating device 1 transmits the vibration of the piezoelectric element 30 arranged on the vibrating body 20 to the translucent body 10 via the vibrating body 20 to vibrate the translucent body 10 , thereby vibrating the water droplets or mud adhering to the translucent body 10 . It is a device that removes foreign matter such as A conductor (not shown) that applies a potential to the piezoelectric element 30 may be arranged in the vibrating device 1 .
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an imaging device 100 including the vibrating device 1 of FIG.
  • the vibrating device 1 can be used as an imaging device 100 by housing an imaging element 60 inside.
  • the imaging device 100 includes the vibrating device 1 and the imaging device 60 .
  • the imaging element 60 is connected to, for example, a substrate 61 or the like.
  • the imaging element 60 can capture an image of an object to be imaged outside the vibration device 1 through the transparent body 10 of the vibration device 1 .
  • the vibrating device 1 is fixed to the substrate 61 via the holding portion 50 .
  • the translucent body 10 functions as a cover for protecting the imaging device accommodated in the vibrating device 1 from adhesion of foreign substances.
  • Translucent body 10 may also function as an optically designed lens.
  • the translucent body 10 has a translucency through which an energy ray or light having a wavelength detected by an imaging device is transmitted. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the translucent body 10 is formed in a dome shape.
  • the translucent body 10 for example, glass such as soda glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, or quartz glass, translucent plastic, translucent ceramics, 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 or the like.
  • the vibrating body 20 receives the vibration of the piezoelectric element 30 and vibrates the translucent body 10 .
  • the vibrating body 20 is a tubular member having one end 20a, the other end 20b, and a side wall 20c connecting the one end 20a and the other end 20b, as shown in FIG.
  • One end of the vibrating body 20 is connected to the translucent body 10 .
  • the translucent body 10 and the vibrating body 20 can be connected by, for example, an adhesive.
  • one end 20a of the vibrating body 20 is formed with a recess 20d for disposing the translucent body 10 thereon.
  • one end 20a of the vibrating body 20 may be formed flat, and the translucent body 10 may be fixed to the one end 20a with an adhesive or the like.
  • the vibrating body 20 has a first protruding portion 24 protruding inward from one end 20a and a second protruding portion 25 protruding inward from the other end 20b. Since the vibrating body 20 has such a shape, a part of the extended portion 21 and the second protruding portion 25 becomes a node with a small amount of displacement of the vibrating body 20 due to vibration.
  • the material of the vibrating body 20 for example, metal, ceramics, or the like can be used.
  • metals that can be used include stainless steel, 42 alloy, 50 alloy, invar, super invar, kovar, aluminum, and duralumin.
  • it may be made of ceramics such as alumina and zirconia.
  • the vibrating body 20 may be made of a semiconductor such as Si. Also, the vibrating body 20 may be subjected to an insulating coating such as alumite treatment.
  • the extending portion 21 extends outward from the side wall 20c of the vibrating body 20, as shown in FIG.
  • the vibrating body 20 is formed so as to extend outward from one end 20a.
  • the extending portion 21 is a portion that becomes a node where the amount of displacement due to vibration is 0 when the vibrating body 20 is vibrating. Since the extending portion 21 serves as a vibration node, the vibration of the vibrating body 20 can be efficiently transmitted to the transparent body 10 without escaping to the extending portion 21 . Moreover, even if foreign matter such as water droplets or mud adheres to the extending portion 21, the influence on the vibration performance of the vibrating body 20 can be reduced.
  • the extending portion 21 is a flange formed on the side wall of the vibrating body 20 on the one end 20a side. Therefore, the extending portion 21 has a ring-like shape when viewed from the axial direction (Z direction) of the vibrating body 20 . Further, the extending portion 21 and the vibrating body 20 are integrally formed. The extending portion 21 is formed in a plate shape having a first surface 21a on the one end 20a side of the vibrating body 20 and a second surface 21b on the other end 20b side of the vibrating body 20 .
  • the thickness t1 of the extended portion 21 is preferably 0.25 mm or more and 1 mm or less, for example. More preferably, the thickness t1 of the extended portion 21 is 0.5 mm. In this case, the displacement amount of the extending portion 21 can be reduced, and the vibration of the vibrating body 20 can be efficiently transmitted to the translucent body 10 .
  • the width w1 of the extended portion 21 is preferably 4 mm or more and 6 mm or less, for example. More preferably, the width w1 of the extended portion 21 is 4.6 mm. In this case, the displacement amount of the extending portion 21 can be reduced, and the vibration of the vibrating body 20 can be efficiently transmitted to the translucent body 10 .
  • the width w1 of the extending portion 21 indicates the length of the extending portion 21 protruding from the side wall 20c of the vibrating body 20. As shown in FIG.
  • the extending portion 21 is provided in a direction orthogonal to the axial direction (Z direction) of the vibrating body 20 from one end 20a of the vibrating body. That is, the extending portion 121 is formed such that the one end 20a of the vibrating body 20 and the first surface 21a of the extending portion 21 are substantially at the same height in the axial direction of the vibrating body 20 .
  • the extending portion 21 and the one end 20a of the vibrating body 20 are formed at substantially the same height, the amount of displacement due to vibration of the extending portion 21 can be reduced, and the vibration performance of the vibrating device 1 can be improved.
  • the piezoelectric element 30 is arranged at the other end 20 b of the vibrating body 20 .
  • the piezoelectric element 30 is formed in a ring shape when viewed from the axial direction (Z direction) of the vibrating body 20 .
  • the piezoelectric element 30 can be fixed to the other end 20b of the vibrating body 20 with an adhesive, for example.
  • the shape of the piezoelectric element 30 is not limited to a ring shape, and may be any shape that allows the vibrating body 20 to vibrate.
  • the piezoelectric element 30 has a piezoelectric body and electrodes.
  • materials that form the piezoelectric body include barium titanate (BaTiO 3 ), lead zirconate titanate (PZT: PbTiO 3 .PbZrO 3 ), lead titanate (PbTiO 3 ), and lead metaniobate (PbNb 2 O). 6 ), appropriate piezoelectric ceramics such as bismuth titanate ( Bi4Ti3O12 ) and (K, Na) NbO3 , or appropriate piezoelectric single crystals such as LiTaO3 and LiNbO3 can be used.
  • the electrodes may be Ni electrodes, for example.
  • the electrode may be an electrode made of a metal thin film such as Ag or Au, which is formed by a sputtering method.
  • the electrodes can be formed by plating or vapor deposition in addition to the sputtering method.
  • the piezoelectric element 30 is controlled by, for example, a control unit.
  • the control unit has, for example, an excitation circuit for applying a drive signal to generate vibrations.
  • the excitation circuit is connected to the piezoelectric element 30 via, for example, a power supply conductor.
  • the piezoelectric element 30 vibrates the vibrating body 20 in the thickness direction (Z direction) of the vibrating device 1 based on the drive signal from the excitation circuit.
  • the piezoelectric element 30 vibrates, the vibrating body 20 vibrates in the thickness direction (Z direction).
  • the translucent body 10 is vibrated by vibrating the vibrating body 20 , and foreign matter such as water droplets adhering to the translucent body 10 is removed.
  • FIG. 3 is a diagram showing a simulation result of the displacement amount distribution in the vibration device 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 3 For the simulation, Femtet manufactured by Murata Software Co., Ltd. was used to perform piezoelectric analysis (resonance analysis).
  • the calculation conditions for the simulation of FIG. 3 are as follows.
  • the material of the transparent body 10 corresponds to soda glass with a density of 2.48 g/cm 3 and a Young's modulus of 73 GPa.
  • the diameter of the translucent body 10 is 14 mm.
  • the material of the vibrating body 20 corresponds to SUS420J2 with a density of 7.75 g/cm 3 and a Young's modulus of 200 GPa.
  • the piezoelectric element 30 has a density of 7.83 g/cm 3 , and a voltage of 60 Vp-p is applied to the upper and lower surfaces of the piezoelectric element 30 (the surface in contact with the vibrating body 20 and the surface on the opposite side).
  • the piezoelectric element has an outer diameter of 16 mm, an inner diameter of 10 mm, and a thickness of 1 mm. In FIG. 12, the lighter the color, the greater the amount of displacement.
  • the extension portion 21 has a displacement amount close to 0 and hardly vibrates. This indicates that the extension 21 is a vibration node.
  • the amount of displacement is the largest near the center of the translucent body 10 . From this, it can be seen that the vibration of the vibrating body 20 is suppressed from escaping to the extending portion 21 and is transmitted to the translucent body 10 . Therefore, foreign matter such as water droplets or mud adhering to the translucent body 10 can be efficiently removed.
  • FIG. 4A is a graph showing the width dependence of the amount of displacement of the extending portion 21.
  • FIG. FIG. 4B is a graph showing thickness dependence of the amount of displacement of the extending portion 21 .
  • FIG. 4A shows the dependence of the amount of displacement of the extending portion 21 on the width w1 (see FIG. 1) when the thickness t1 (see FIG. 1) of the extending portion 21 is fixed at 0.5 mm.
  • FIG. 4B shows the dependence of the amount of displacement of the extending portion 21 on the thickness t1 when the width w1 of the extending portion 21 is fixed at 4.6 mm.
  • the displacement amount in the graphs of FIGS. 4A and 4B was calculated as the maximum displacement amount of the extending portion 21 .
  • the width w1 of the extending portion 21 is 4 mm or more and 6 mm or less, the amount of displacement of the extending portion 21 can be kept small. Therefore, the width w1 of the extending portion 21 is preferably 4 mm or more and 6 mm or less. Further, when the width w1 of the extended portion 21 was 4.6 mm, the amount of displacement of the extended portion 121 was the smallest. Therefore, more preferably, the width w1 of the extended portion 121 is 4.6 mm.
  • the thickness t1 of the extended portion 21 is 0.25 mm or more and 1 mm or less, the amount of displacement of the extending portion 21 can be kept small. Therefore, the thickness t1 of the extended portion 21 is preferably 0.25 mm or more and 1 mm or less. Further, when the thickness t1 of the extended portion 21 was 0.5 mm, the amount of displacement of the extended portion 21 was the smallest. Therefore, more preferably, the thickness t1 of the extended portion 21 is 0.5 mm.
  • the vibrating device 1 includes a translucent body 10, a vibrating body 20, an extending portion 21, and a piezoelectric element 30.
  • the vibrating body 20 is a cylindrical member having one end 20a, the other end 20b, and a side wall 20c connecting the one end 20a and the other end 20b. to vibrate.
  • the extending portion 21 extends outward from the side wall 20c of the vibrating body 20 .
  • the piezoelectric element 30 is arranged at the other end 20 b of the vibrating body 20 .
  • the extending portion 21 becomes a vibration node, the translucent body 10 can be vibrated efficiently. Further, even if a foreign substance such as a water droplet adheres to the extending portion 21, since the extending portion 21 is a vibration node, the influence on the vibration of the translucent body 10 can be reduced. Further, even if there are manufacturing variations, by forming the nodes in the extending portions 21, the vibration can be efficiently transmitted to the translucent body 10.
  • the extending portion 21 extends outward from one end 20a of the vibrating body 20 . With such a configuration, it is possible to reduce the amount of displacement caused by the vibration of the extending portion 21 and improve the vibration performance of the vibrating device 1 .
  • the extending portion 21 is ring-shaped has been described, but the shape of the extending portion 21 is not limited to this.
  • the extending portion 21 may have any shape as long as it extends outward from the side wall 20c of the vibrating body 20 .
  • the imaging device 100 includes a vibrating device 1 and an imaging element 60 arranged inside the vibrating device 1 .
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a vibration device 1A according to Modification 1 of Embodiment 1.
  • the extending portion 121 may be bent toward the other end 120b of the vibrating body 120.
  • the vibrating body 120 may be formed in a cylindrical shape without the first protrusion and the second protrusion.
  • the translucent body 110 may be formed in a plate shape. In this case, the same effects as in the first embodiment can be obtained with a simple configuration.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a vibration device 1B according to Modification 2 of Embodiment 1.
  • FIG. 6 the extending portion 221 may be bent toward the one end 220a of the vibrating body 220. As shown in FIG. In this case, the same effects as in the first embodiment can be obtained with a simple configuration.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a vibration device 1C according to Modification 3 of Embodiment 1.
  • the extending portion 321 may be formed extending outward from the one end 320a side of the vibrating body 320 .
  • the extending portion 321 extends outward from the side wall 320c on the one end 320a side of the vibrating body 320.
  • the extending portion 321 is composed of a first portion 321c, a second portion 321d, and a third portion 321e.
  • the first portion 321 c extends from the side wall 320 c of the vibrating body 320 in a direction orthogonal to the axial direction (Z direction) of the vibrating body 320 .
  • the second portion 321d extends from the first portion 321c toward the one end 320a.
  • the third portion 321e extends from the second portion 321d in a direction orthogonal to the axial direction (Z direction) of the vibrating body 320. As shown in FIG. Such a configuration facilitates the flow of water droplets or the like adhering to the extending portion 321 to the outside.
  • the second portion 321d may extend from the first portion 321c toward the other end 320b.
  • the vibrating body 320 has a first protruding portion 324 protruding inward from one end 320a and a second protruding portion 325 protruding inward from the other end 320b.
  • the extended portion 321 and part of the second projecting portion 325 serve as vibration nodes. Therefore, a member such as a holding portion can be connected to the second projecting portion 325 without affecting the vibration of the translucent body 10 .
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing the vibrating device 2 according to the second embodiment.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in that a weight 422 is arranged at the tip of the extending portion 421 .
  • a weight 422 is arranged along the outer periphery of the second surface 421b of the extending portion 421.
  • the weight 422 is formed in a ring shape along the outer periphery of the second surface 421b of the extending portion 421.
  • the weight can be made of the same material as the extension 421, for example.
  • the extending portion 421 and the weight 422 are integrally formed, but the extending portion 21 and the weight 422 may be formed of separate members. In that case, a weight 422 made of another member may be attached to the extension portion 421 .
  • the weight 422 By arranging the weight 422 on the extending portion 421 , the amount of displacement of the extending portion 421 can be further reduced, and the vibration of the vibrating body 420 can be efficiently transmitted to the translucent body 10 .
  • the amount of displacement of the extending portion 421 By arranging a weight 422 on the extending portion 421 formed in a plate shape to add weight, the amount of displacement of the extending portion 421 can be reduced. As a result, the vibration performance of the vibration device 2 can be improved.
  • the vibrating device 2 has a configuration in which a weight 422 is arranged on an extending portion 421 extending from one end 420a of a vibrating body 420.
  • FIG. 9A is a diagram showing a simulation result of displacement amount distribution in the vibration device 2 of FIG.
  • Femtet manufactured by Murata Software Co., Ltd. was used to perform piezoelectric analysis (resonance analysis).
  • the calculation conditions for the simulation of FIG. 9A are as follows.
  • the material of the transparent body 10 corresponds to soda glass with a density of 2.48 g/cm 3 and a Young's modulus of 73 GPa.
  • the diameter of the translucent body 10 is 14 mm.
  • the material of the vibrating body 420 corresponds to SUS420J2 with a density of 7.75 g/cm 3 and a Young's modulus of 200 GPa.
  • the piezoelectric element 30 has a density of 7.83 g/cm 3 , and a voltage of 60 Vp-p is applied to the upper and lower surfaces of the piezoelectric element 30 (the surface in contact with the vibrating body 420 and the surface on the opposite side).
  • the piezoelectric element 30 has an outer diameter of 16 mm, an inner diameter of 10 mm, and a thickness of 1 mm. In FIG. 9A, the lighter the color, the greater the amount of displacement.
  • the extending portion 421 and the weight 422 are vibration nodes. Further, by disposing the weight 422 on the extending portion 421, the amount of displacement of the extending portion 421 can be further reduced as compared with the case where the extending portion 421 has no weight.
  • the weight 422 serves as a vibration node, so that the vibration of the vibrating body 420 can be transmitted to the translucent body 10 more efficiently.
  • the weight 422 also serves as a vibration node, even if a foreign object adheres to the weight 422, the vibration performance of the vibrating device 2 can be maintained without affecting the vibration.
  • FIG. 9B and 9C are diagrams showing resonance analysis results of the vibrating body 420 of the vibrating device 2.
  • FIG. FIG. 9B shows the case when the phase is 0°
  • FIG. 9C shows the case when the phase is 180°.
  • the vibrating body 420 vibrates in a tuning fork resonance mode.
  • two nodes are formed in the vibrating body 420 symmetrically about an intermediate position in1 (see FIG. 8) between the first projecting portion 424 and the second projecting portion 425 .
  • One of the two nodes is the extension 421 and the weight 422 and the other node is part of the second protrusion 425 .
  • FIG. 10A is a graph showing the width dependence of the displacement amount of the weight 422.
  • FIG. 10B is a graph showing the thickness dependence of the amount of displacement of the weight 422 .
  • FIG. 10A shows the dependence on the width w2 (see FIG. 8) of the weight 422 when the thickness t2 (see FIG. 8) of the weight 422 is fixed at 3.5 mm.
  • FIG. 10B shows the dependence on the thickness t2 of the weight 422 when the width w2 of the weight 422 is fixed at 2.5 mm.
  • the width w2 of the weight 422 is the length of the weight 422 in the outward direction from the side wall 420c of the vibrating body 420.
  • the thickness t2 of the weight 422 is the length from the first surface 421a of the extending portion 421 to the lower end 422a (see FIG. 8) of the weight 422.
  • FIG. 10A shows the width w2 (see FIG. 8) of the weight 422 when the thickness t2 (see
  • the width w2 of the weight 422 is 1 mm or more and 5 mm or less, the amount of displacement of the weight 422 can be kept small. Therefore, the width w2 of the weight 422 is preferably 1 mm or more and 5 mm or less. Moreover, when the width w2 of the weight 422 was 2.5 mm, the amount of displacement of the weight 422 was the smallest. Therefore, more preferably, the width w2 of the weight 422 is 2.5 m.
  • the thickness t2 of the weight 422 can be set to an arbitrary value depending on the trade-off between the size of the vibration device 2 and the vibration performance.
  • a weight 422 is arranged on the second surface 421b of the extending portion 421 on the side of the other end 420b of the vibrating body 420.
  • the weight 422 By arranging the weight 422 on the extending portion 421, it becomes easier to form a vibration node in the extending portion 421, so that the vibration of the vibrating body 420 can be transmitted to the translucent body 10 more efficiently.
  • the weight 422 also serves as a vibration node, even if a foreign object adheres to the weight 422, the vibration performance of the vibrating device 2 can be maintained without affecting the vibration.
  • the weight 422 is arranged on the second surface 421b of the extending portion 421 , but the present invention is not limited to this.
  • the weight 422 may be arranged on either the first surface 421a on the one end 420a side of the vibrating body 520 or the second surface 421b on the other end 420b side.
  • weight 422 is arranged on the extending portion 421
  • the present invention is not limited to this.
  • a plurality of weights may be arranged on either the first surface 421 a or the second surface 421 b of the extension portion 421 . In this case, each weight should be arranged at regular intervals.
  • FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing a vibration device 2A according to Modification 1 of Embodiment 2. As shown in FIG. As shown in FIG. 11 , the weight 522 may be arranged at a position other than the tip of the extension portion 521 . Even in such a configuration, the same effects as in the second embodiment can be obtained.
  • FIG. 12 is a partial cross-sectional view showing a vibration device 2B according to Modification 2 of Embodiment 2.
  • the extending portion 621 may have a first portion 621c, a second portion 621d, and a third portion 621e, and the weight 622 may be arranged on the third portion 621e.
  • Such a configuration makes it easier for water droplets or the like adhering to the extending portion 621 to flow to the outside.
  • FIG. 3 A vibrating device 3 according to a third embodiment of the present invention will be described. Note that in the third embodiment, differences from the second embodiment will be mainly described. In the third embodiment, the same reference numerals are assigned to the same or equivalent configurations as in the second embodiment. Moreover, in the third embodiment, the description overlapping with that in the second embodiment is omitted.
  • FIG. 13 is a perspective view showing the vibrating device 3 according to the third embodiment.
  • FIG. 14 is an exploded view of the vibration device 3 of FIG.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the vibrating device 3 of FIG. 13 taken along the line AA.
  • FIG. 16 is an enlarged view of part of the vibration device 3 of FIG.
  • a vibrating device 3 according to the third embodiment differs from the second embodiment in that it includes a cover 40 and a holding portion 50, as shown in FIGS. Further, the vibrating device 3 according to the third embodiment differs from the second embodiment in that a groove 723 is formed in the weight 722 and the seal member 62 is arranged in the groove 723 .
  • a groove 723 is formed on the surface of the weight 722 (the first surface 721a of the extending portion 721).
  • the groove 723 is formed in a ring shape along the outer circumference of the weight 722 when viewed from the axial direction (Z direction) of the vibrating body 720 .
  • a seal member 62 is arranged in the groove 723 .
  • the seal member 62 is an elastic member such as an O-ring.
  • the cover 40 is a member that prevents foreign matter from entering the vibrating device 3 .
  • the cover 40 is formed with a hole 40a through which the translucent body 10 is exposed.
  • the cover 40 is arranged outside the translucent body 10 and attached to the extending portion 721 to contact the surface of the weight 722 .
  • the cover 40 is formed in a plate shape having holes 40a.
  • the vibrating device 3 can have a waterproof structure.
  • the end 40b of the cover 40 on the side of the hole 40a is tapered so that the thickness decreases toward the translucent body 10. As shown in FIG.
  • the vibrating device 3 can be covered without impairing the viewing angle of the imaging element, and both performance and reliability of the vibrating device 2 can be achieved. be able to.
  • FIG. 17 is a diagram showing a simulation result of the displacement amount distribution in the vibration device 3 of Embodiment 3.
  • FIG. 17 For the simulation, Femtet manufactured by Murata Software Co., Ltd. was used to perform piezoelectric analysis (resonance analysis).
  • the calculation conditions for the simulation of FIG. 17 are as follows.
  • the material of the transparent body 10 corresponds to soda glass with a density of 2.48 g/cm 3 and a Young's modulus of 73 GPa.
  • the diameter of the translucent body 10 is 14 mm.
  • the material of the vibrating body 20 corresponds to SUS420J2 with a density of 7.75 g/cm 3 and a Young's modulus of 200 GPa.
  • the piezoelectric element 30 has a density of 7.83 g/cm 3 , and a voltage of 60 Vp-p is applied to the upper and lower surfaces of the piezoelectric element 30 (the surface in contact with the vibrating body 20 and the surface on the opposite side).
  • the piezoelectric element has an outer diameter of 16 mm, an inner diameter of 10 mm, and a thickness of 1 mm. In FIG. 17, the lighter the color, the greater the amount of displacement.
  • the extension part 721 and the weight 722 have a displacement amount close to 0 and hardly vibrate.
  • the amount of displacement is the largest near the center of the translucent body 10 . From this, it can be seen that the vibration of the vibrating body 20 is suppressed from escaping to the extending portion 721 and is transmitted to the translucent body 10 . Therefore, foreign substances such as water droplets adhering to the transparent body 10 can be efficiently removed.
  • the extending portion 721 is a vibration node.
  • the cover 40 since the cover 40 is brought into contact with the vibration node, a waterproof structure can be realized while maintaining the vibration performance of the vibrating device 3 .
  • a part of the second projecting portion 725 of the vibrating body 720 also serves as a vibration node. Therefore, by connecting the holding portion 50 to a part of the second protruding portion 725 , it is possible to obtain a structure that holds the vibration device 3 while suppressing the influence on the vibration performance of the vibration device 3 .
  • the vibrating device 3 further includes a cover 40 having a hole 40 a for exposing the translucent body 10 , arranged outside the translucent body 10 and attached to the extending portion 721 to contact one weight 722 .
  • One weight 722 is formed in an annular shape.
  • a seal member 62 is arranged in a groove 723 provided on the surface of one weight 722 .
  • the end 40b of the cover 40 on the side of the hole 40a may be tapered so that the thickness decreases toward the translucent body 10 .
  • the end portion 40b of the cover 40 can be shaped appropriately according to the viewing angle of the imaging element arranged inside the vibration device 3.
  • FIG. 18 is a partial cross-sectional view showing a vibration device 3A according to Modification 1 of Embodiment 3.
  • the holding portion 52 may have a base portion 53 projecting outward from the other end 52b.
  • the vibrating device 3 can be stably arranged on a substrate or the like, and the reliability of the vibrating device 3 can be improved.
  • FIG. 19 is a partial cross-sectional view showing a vibration device 3B according to Modification 2 of Embodiment 3.
  • FIG. 19 the hole-side end 41b of the cover 41 may not be tapered.
  • the end portion 41b of the cover 41 can be formed in an appropriate shape according to the viewing angle of the imaging device arranged inside the vibration device 3B.
  • FIG. 20 is a partial cross-sectional view showing a vibration device 3C according to Modification 3 of Embodiment 3.
  • FIG. 9 the cover 42 may be bent. By forming the cover 42 to be bent, the waterproof performance of the vibrating device 3C can be improved, and the reliability can be enhanced.
  • FIG. 21 is a partial cross-sectional view showing a vibration device 3D according to Modification 4 of Embodiment 3.
  • FIG. 21 a groove 723a may be formed in the side surface 722b of the weight 722, and the seal member 62 may be arranged in the groove 723a.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing a vibrating device 4 according to the fourth embodiment.
  • the fourth embodiment differs from the first embodiment in that the vibrating device 4 includes a retainer 826 . Further, the fourth embodiment is different from the first embodiment in that the retainer 826 is provided with the extended portion 821 .
  • the vibrating device 4 includes a retainer 826 arranged on the one end 820a side of the vibrating body 820 .
  • the retainer 826 is a member for fixing the translucent body 810 to the vibrating body 820 .
  • the transparent body 810 can be fixed by sandwiching the transparent body 810 between the retainer 826 and the vibrating body 820 .
  • the retainer 826 has a first member 826a and a second member 826c.
  • the first member 826 a is a tubular member attached to the side wall 820 c of the vibrating body 820 .
  • the first member 826a extends inwardly from one end 826e of the retainer 826.
  • the second member 826c extends inward from the inner surface 826b of the first member 826a and contacts the surface 810b opposite to the surface 810a of the translucent body 810 connected to the vibrating body.
  • the extending portion 821 is provided at the other end 826f of the retainer 826 so as to extend outward from the outer surface 826d of the first member 826a.
  • the other end 826f of the retainer 826 is located at substantially the same height as the one end 820a of the vibrating body 820 in the axial direction (Z direction) of the vibrating body 20. As shown in FIG. Therefore, in the axial direction (Z direction) of the vibrating body 820, the one end 820a of the vibrating body 820 and the extending portion 821 are arranged at substantially the same height.
  • a weight 822 is provided at the tip of the extending portion 821 .
  • the vibrating device 4 includes a retainer 826 arranged on the one end 820a side of the vibrating body 820 .
  • the retainer 826 has a first member 826a and a second member 826c.
  • the first member 826 a is a tubular member attached to the side wall 820 c of the vibrating body 820 .
  • the second member 826c extends inward from the inner surface 826b of the first member 826a and contacts the surface 820b opposite to the surface 810a connected to the vibrating body 820 of the translucent body 810 .
  • the extending portion 821 is provided extending outward from the outer surface 826d of the first member 826a of the retainer 826. As shown in FIG.
  • the translucent body 810 can be firmly held, and the vibration of the vibrating body 820 can be efficiently transmitted to the translucent body 810 .
  • FIG. 23 is a partial cross-sectional view showing a vibration device 4A according to Modification 1 of Embodiment 4.
  • the extending portion 921 may be provided outward from an arbitrary position on the outer surface 926d of the first member 926a of the retainer 926.
  • the extending portion 921 and the weight 922 serve as vibration nodes, and effects similar to those of the fourth embodiment can be obtained.
  • the vibration 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.

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Abstract

本発明の振動装置１は、透光体１０と、一端２０ａと、他端２０ｂと、一端２０ａおよび他端２０ｂを繋ぐ側壁２０ｃと、を有する筒状部材であり、一端２０ａで透光体１０に接続し、透光体１０を振動させる振動体２０と、振動体２０の側壁２０ｃから外側に向かって延びる延伸部２１と、振動体２０の他端２０ｂに配置された圧電素子３０と、を備える。

Description

振動装置および撮像装置
　本発明は、振動装置および撮像装置に関する。
　防滴カバーの光束通過領域に付着した液滴等を排除する液滴排除装置が知られている。
　例えば、特許文献１には、光学素子のドーム部を形成する曲面の端部と接続し、ドーム部に屈曲振動を発生させる加振部材を具備する液滴排除装置が開示されている。特許文献１に記載の液滴排除装置では、加振部材を制御し、ドーム部に対して所定の振動を発生させて付着した液滴等を微小化して除去する。
特開２０１７－１７０３０３号公報
　特許文献１に記載の液滴排除装置は、ドーム部を効率よく振動させる点で未だ改善の余地がある。
　そこで、本発明は、透光体を効率よく振動させることのできる振動装置を提供する。
　本発明の一態様にかかる振動装置は、
　透光体と、
　一端と、他端と、前記一端および前記他端を繋ぐ側壁と、を有する筒状部材であり、前記一端で前記透光体に接続し、前記透光体を振動させる振動体と、
　前記振動体の前記側壁から外側に向かって延びる延伸部と、
　前記振動体の前記他端に配置された圧電素子と、
を備える。
　本発明によると、透光体を効率よく振動させることのできる振動装置を提供することができる。
実施の形態１にかかる振動装置を示す断面図 図１の振動装置を備える撮像装置を示す断面図 実施の形態１の振動装置における変位量分布のシミュレーション結果を示す図 延伸部の変位量の幅依存性を示すグラフ 延伸部の変位量の厚さ依存性を示すグラフ 実施の形態１の変形例１にかかる振動装置を示す部分断面図 実施の形態１の変形例２にかかる振動装置を示す部分断面図 実施の形態１の変形例３にかかる振動装置を示す部分断面図 実施の形態２にかかる振動装置を示す部分断面図 図８の振動装置における変位量分布のシミュレーション結果を示す図 振動装置の振動体の共振解析結果を示す図 振動装置の振動体の共振解析結果を示す図 重りの変位量の幅依存性を示すグラフ 重りの変位量の厚さ依存性を示すグラフ 実施の形態２の変形例１にかかる振動装置を示す部分断面図 実施の形態２の変形例２にかかる振動装置を示す部分断面図 実施の形態３にかかる振動装置を示す斜視図 図１３の振動装置の分解図 図１３の振動装置のＡ－Ａ断面図 図１５の振動装置の一部を拡大した図 実施の形態３の振動装置における変位量分布のシミュレーション結果を示す図 実施の形態３の変形例１にかかる振動装置を示す部分断面図 実施の形態３の変形例２にかかる振動装置を示す部分断面図 実施の形態３の変形例３にかかる振動装置を示す部分断面図 実施の形態３の変形例４にかかる振動装置を示す部分断面図 実施の形態４にかかる振動装置を示す断面図 実施の形態４の変形例１にかかる振動装置を示す部分断面図
（本発明に至った経緯）
　車載カメラや監視カメラ等、またはドローンに搭載されるカメラ等の屋外で使用するカメラには、風雨にさらされるためレンズを覆うようにガラスまたは透明プラスチック等で形成されるカバーが設けられている。カバーに水滴等の異物が付着すると、カメラにより撮像された画像に異物が映り込み、カメラの視界が遮られて鮮明な画像が得られない場合がある。
　そこで、特許文献１に記載の液滴排除装置のように、防滴カバーに圧電体を配設することにより、防滴カバーを屈曲振動させて防滴カバーに付着した水滴等の異物を微小化および霧化して除去する装置が検討されている。
　特許文献１に記載の液滴排除装置では、圧電素子が防滴カバーのフランジ部に接着固設されている。このため、圧電素子の振動により、撮像装置の視野外となる防滴カバーのフランジ部も振動してしまう。すなわち、圧電素子の振動が、防滴カバーのフランジ部に逃げてしまい、防滴カバーを効率よく振動させることが難しい、という課題がある。
　また、液滴排除装置の製造ばらつきにより、圧電素子の振動を防滴カバーに効率よく伝達することができず、防滴カバーを効率よく振動させることが難しい、という課題がある。
　本発明者（ら）は、透光体を効率よく振動させることのできる振動装置について検討し、以下の発明に至った。
　本発明の第１態様にかかる振動装置は、
　透光体と、
　一端と、他端と、前記一端および前記他端を繋ぐ側壁と、を有する筒状部材であり、前記一端で前記透光体に接続し、前記透光体を振動させる振動体と、
　前記振動体の前記側壁から外側に向かって延びる延伸部と、
　前記振動体の前記他端に配置された圧電素子と、
を備える。
　このような構成により、透光体を効率よく振動させることのできる振動装置を提供することができる。
　本発明の第２態様にかかる振動装置において、
　前記延伸部は、前記一端側または前記他端側に向かって屈曲していてもよい。
　このような構成により、水滴等を外に流すためのガイドを形成することができ、効率的に水滴等を排除することができる。
　本発明の第３態様にかかる振動装置において、
　前記延伸部は、前記振動体の前記一端側で外側に向かって延びてもよい。
　このような構成により、延伸部が振動のノードとなり、さらに振動効率を向上させることができる。
　本発明の第４態様にかかる振動装置において、
　前記延伸部は、前記振動体の前記一端から外側に向かって延びてもよい。
　このような構成により、延伸部が振動のノードとなるため、水滴等の異物が付着しても振動性能に影響を与えにくい。
　本発明の第５態様にかかる振動装置は、
　さらに、
　　前記振動体の前記一端側に配置され、前記振動体の前記側壁に取り付けられる筒状の第１部材と、前記第１部材の内側面から内側に向かって延びて前記透光体の前記振動体と接続する面と反対側の面に接触する第２部材と、を有するリテーナー、
　を備え、
　前記延伸部は、前記リテーナーの前記第１部材の外側面から外側に向かって延びて設けられていてもよい。
　このような構成により、透光体を強固に保持することができ、振動装置の信頼性を向上させることができる。
　本発明の第６態様にかかる振動装置において、
　前記延伸部の、前記一端側の第１面または前記他端側の第２面の少なくともいずれか一方に、１つまたは複数の重りが配置されていてもよい。
　このような構成により、延伸部に加えて重りの部分も振動のノードとなるため、さらに振動効率を向上させることができる。
　本発明の第７態様にかかる振動装置において、
　前記複数の重りは、前記振動体の軸方向からみたときに、前記延伸部に等間隔に配置されていてもよい。
　このような構成により、振動装置の振動効率をさらに向上させることができる。
　本発明の第８態様にかかる振動装置は、
　さらに、前記透光体を露出する穴が形成され、前記透光体の外側に配置されて前記延伸部に取り付けられて前記１つの重りの表面に接触するカバー、を備え、
　前記１つの重りは環状に形成され、
　前記１つの重りには、前記表面に設けられた溝にシール部材が配置されていてもよい。
　このような構成により、振動装置の振動性能を維持しつつ、振動装置の内部に水滴等の異物が混入することを防ぎ、振動装置の信頼性、具体的には防水性能を向上させることができる。
　本発明の第９態様にかかる振動装置において、
　前記カバーの前記穴側の端部は、前記透光体に向かって厚みが小さくなるテーパー状に形成されていてもよい。
　このような構成により、振動装置の性能向上と信頼性向上とを両立することができる。
　本発明の第１０態様にかかる振動装置において、
　前記振動体は、前記一端から内側に突出する第１突出部と、前記他端から内側に突出する第２突出部と、を有し、
　前記振動装置は、さらに、前記第２突出部に接続され、前記振動体を保持する保持部、を備えてもよい。
　このような構成により、振動体の第２突出部がノードとなるため、振動性能に影響を与えずに振動装置に保持部を接続することができる。また、振動装置の有効体積を小さくすることができ、小型な振動装置を実現することができる。
　本発明の第１１態様にかかる撮像装置は、
　上述のいずれかの振動装置と、
　前記振動装置の内部に配置される撮像素子と、
を備える。
　このような構成により、信頼性の高い撮像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）
［全体構成］
　図１は、実施の形態１にかかる振動装置１を示す断面図である。
　図１に示すように、振動装置１は、透光体１０と、振動体２０と、延伸部２１と、圧電素子３０と、を備える。振動装置１は、内部に撮像素子を収容することで、撮像装置として使用することができる。
　振動装置１は、振動体２０に配置された圧電素子３０による振動を、振動体２０を介して透光体１０に伝えて透光体１０を振動させ、透光体１０に付着した水滴または泥等の異物を除去する装置である。振動装置１には、圧電素子３０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。
　図２は、図１の振動装置１を備える撮像装置１００を示す断面図である。振動装置１は、図２に示すように、撮像素子６０を内部に収容することで、撮像装置１００として使用することができる。言い換えると、撮像装置１００は、振動装置１と、撮像素子６０と、を備える。撮像素子６０は、例えば基板６１などに接続される。撮像素子６０により、振動装置１の透光体１０を通して、振動装置１の外部の撮像対象物を撮像することができる。図２において、振動装置１は、保持部５０を介して基板６１に固定されている。
　振動装置１を構成する各構成要素について、以下に詳細に説明する。
＜透光体＞
　透光体１０は、振動装置１に収容された撮像素子を異物の付着から保護するためのカバーとして機能する。また、透光体１０は、光学設計されたレンズとして機能することもある。透光体１０は、撮像素子が検出する波長のエネルギー線または光が透過する透光性を有する。本実施の形態では、図１に示すように、本実施の形態では、透光体１０はドーム状に形成されている。
　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、透光性のプラスチック、透光性のセラミックス、または合成樹脂等を用いることができる。透光体１０を、例えば化学強化等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
＜振動体＞
　振動体２０は、圧電素子３０の振動を受けて、透光体１０を振動させるものである。振動体２０は、図１に示すように、一端２０ａと、他端２０ｂと、一端２０ａおよび他端２０ｂとを繋ぐ側壁２０ｃと、を有する筒状部材である。振動体２０の一端側で、透光体１０に接続している。透光体１０と振動体２０とは、例えば、接着剤等により接続することができる。
　本実施の形態では、図１に示すように、振動体２０の一端２０ａに、透光体１０を配置するための凹部２０ｄが形成されている。なお、振動体２０の一端２０ａがフラットに形成され、透光体１０が接着剤等により一端２０ａに固定されていてもよい。
　本実施の形態では、振動体２０は、一端２０ａから内側に突出する第１突出部２４と、他端２０ｂから内側に突出する第２突出部２５と、を有する。振動体２０がこのような形状を有することにより、延伸部２１および第２突出部２５の一部が振動による振動体２０の変位量の小さいノードとなる。
　振動体２０の材料としては、例えば、金属またはセラミックス等を用いることができる。金属としては、例えば、ステンレス、４２アロイ、５０アロイ、インバー、スーパーインバー、コバール、アルミニウム、またはジュラルミン等を使用することができる。または、アルミナ、ジルコニアなどのセラミックスで形成されていてもよい。振動体２０は、Ｓｉなどの半導体により形成されてもよい。また、振動体２０は、アルマイト処理等の絶縁コーティングが施されていてもよい。
＜延伸部＞
　延伸部２１は、図１に示すように、振動体２０の側壁２０ｃから外側に向かって延びる。振動装置１では、振動体２０の一端２０ａから外側に向かって延びて形成されている。延伸部２１は、振動体２０が振動しているときに、振動による変位量が０であるノードとなる部分である。延伸部２１が振動のノードとなることで、振動体２０の振動が延伸部２１に逃げずに、振動を効率的に透光体１０に伝えることができる。また、延伸部２１に水滴または泥等の異物が付着しても、振動体２０の振動性能への影響を低減することができる。
　本実施の形態では、延伸部２１は、振動体２０の一端２０ａ側の側壁に形成されたフランジである。このため、延伸部２１は、振動体２０の軸方向（Ｚ方向）から見たときに、リング状の形状を有する。また、延伸部２１と振動体２０とは一体的に形成されている。延伸部２１は、振動体２０の一端２０ａ側の第１面２１ａと、振動体２０の他端２０ｂ側の第２面２１ｂとを有する板状に形成されている。
　延伸部２１の厚さｔ１は、例えば、０．２５ｍｍ以上１ｍｍ以下であるとよい。より好ましくは、延伸部２１の厚さｔ１は、０．５ｍｍの厚さで形成されるとよい。この場合、延伸部２１の変位量を小さくして、振動体２０の振動を効率よく透光体１０に伝達することができる。また、延伸部２１の幅ｗ１は、例えば、４ｍｍ以上６ｍｍ以下であるとよい。より好ましくは、延伸部２１の幅ｗ１は、４．６ｍｍであるとよい。この場合、延伸部２１の変位量を小さくして、振動体２０の振動を効率よく透光体１０に伝達することができる。なお、延伸部２１の幅ｗ１は、振動体２０の側壁２０ｃから突出した延伸部２１の長さを示す。
　また、本実施の形態では、延伸部２１は、振動体の一端２０ａから振動体２０の軸方向（Ｚ方向）に直交する方向に設けられている。すなわち、振動体２０の軸方向において、振動体２０の一端２０ａと、延伸部２１の第１面２１ａとが略同じ高さになるよう、延伸部１２１が形成されている。
　延伸部２１と振動体２０の一端２０ａとが略同じ高さに形成されることで、延伸部２１の振動による変位量を小さくして、振動装置１の振動性能を向上させることができる。
＜圧電素子＞
　圧電素子３０は、振動体２０の他端２０ｂに配置されている。本実施の形態では、圧電素子３０は、振動体２０の軸方向（Ｚ方向）から見たときに、リング状に形成されている。圧電素子３０は、例えば接着剤により、振動体２０の他端２０ｂに固定することができる。圧電素子３０の形状は、リング状に限定されず、振動体２０を振動させることのできる形状であればよい。
　圧電素子３０は、圧電体と、電極と、を有する。圧電体を形成する材料としては、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸・ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：ＰｂＴｉＯ３・ＰｂＺｒＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、メタニオブ酸鉛（ＰｂＮｂ２Ｏ６）、チタン酸ビスマス（Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２）、（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３などの適宜の圧電セラミックス、またはＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３などの適宜の圧電単結晶などを用いることができる。
　電極は、例えば、Ｎｉ電極であってもよい。電極は、スパッタリング法により形成される、ＡｇまたはＡｕなどの金属薄膜からなる電極であってもよい。あるいは、電極はスパッタリング法の他、めっき、蒸着でも形成可能である。
　圧電素子３０は、例えば、制御部によって制御される。制御部は、例えば、振動を発生させる駆動信号を印加するための励振回路を有する。励振回路は、例えば、給電導体を介して圧電素子３０と接続されている。圧電素子３０は、励振回路からの駆動信号に基づいて、振動体２０を振動装置１の厚さ方向（Ｚ方向）に振動させる。圧電素子３０が振動することによって、振動体２０が厚さ方向（Ｚ方向）に振動する。振動装置１では、振動体２０を振動させることで透光体１０が振動して、透光体１０に付着した水滴等の異物が除去される。
　図３は、実施の形態１の振動装置１における変位量分布のシミュレーション結果を示す図である。シミュレーションは、ムラタソフトウェア株式会社製のＦｅｍｔｅｔを用いて、圧電解析（共振解析）を行った。図３のシミュレーションの計算条件は次の通りである。透光体１０の材料は、密度２．４８ｇ／ｃｍ３およびヤング率７３ＧＰａのソーダガラスに相当するものである。透光体１０の直径は、１４ｍｍである。振動体２０の材料は、密度７．７５ｇ／ｃｍ３およびヤング率２００ＧＰａのＳＵＳ４２０Ｊ２に相当するものである。圧電素子３０は、密度が７．８３ｇ／ｃｍ３であり、圧電素子３０の上下面（振動体２０と接触する面、およびそれと反対側の面）に、６０Ｖｐ－ｐの電圧を印加される。圧電素子は、外形１６ｍｍ、内径１０ｍｍ、および厚さ１ｍｍである。図１２において、色が薄くなるほど変位量が大きくなることを示す。
　図３に示すように、延伸部２１は変位量が０に近く、ほとんど振動していない。これは、延伸部２１が振動のノードになっていることを示す。一方で、透光体１０の中央付近が最も変位量が大きい。このことから、振動体２０の振動が、延伸部２１に逃げるのを抑制し透光体１０に伝達されていることがわかる。このため、透光体１０に付着した水滴または泥等の異物を効率的に除去することができる。
　図４Ａは、延伸部２１の変位量の幅依存性を示すグラフである。図４Ｂは、延伸部２１の変位量の厚さ依存性を示すグラフである。図４Ａでは、延伸部２１の厚さｔ１（図１参照）を０．５ｍｍに固定した場合の、延伸部２１の変位量の幅ｗ１（図１参照）による依存性を示す。図４Ｂでは、延伸部２１の幅ｗ１を４．６ｍｍに固定した場合の、延伸部２１の変位量の厚さｔ１による依存性を示す。図４Ａおよび図４Ｂのグラフにおける変位量は、延伸部２１の最大の変位量を算出した。
　図４Ａに示すように、延伸部２１の幅ｗ１が４ｍｍ以上６ｍｍ以下の場合、延伸部２１の変位量を小さく抑えることができる。したがって、延伸部２１の幅ｗ１は、４ｍｍ以上６ｍｍ以下であるとよい。また、延伸部２１の幅ｗ１が４．６ｍｍである場合、延伸部１２１の変位量が最も小さくなった。したがって、より好ましくは、延伸部１２１の幅ｗ１は４．６ｍｍであるとよい。
　図４Ｂに示すように、延伸部２１の厚さｔ１が０．２５ｍｍ以上１ｍｍ以下である場合、延伸部２１の変位量を小さく抑えることができる。したがって、延伸部２１の厚さｔ１は、０．２５ｍｍ以上１ｍｍ以下であるとよい。また、延伸部２１の厚さｔ１が０．５ｍｍである場合、延伸部２１の変位量が最も小さくなった。したがって、より好ましくは、延伸部２１の厚さｔ１は０．５ｍｍであるとよい。
［効果］
　実施の形態１にかかる振動装置１によれば、以下の効果を奏することができる。
　振動装置１は、透光体１０と、振動体２０と、延伸部２１と、圧電素子３０と、を備える。振動体２０は、一端２０ａと、他端２０ｂと、一端２０ａと他端２０ｂとを繋ぐ側壁２０ｃと、を有する筒状部材であり、一端２０ａで透光体１０に接続し、透光体１０を振動させる。延伸部２１は、振動体２０の側壁２０ｃから外側に向かって延びる。圧電素子３０は、振動体２０の他端２０ｂに配置される。
　このような構成により、透光体１０を効率よく振動させることのできる振動装置を提供することができる。延伸部２１が振動のノードになることで、透光体１０を効率的に振動させることができる。また、延伸部２１に水滴等の異物が付着しても、延伸部２１が振動のノードであるために、透光体１０の振動への影響を低減することができる。また、製造ばらつきがあったとしても、延伸部２１にノードを形成することで、透光体１０に効率よく振動を伝えることができる。
　延伸部２１は、振動体２０の一端２０ａから外側に向かって延びる。このような構成により、延伸部２１の振動による変位量を小さくして、振動装置１の振動性能を向上させることができる。
　なお、上述した実施の形態では、延伸部２１がリング状である例について説明したが、延伸部２１の形状はこれに限定されない。延伸部２１は、振動体２０の側壁２０ｃから外側に向かって拡がる形状であればよい。
　撮像装置１００は、振動装置１と、振動装置１の内部に配置される撮像素子６０と、を備える。
　このような構成により、信頼性の高い撮像装置１００を提供することができる。
［変形例］
　図５は、実施の形態１の変形例１にかかる振動装置１Ａを示す部分断面図である。図５に示すように、延伸部１２１が、振動体１２０の他端１２０ｂ側に向かって屈曲していてもよい。また、振動体１２０が、第１突出部および第２突出部のない筒状に形成されていてもよい。さらに、透光体１１０が、板状に形成されていてもよい。この場合、簡素な構成で、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
　図６は、実施の形態１の変形例２にかかる振動装置１Ｂを示す部分断面図である。図６に示すように、延伸部２２１が、振動体２２０の一端２２０ａ側に向かって屈曲していてもよい。この場合、簡素な構成で、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
　図７は、実施の形態１の変形例３にかかる振動装置１Ｃを示す部分断面図である。図７に示すように、延伸部３２１が、振動体３２０の一端３２０ａ側から外側に向かって延びて形成されていてもよい。振動装置１Ｃにおいて、延伸部３２１は、振動体３２０の一端３２０ａ側の側壁３２０ｃから外側に向かって延びている。さらに、延伸部３２１は、第１部分３２１ｃと、第２部分３２１ｄと、第３部分３２１ｅと、により構成されている。第１部分３２１ｃは、振動体３２０の側壁３２０ｃから振動体３２０の軸方向（Ｚ方向）と直交する方向に延びる。第２部分３２１ｄは、第１部分３２１ｃから一端３２０ａ側に向かって延びる。第３部分３２１ｅは、第２部分３２１ｄから振動体３２０の軸方向（Ｚ方向）と直交する方向に延びる。このような構成により、延伸部３２１に付着した水滴等が外部に流れやすくなる。なお、第２部分３２１ｄは、第１部分３２１ｃから他端３２０ｂ側に向かって延びていてもよい。
　また、図７の振動装置１Ｃでは、振動体３２０が、一端３２０ａから内側に突出する第１突出部３２４と、他端３２０ｂから内側に突出する第２突出部３２５と、を有する。振動装置１Ｃにおいて、延伸部３２１と第２突出部３２５の一部とが振動のノードとなる。このため、透光体１０の振動に影響を与えずに、第２突出部３２５に保持部などの部材を接続することができる。
（実施の形態２）
　本発明の実施の形態２にかかる振動装置について説明する。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８は、実施の形態２にかかる振動装置２を示す部分断面図である。実施の形態２では、延伸部４２１の先端に重り４２２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、延伸部４２１の第２面４２１ｂの外周に沿って重り４２２が配置されている。重り４２２は、延伸部４２１の第２面４２１ｂの外周に沿ってリング状に形成されている。重りは、例えば、延伸部４２１と同じ材料で形成することができる。本実施の形態では、延伸部４２１と重り４２２とが一体的に形成されているが、延伸部２１と重り４２２とが別の部材で形成されていてもよい。その場合、別の部材で形成された重り４２２が、延伸部４２１に貼り付けられていてもよい。
　延伸部４２１に重り４２２が配置されることで、延伸部４２１の変位量をより低減させることができ、振動体４２０の振動を効率よく透光体１０に伝達することができる。板状に形成された延伸部４２１に重り４２２を配置して重さを付加することで、延伸部４２１の変位量を小さくすることができる。その結果、振動装置２の振動性能を向上させることができる。
　図８に示すように、振動装置２は、振動体４２０の一端４２０ａから延びる延伸部４２１に、重り４２２が配置された構成である。図９Ａは、図８の振動装置２における変位量分布のシミュレーション結果を示す図である。シミュレーションは、ムラタソフトウェア株式会社製のＦｅｍｔｅｔを用いて、圧電解析（共振解析）を行った。図９Ａのシミュレーションの計算条件は次の通りである。透光体１０の材料は、密度２．４８ｇ／ｃｍ３およびヤング率７３ＧＰａのソーダガラスに相当するものである。透光体１０の直径は、１４ｍｍである。振動体４２０の材料は、密度７．７５ｇ／ｃｍ３およびヤング率２００ＧＰａのＳＵＳ４２０Ｊ２に相当するものである。圧電素子３０は、密度が７．８３ｇ／ｃｍ３であり、圧電素子３０の上下面（振動体４２０と接触する面、およびそれと反対側の面）に、６０Ｖｐ－ｐの電圧を印加される。圧電素子３０は、外形１６ｍｍ、内径１０ｍｍ、および厚さ１ｍｍである。図９Ａにおいて、色が薄くなるほど変位量が大きくなることを示す。
　図９Ａに示すように、振動装置２において、延伸部４２１および重り４２２は、振動のノードであることがわかる。また、延伸部４２１に重り４２２が配置されることにより、延伸部４２１に重りがない場合と比較して、延伸部４２１の変位量をさらに小さくすることができる。また、延伸部４２１に加えて、重り４２２が振動のノードとなるため、振動体４２０の振動を透光体１０にさらに効率よく伝達することができる。また、重り４２２も振動のノードとなるため、重り４２２に異物が付着した場合でも、振動装置２の振動に影響を与えず振動性能を維持することができる。
　図９Ｂおよび図９Ｃは、振動装置２の振動体４２０の共振解析結果を示す図である。図９Ｂは、位相が０°の場合を示し、図９Ｃは位相が１８０°の場合を示す。振動体４２０が第１突出部４２４および第２突出部４２５を有する構成の場合、振動体４２０は音叉の共振モードで振動する。この場合、第１突出部４２４と第２突出部４２５との中間位置ｉｎ１（図８参照）を対称に、振動体４２０には２つのノードが形成される。２つのノードのうち一方のノードが、延伸部４２１および重り４２２であり、他方のノードが第２突出部４２５の一部である。
　図１０Ａは、重り４２２の変位量の幅依存性を示すグラフである。図１０Ｂは、重り４２２の変位量の厚さ依存性を示すグラフである。図１０Ａでは、重り４２２の厚さｔ２（図８参照）を３．５ｍｍに固定した場合の、重り４２２の幅ｗ２（図８参照）による依存性を示す。図１０Ｂでは、重り４２２の幅ｗ２を２．５ｍｍに固定した場合の、重り４２２の厚さｔ２による依存性を示す。図１０Ａおよび図１０Ｂのグラフにおける変位量は、重り４２２の最大の変位量を算出した。重り４２２の幅ｗ２は、振動体４２０の側壁４２０ｃから外側に向かう方向における重り４２２の長さである。重り４２２の厚さｔ２は、延伸部４２１の第１面４２１ａからの重り４２２の下端４２２ａ（図８参照）までの長さである。
　図１０Ａに示すように、重り４２２の幅ｗ２が１ｍｍ以上５ｍｍ以下の場合、重り４２２の変位量を小さく抑えることができる。したがって、重り４２２の幅ｗ２は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下であるとよい。また、重り４２２の幅ｗ２が２．５ｍｍである場合、重り４２２の変位量が最も小さくなった。したがって、より好ましくは、重り４２２の幅ｗ２は２．５ｍであるとよい。
　図１０Ｂに示すように、重り４２２の厚さｔ２が大きくなるにつれて、重り４２２の変位量が小さくなる。したがって、重り４２２の厚さｔ２を大きくするほど、変位量を小さく抑えて良好なノードを形成することができる。したがって、重り４２２の厚さｔ２については、振動装置２の大きさと振動性能とのトレードオフにより、任意の値に設定することができる。
［効果］
　実施の形態２にかかる振動装置２によれば、以下の効果を奏することができる。
　振動装置２においては、延伸部４２１の、振動体４２０の他端４２０ｂ側の第２面４２１ｂに、重り４２２が配置されている。
　このような構成により、延伸部４２１に振動のノードを形成しやすくなるため、さらに振動効率を向上させることができる。
　延伸部４２１に重り４２２が配置されることにより、延伸部４２１に振動のノードを形成しやすくなるため、振動体４２０の振動を透光体１０にさらに効率よく伝達することができる。また、重り４２２も振動のノードとなるため、重り４２２に異物が付着した場合でも、振動装置２の振動に影響を与えず振動性能を維持することができる。
　なお、上述した実施の形態では、延伸部４２１の第２面４２１ｂに重り４２２が配置されている例について説明したが、これに限定されない。重り４２２は、振動体５２０の一端４２０ａ側の第１面４２１ａまたは他端４２０ｂ側の第２面４２１ｂのいずれか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、延伸部４２１に１つの重り４２２が配置されている例について説明したが、これに限定されない。重りは、延伸部４２１の第１面４２１ａまたは第２面４２１ｂのいずれか一方に複数配置されていてもよい。この場合、それぞれの重りは等間隔に配置されるとよい。
［変形例］
　図１１は、実施の形態２の変形例１にかかる振動装置２Ａを示す部分断面図である。図１１に示すように、重り５２２が延伸部５２１の先端以外の位置に配置されていてもよい。このような構成においても、実施の形態２と同様の効果を奏することができる。
　図１２は、実施の形態２の変形例２にかかる振動装置２Ｂを示す部分断面図である。図１２に示すように、延伸部６２１が、第１部分６２１ｃと、第２部分６２１ｄと、第３部分６２１ｅ、を有する構成であり、第３部分６２１ｅに重り６２２が配置されていてもよい。このような構成により、延伸部６２１に付着した水滴等が外部に流れやすくなる。
（実施の形態３）
　本発明の実施の形態３にかかる振動装置３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では、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３にかかる振動装置３を示す斜視図である。図１４は、図１３の振動装置３の分解図である。図１５は、図１３の振動装置３のＡ－Ａ断面図である。図１６は、図１５の振動装置３の一部を拡大した図である。
　実施の形態３にかかる振動装置３は、図１３～図１６に示すように、カバー４０と、保持部５０と、を備える点で実施の形態２と異なる。また、実施の形態３にかかる振動装置３は、重り７２２に溝７２３が形成され、溝７２３にシール部材６２が配置されている点で、実施の形態２と異なる。
　図１６に示すように、重り７２２の表面（延伸部７２１の第１面７２１ａ）には、溝７２３が形成されている。溝７２３は、振動体７２０の軸方向（Ｚ方向）から見たときに、重り７２２の外周に沿ってリング状に形成されている。溝７２３には、シール部材６２が配置されている。シール部材６２は、例えばＯリングのような弾性部材である。
＜カバー＞
　カバー４０は、振動装置３の内部への異物の混入を防止する部材である。カバー４０には、透光体１０を露出する穴４０ａが形成されている。カバー４０は、透光体１０の外側に配置されて、延伸部７２１に取り付けられて重り７２２の表面に接触している。
　図１４に示すように、本実施の形態では、カバー４０は穴４０ａを有する板状に形成されている。本実施の形態では、カバー４０を延伸部７２１に接触させることにより、振動装置３を防水構造とすることができる。
　また、図１６に示すように、カバー４０の穴４０ａ側の端部４０ｂは、透光体１０に向かって厚みが小さくなるテーパー状に形成されている。カバー４０の端部４０ｂがこのような形状に形成されることにより、撮像素子の視野角を損なうことなく、振動装置３をカバーすることができ、振動装置２の性能と信頼性とを両立することができる。
　図１７は、実施の形態３の振動装置３における変位量分布のシミュレーション結果を示す図である。シミュレーションは、ムラタソフトウェア株式会社製のＦｅｍｔｅｔを用いて、圧電解析（共振解析）を行った。図１７のシミュレーションの計算条件は次の通りである。透光体１０の材料は、密度２．４８ｇ／ｃｍ３およびヤング率７３ＧＰａのソーダガラスに相当するものである。透光体１０の直径は、１４ｍｍである。振動体２０の材料は、密度７．７５ｇ／ｃｍ３およびヤング率２００ＧＰａのＳＵＳ４２０Ｊ２に相当するものである。圧電素子３０は、密度が７．８３ｇ／ｃｍ３であり、圧電素子３０の上下面（振動体２０と接触する面、およびそれと反対側の面）に、６０Ｖｐ－ｐの電圧を印加される。圧電素子は、外形１６ｍｍ、内径１０ｍｍ、および厚さ１ｍｍである。図１７において、色が薄くなるほど変位量が大きくなることを示す。
　図１７に示すように、延伸部７２１および重り７２２は変位量が０に近く、ほとんど振動していない。一方で、透光体１０の中央付近が最も変位量が大きい。このことから、振動体２０の振動が、延伸部７２１に逃げるのを抑制し、透光体１０に伝達されていることがわかる。このため、透光体１０に付着した水滴等の異物を効率的に除去することができる。このように、延伸部７２１は、振動のノードになっている。本実施の形態では、振動のノードとなる部分にカバー４０を接触させるため、振動装置３の振動性能を維持したまま防水構造を実現することができる。
　また、図１７によると、振動体７２０の第２突出部７２５の一部も振動のノードとなっている。このため、第２突出部７２５の一部に保持部５０を接続することで、振動装置３の振動性能への影響を抑えつつ、振動装置３を保持する構造とすることができる。
［効果］
　実施の形態３にかかる振動装置３によれば、以下の効果を奏することができる。
　振動装置３は、さらに、透光体１０を露出する穴４０ａが形成され、透光体１０の外側に配置されて延伸部７２１に取り付けられて１つの重り７２２に接触するカバー４０、を備える。１つの重り７２２は環状に形成される。１つの重り７２２には、表面に設けられた溝７２３にシール部材６２が配置されている。
　このような構成により、振動装置３の振動性能を維持しつつ、振動装置３の内部に水滴等の異物が混入することを防ぎ、振動装置３の信頼性、具体的には防水性能を向上させることができる。
　カバー４０の穴４０ａ側の端部４０ｂは、透光体１０に向かって厚みが小さくなるテーパー状に形成されていてもよい。
　振動装置３の内部に配置される撮像素子の視野角に応じて、カバー４０の端部４０ｂを適切な形状にすることができる。
［変形例］
　図１８は、実施の形態３の変形例１にかかる振動装置３Ａを示す部分断面図である。図１８に示すように、保持部５２は、他端５２ｂから外側に突出する土台部５３を有していてもよい。この場合、振動装置３を基板等により安定して配置することができ、振動装置３の信頼性を向上させることができる。
　図１９は、実施の形態３の変形例２にかかる振動装置３Ｂを示す部分断面図である。図１９に示すように、カバー４１の穴側の端部４１ｂがテーパー状に形成されていなくてもよい。振動装置３Ｂの内部に配置される撮像素子の視野角に応じて、カバー４１の端部４１ｂを適切な形状にすることができる。
　図２０は、実施の形態３の変形例３にかかる振動装置３Ｃを示す部分断面図である。図９に示すように、カバー４２が屈曲して形成されていてもよい。カバー４２が屈曲して形成されていることで、振動装置３Ｃの防水性能を向上させて、信頼性を高めることができる。
　図２１は、実施の形態３の変形例４にかかる振動装置３Ｄを示す部分断面図である。図２１に示すように、重り７２２の側面７２２ｂに溝７２３ａが形成され、溝７２３ａにシール部材６２が配置されていてもよい。
（実施の形態４）
　本発明の実施の形態４にかかる振動装置について説明する。なお、実施の形態４では、主に実施の形態１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４では、実施の形態１と重複する記載は省略する。
　図２２は、実施の形態４にかかる振動装置４を示す断面図である。実施の形態４では、振動装置４がリテーナー８２６を備える点で、実施の形態１と異なる。また、実施の形態４では、リテーナー８２６に延伸部８２１が設けられている点で、実施の形態１と異なる。
　図２２に示すように、振動装置４は、振動体８２０の一端８２０ａ側に配置されるリテーナー８２６を備える。リテーナー８２６は、透光体８１０を振動体８２０に固定するための部材である。リテーナー８２６と振動体８２０とで、透光体８１０を挟むようにして、透光体８１０を固定することができる。
　リテーナー８２６は、第１部材８２６ａと、第２部材８２６ｃと、を有する。第１部材８２６ａは、振動体８２０の側壁８２０ｃに取り付けられる筒状の部材である。本実施の形態では、第１部材８２６ａはリテーナー８２６の一端８２６ｅから内側に延びて形成されている。第２部材８２６ｃは、第１部材８２６ａの内側面８２６ｂから内側に向かって延びて透光体８１０の振動体と接続する面８１０ａと反対側の面８１０ｂに接触する。
　本実施の形態では、延伸部８２１は、リテーナー８２６の他端８２６ｆにおいて、第１部材８２６ａの外側面８２６ｄから外側に向かって延びて設けられている。リテーナー８２６の他端８２６ｆは、振動体２０の軸方向（Ｚ方向）において、振動体８２０の一端８２０ａと略同じ高さに位置する。このため、振動体８２０の軸方向（Ｚ方向）において、振動体８２０の一端８２０ａと延伸部８２１とが、略同じ高さに配置される。また、延伸部８２１の先端には、重り８２２が設けられている。
［効果］
　実施の形態４にかかる振動装置４によれば、以下の効果を奏することができる。
　振動装置４は、振動体８２０の一端８２０ａ側に配置されるリテーナー８２６を備える。リテーナー８２６は、第１部材８２６ａと、第２部材８２６ｃと、を有する。第１部材８２６ａは、振動体８２０の側壁８２０ｃに取り付けられる筒状の部材である。第２部材８２６ｃは、第１部材８２６ａの内側面８２６ｂから内側に向かって延びて透光体８１０の振動体８２０と接続する面８１０ａと反対側の面８２０ｂに接触する。延伸部８２１は、リテーナー８２６の第１部材８２６ａの外側面８２６ｄから外側に向かって延びて設けられている。
　このような構成により、透光体８１０を強固に保持することができ、振動体８２０の振動を効率よく透光体８１０に伝達することができる。
［変形例］
　図２３は、実施の形態４の変形例１にかかる振動装置４Ａを示す部分断面図である。図２３に示すように、延伸部９２１は、リテーナー９２６の第１部材９２６ａの外側面９２６ｄの任意の位置から外側に向かって設けられていればよい。この場合でも、延伸部９２１および重り９２２が振動のノードとなり、実施の形態４と同様の効果を奏することができる。
　本発明の振動装置は、屋外で使用する車載カメラ、監視カメラ、またはＬｉＤＡＲ等の光センサへ適用することができる。
１、１Ａ～１Ｂ、２、２Ａ～２Ｃ、３、３Ａ～３Ｂ、４、４Ａ　振動装置
１０、２１０、８１０　透光体
２０、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、８２０　振動体
２１、１２１、２２１、３２１、４２１、５２１、６２１、７２１、８２１、９２１　延伸部
２２、５２２、６２２、７２２、８２２、９２２　重り
２４、５２４　第１突出部
２５、５２５　第２突出部
３０　圧電素子
４０、４１、４２　カバー
４０ａ、４１ａ　穴
５０、５２　保持部
６０　撮像素子
６２　シール部材
１００　撮像装置
８２６、９２６　リテーナー

Claims (11)

  1. 　透光体と、
    　一端と、他端と、前記一端および前記他端を繋ぐ側壁と、を有する筒状部材であり、前記一端で前記透光体に接続し、前記透光体を振動させる振動体と、
    　前記振動体の前記側壁から外側に向かって延びる延伸部と、
    　前記振動体の前記他端に配置された圧電素子と、
    を備える、
    　振動装置。
  2. 　前記延伸部は、前記一端側または前記他端側に向かって屈曲している、
    　請求項１に記載の振動装置。
  3. 　前記延伸部は、前記振動体の前記一端側で外側に向かって延びる、
    　請求項１または２に記載の振動装置。
  4. 　前記延伸部は、前記振動体の前記一端から外側に向かって延びる、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の振動装置。
  5. 　さらに、
    　　前記振動体の前記一端側に配置され、前記振動体の前記側壁に取り付けられる筒状の第１部材と、前記第１部材の内側面から内側に向かって延びて前記透光体の前記振動体と接続する面と反対側の面に接触する第２部材と、を有するリテーナー、
    　を備え、
    　前記延伸部は、前記リテーナーの前記第１部材の外側面から外側に向かって延びて設けられている、
    　請求項１から４のいずれか一項に記載の振動装置。
  6. 　前記延伸部の、前記一端側の第１面または前記他端側の第２面の少なくともいずれか一方に、１つまたは複数の重りが配置されている、
    　請求項１から５のいずれか１項に記載の振動装置。
  7. 　前記複数の重りは、前記振動体の軸方向からみたときに、前記延伸部に等間隔に配置されている、
    　請求項６に記載の振動装置。
  8. 　さらに、前記透光体を露出する穴が形成され、前記透光体の外側に配置されて前記延伸部に取り付けられて前記１つの重りの表面に接触するカバー、を備え、
    　前記１つの重りは環状に形成され、
    　前記１つの重りには、前記表面に設けられた溝にシール部材が配置されている、
    　請求項６に記載の振動装置。
  9. 　前記カバーの前記穴側の端部は、前記透光体に向かって厚みが小さくなるテーパー状に形成されている、
    　請求項８に記載の振動装置。
  10. 　前記振動体は、前記一端から内側に突出する第１突出部と、前記他端から内側に突出する第２突出部と、を有し、
    　前記振動装置は、さらに、前記第２突出部に接続され、前記振動体を保持する保持部、を備える、
    　請求項１から９のいずれか１項に記載の振動装置。
  11. 　請求項１から１０のいずれか１項に記載の振動装置と、
    　前記振動装置の内部に配置される撮像素子と、
    を備える、
    　撮像装置
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018198417A1 (ja) * 2017-04-28 2018-11-01 株式会社村田製作所 振動装置
JP2020181079A (ja) * 2019-04-25 2020-11-05 株式会社村田製作所 振動装置及び光学検出装置
WO2021192387A1 (ja) * 2020-03-27 2021-09-30 株式会社村田製作所 振動装置及び振動制御方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10401618B2 (en) * 2015-03-11 2019-09-03 Texas Instruments Incorporated Ultrasonic lens cleaning system with current sensing
EP3623059B1 (en) * 2017-05-12 2024-02-28 Murata Manufacturing Co., Ltd. Vibration device
EP3668079B1 (en) * 2017-12-27 2022-09-28 Murata Manufacturing Co., Ltd. Vibratory device and optical detection device
WO2020003572A1 (ja) * 2018-06-28 2020-01-02 株式会社村田製作所 振動装置及び光学検出装置
CN112004614B (zh) * 2018-06-28 2022-03-15 株式会社村田制作所 振动装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018198417A1 (ja) * 2017-04-28 2018-11-01 株式会社村田製作所 振動装置
JP2020181079A (ja) * 2019-04-25 2020-11-05 株式会社村田製作所 振動装置及び光学検出装置
WO2021192387A1 (ja) * 2020-03-27 2021-09-30 株式会社村田製作所 振動装置及び振動制御方法

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