CN112955801B - 光学装置以及具备光学装置的光学单元 - Google Patents

光学装置以及具备光学装置的光学单元 Download PDF

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Abstract

本发明的光学装置(10)具备保护罩(12)、筒状体的壳体(11)以及振动体(13)。振动体(13)选择使保护罩(12)振动的多个振动模式中的、保护罩(12)的振动位移最大的清洁模式和节点数比清洁模式的节点数多的高阶的加热模式来使保护罩(12)振动。在加热模式中，该振动模式内的最大振动位移的位置处于保护罩(12)的与光学传感器(1)的视场对应的区域内。

Description

光学装置以及具备光学装置的光学单元
技术领域
本发明涉及一种光学装置以及具备光学装置的光学单元。
背景技术
近年来，在车辆的前部、后部设置具备摄像元件等光学传感器的光学单元，利用由该光学单元获得的图像来控制安全装置、进行自动驾驶控制。这样的光学单元大多设置在车外，因此有时在覆盖于外部的透光体(透镜、保护罩)上会附着雨滴、泥土、灰尘等异物。当在透光体上附着异物时，所附着的异物会映现在由该光学单元获得的图像中，从而无法获得清晰的图像。另外，在寒冷时，设置于车外的光学单元因透光体的表面附着有冰、霜而无法获得清晰的图像。
因此，在专利文献1所记载的光学单元中，为了去除透光体的表面上附着的异物，能够使该透光体以第一频率(清洁模式)振动，并且为了对透光体进行加热而使透光体以第二频率(加热模式)振动。具体地说，在专利文献1所记载的光学单元中，通过控制器电路来切换是使透光体以清洁模式振动还是以加热模式振动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2018/0246323号说明书
发明内容
发明要解决的问题
但是，在专利文献1所记载的光学单元中，以与清洁模式的第一频率不同的第二频率对透光体进行了加热，但是针对最希望通过振动来产生热的部分(例如，光学传感器的视场范围)，没有选择性地产生热，从而加热效率差。
因此，本发明的目的在于提供一种能够去除附着于透光体的异物、并且能够在透光体的区域内选择性地产生热的光学装置以及具备光学装置的光学单元。
用于解决问题的方案
本发明的一个方式所涉及的光学装置具备：透光体，其配置在光学传感器的视场方向上；筒状体，在该筒状体的一端保持透光体；以及振动体，其通过沿着筒状体的另一端设置的压电元件来使透光体振动，其中，振动体选择使透光体振动的多个振动模式中的第一振动模式和第二振动模式来使透光体振动，第一振动模式是透光体的振动位移最大的模式，第二振动模式是节点数比第一振动模式的节点数多的高阶的模式，在第二振动模式中，该振动模式内的最大振动位移的位置处于透光体的与光学传感器的视场对应的区域内。
本发明的另一方式所涉及的光学装置具备：透光体，其配置在光学传感器的视场方向上；筒状体，在该筒状体的一端保持透光体；振动体，其通过沿着筒状体的另一端设置的压电元件来使透光体振动；以及切换部，其用于切换使透光体振动的振动模式，其中，振动体选择使透光体振动的多个振动模式中的第一振动模式和第二振动模式来使透光体振动，第一振动模式是透光体的振动位移最大的模式，第二振动模式是节点数比第一振动模式的节点数多的高阶的模式，切换部根据透光体的与光学传感器的视场对应的区域内的要进行加热的位置，将该位置成为最大振动位移的振动模式切换为第二振动模式。
本发明的一个方式所涉及的光学单元具备光学传感器以及上述记载的光学装置。
发明的效果
根据本发明，由于选择高阶的第二振动模式来使透光体振动，因此能够去除附着于透光体的异物，并且能够在透光体的区域内选择性地产生热。
附图说明
图1是用于说明本实施方式1所涉及的光学单元的结构的概要图。
图2是用于说明以清洁模式驱动了本实施方式1所涉及的振动体的情况的概要图。
图3是用于说明以加热模式驱动了本实施方式1所涉及的振动体的情况的概要图。
图4是示出以加热模式驱动了本实施方式1所涉及的振动体的情况下的频率与阻抗的关系的曲线图。
图5是用于说明本实施方式1所涉及的振动体的振动的概要图。
图6是以加热模式驱动了本实施方式1所涉及的振动体的情况下的保护罩12的温度曲线。
图7是示出向本实施方式2所涉及的振动体13提供的驱动信号的图。
图8是将图7所示的期间I放大的图。
图9是示出以加热模式驱动了本实施方式3所涉及的振动体的情况下的FEM解析的结果的图。
图10是用于说明本实施方式3所涉及的振动体的振动的概要图。
具体实施方式
下面，参照附图来详细地说明本实施方式所涉及的光学单元。此外，图中相同的标记表示相同或相当的部分。
(实施方式1)
下面，参照附图来说明本实施方式1所涉及的光学单元。图1是用于说明本实施方式1所涉及的光学单元100的结构的概要图。图1的(a)是光学单元100的截面图，图1的(b)是光学单元100的外观图。光学单元100例如被安装于车辆的前方、后方等，是用于获取物体的形状、颜色、温度等信息、离物体的距离等信息的单元。在光学单元100中包括：光学传感器1，其用于获取物体的形状、颜色、温度等信息、离物体的距离等信息；以及光学装置10，其用于保持该光学传感器1，包括向光学传感器1的传感器面导光的光学构件等。光学单元100通过将光学装置10固定于支撑部2而被安装于车辆等。此外，安装光学单元100的场所不限于车辆，也可以安装于船舶、飞机等其它装置。
光学单元100在被安装于车辆等而在室外使用的情况下，有时在配置于光学传感器1的视场方向上并覆盖在外部的透光体(透镜、保护罩)上附着雨滴、泥土、灰尘等异物。因此，在光学装置10中，设置有用于去除透光体上附着的异物的去除单元。
具体地说，光学装置10包括壳体11、设置于壳体11的一个表面的透明的保护罩(透光体)12、以及用于使保护罩12振动的振动体13。振动体13连接于激振电路14，基于来自该电路的信号来使保护罩12振动。振动体13是去除单元，通过使保护罩12振动，来去除附着于保护罩12的异物。此外，光学传感器1设置于保护罩12的内侧，并被保持于壳体11中。
壳体11呈圆筒状，例如由金属、合成树脂形成。此外，壳体11也可以呈角柱状等其它形状。在壳体11的一端侧设置有保护罩12，在另一端侧设置有振动体13。
振动体13例如是圆筒状的形状或将圆筒状分割为多个后的形状的压电振子(压电元件)。压电振子例如通过在厚度方向或径向上极化来进行振动。压电振子由锆钛酸铅系压电陶瓷形成。可是，也可以使用(K、Na)NbO3等其它的压电陶瓷。并且，还可以使用LiTaO3等压电单晶体。
保护罩12具有从壳体11的一端延伸的圆顶状的形状。在本实施方式中，将该圆顶状的形状设为半球形状。此外，光学传感器1例如具备170°的视场角。可是，圆顶状的形状不限定于半球状的形状。也可以是半球与圆筒相连的形状、比半球小的曲面形状等。保护罩12也可以为平板。保护罩12整体具有至少使在光学传感器1中设为对象的波长的光透过的透光性。因此，透过保护罩12的光不问可见光还是不可见光。
在本实施方式中，保护罩12由玻璃形成。可是，不限于玻璃，也可以由透明的塑料等树脂构成。或者，也可以由透光性的陶瓷构成。可是，根据用途的不同，优选使用强化玻璃。由此能够提高强度。在树脂的情况下，考虑保护罩12由丙烯酸、环烯烃、聚碳酸酯、聚酯等形成。并且，保护罩12可以为了提高强度而在表面形成由DLC等形成的涂层，也可以为了防止表面污染、去除雨滴等而在表面形成亲水膜、防水膜、亲油涂层、防油涂层等。
保护罩12既可以是简单的玻璃制的罩，也可以通过凹透镜、凸透镜、平面透镜等光学部件构成。在保护罩12的内侧也可以还具有光学部件。保护罩12与壳体11的接合方法没有特别限制。可以通过粘接剂、焊接、嵌合、压装等将保护罩12与壳体11接合。
在保护罩12内配置有上述的光学传感器1。光学传感器1既可以是CMOS(Complementary MOS：互补型MOS)、CCD(Charge-Coupled Device：电荷耦合器件)等图像传感器，也可以是使用激光的LiDAR(Light Detection and Ranging：光探测和测距)等。在光学传感器1使用图像传感器的情况下，光学传感器1透过保护罩12来对外部的被拍摄物进行摄影。
作为用于去除附着于透光体的异物的去除单元，除了振动体13以外，还有使透光体旋转的旋转机构。也可以将该旋转机构与振动体13一同使用来作为去除单元。
振动体13除了被用作通过使保护罩12振动来去除附着于保护罩12的异物的去除单元(以清洁模式进行的驱动)以外，还能够被用作使保护罩12振动来利用振动的机械损失对保护罩12进行加热的加热单元(以加热模式进行的驱动)。下面，详细地说明振动体13以清洁模式下进行的驱动和以加热模式进行的驱动。
图2是用于说明以清洁模式驱动了本实施方式1所涉及的振动体13的情况的概要图。在图2的(a)中图示了以清洁模式驱动了振动体13的情况下的保护罩12的最大振动位移12a的位置。在图2的(b)中图示了将保护罩12假定为平板并使保护罩12以清洁模式振动的情况下的振动振幅。在图2的(c)中图示了以清洁模式驱动了振动体13的情况下的FEM(Finite Element Method：有限单元法)解析的结果。
通过例如以约50kHz驱动振动体13，能够以清洁模式驱动振动体13。在以清洁模式驱动了振动体13的情况下，保护罩12如图2的(a)所示那样在中央部分产生最大振动位移12a。如图2的(b)所示，在将保护罩12假定为平板的情况下，振动位移大的部分为保护罩12的中心部(振动的波腹)，振动位移小的部分为保护罩12的周缘部(振动的波节)。
圆形状构件的机械振动模式能够表示为(x，y)振动模式。在此，x为径向上存在的波节数，y为周向上存在的波节数。x、y为整数。在图2的(a)所示的保护罩12中，由于在径向上不存在波节，因此x＝0，由于在周向上也不存在波节，因此y＝0，因此振动模式为(0，0)振动模式。使保护罩12以(0，0)振动模式振动的情况下的FEM解析的结果为如图2的(c)所示那样最大振动位移部20处于保护罩12的圆顶顶点部(中央部)的同心圆模式。
图3是用于说明以加热模式驱动了本实施方式1所涉及的振动体13的情况下的概要图。在图3的(a)中图示了以加热模式驱动了振动体13的情况下的保护罩12的最大振动位移12a的位置。在图3的(b)中图示了将保护罩12假定为平板并使保护罩12以加热模式振动的情况下的振动振幅。在图3的(c)中图示了以加热模式驱动了振动体13的情况下的FEM解析的结果。
通过例如以约500kHz驱动振动体13，能够以加热模式驱动振动体13。在以加热模式驱动了振动体13的情况下，保护罩12如图3的(a)所示那样在中央部分产生最大振动位移12a，并且在径向上产生波节12b。如图3的(b)所示，在将保护罩12假定为平板的情况下，振动位移大的部分为保护罩12的中心部和周缘部(振动的波腹)，振动位移小的部分为保护罩12的中心部至周缘部之间的位置(振动的波节)。此外，加热模式内的最大振动位移12a处于保护罩12的与光学传感器1的视场对应的区域内。因此，能够迅速地去除保护罩12的与光学传感器1的视场对应的区域内附着的冰、霜。
在图3的(a)所示的保护罩12中，由于在径向上存在波节12b，因此x＝1，由于在周向上不存在波节，因此y＝0，因此振动模式为(1，0)振动模式。使保护罩12以(1，0)振动模式振动的情况下的FEM解析的结果为如图3的(c)所示那样最大振动位移部21处于保护罩12的圆顶顶点部的同心圆模式。此外，清洁模式的振动模式的波节数比加热模式的振动模式的波节数少。也就是说，清洁模式的振动模式是在设为清洁模式的振动模式中的波节数x＝n(≥0)、加热模式的振动模式中的波节数x＝m(＞0)的情况下n＞m的关系成立的高阶的振动模式。
图4是示出以加热模式驱动了本实施方式1所涉及的振动体13的情况下的压电振子的共振频率与阻抗的关系的曲线图。从图4可知，在振动体13的压电振子的共振频率为约516kHz附近，该压电振子的阻抗大幅地变化。此时，表示将施加于压电振子的电能转换为机械能的效率的耦合系数为大到13.236％的值。
在以加热模式驱动了振动体13的情况下，振动体13的压电振子在圆筒状的整个面上进行了极化，以宽度振动和宽度振动的高阶振动、或厚度纵向振动的方式进行了振动。在此，对宽度振动和厚度纵向振动进行说明。图5是用于说明本实施方式1所涉及的振动体13的振动的概要图。在图5的(a)中示出了振动体13的宽度振动。在图5的(b)中示出了振动体13的厚度纵向振动。
振动体13通过圆筒状的压电振子在整个面上沿厚度方向被进行了极化处理，由此能够以在径向上伸缩的宽度振动的方式进行振动。也就是说，宽度振动是振动体13的位置13a在图5的(a)所示的箭头方向上伸缩的振动。
另外，振动体13通过圆筒状的压电振子在整个面上沿厚度方向被进行了极化处理，由此能够以在厚度方向上伸缩的厚度纵向振动的方式进行振动。也就是说，厚度纵向振动是振动体13的位置13b在图5的(b)所示的箭头方向上伸缩的振动。
在使振动体13以加热模式振动的情况下，通过使振动体13以耦合系数大的振动模式振动，对保护罩12进行加热的效率变高。另外，通过使保护罩12的圆顶顶点部振动，因压电振子侧的振动的机械损失引起的发热、因介电损耗引起的发热、以及因保护罩12的圆顶顶点部侧的振动的机械损失引起的发热同时发生，因此对保护罩12进行加热的效率变高。
因此，加热模式(第二振动模式)的驱动频率为约500kHz，比清洁模式(第一振动模式)的驱动频率即约50kHz高。加热模式(第二振动模式)的驱动频率优选至少设为清洁模式(第一振动模式)的驱动频率的5倍以上。但是，振动体13的压电振子需要以宽度振动和该宽度振动的高阶振动、或者厚度纵向振动的方式进行振动，因此设为3MHz以下。
接着，说明使振动体13以加热模式振动的情况下的保护罩12的温度变化。图6是以加热模式驱动了本实施方式1所涉及的振动体13的情况下的保护罩12的温度曲线。在图6中，示出了以529kHz驱动振动体13的加热模式下的保护罩12的温度变化以及以64kHz驱动振动体13的清洁模式下的保护罩12的温度变化。此外，对振动体13施加的驱动信号是振幅为25V的正弦波形的信号。
从图6可知，即使以清洁模式驱动振动体13，在60秒后也只能将保护罩12加热约2℃左右，但是当以加热模式驱动振动体13时，在60秒后就能够将保护罩12加热约22℃。也就是说，在清洁模式中，不对保护罩12加热，而是使保护罩12的中央部大幅地振动，从而能够将附着于保护罩12的表面的异物(例如水滴等)雾化来将其去除。另一方面，在加热模式中，能够使保护罩12的中央部大幅地振动来迅速地对保护罩12进行加热。
如以上那样，在本实施方式1所涉及的光学装置10中，具备：保护罩12，其配置在光学传感器1的视场方向上；壳体11，在壳体11的一端保持保护罩12；以及振动体13，其通过沿着壳体11的另一端设置的压电振子(压电元件)来使保护罩12振动。振动体13选择使保护罩12振动的多个振动模式中的、保护罩12的振动位移最大的清洁模式(第一振动模式)和振动的波节(节点数)比第一振动模式的振动的波节(节点数)多的高阶的加热模式(第二振动模式)来使保护罩12振动。在加热模式中，该振动模式内的最大振动位移的位置处于保护罩12的与光学传感器1的视场对应的区域内。
因此，本实施方式1所涉及的光学装置10选择高阶的加热模式来使保护罩12振动，因此能够去除附着于保护罩12的异物，并且能够在保护罩12的区域内选择性地产生热。并且，由于加热模式内的最大振动位移12a的位置处于保护罩12的与光学传感器1的视场对应的区域内，因此能够迅速地去除保护罩12的与光学传感器1的视场对应的区域内附着的冰、霜。
也可以为，振动体13的压电振子以宽度振动、宽度振动的高阶振动以及厚度纵向振动中的至少任一种振动进行驱动，由此保护罩12被以加热模式激振。由此，能够使振动体13以耦合系数大的振动模式振动，从而对保护罩12进行加热的效率变高。
也可以设为，清洁模式是保护罩12的(n，0)振动模式(n≥0)，加热模式是保护罩12的(m，0)振动模式(m＞n)。由此，振动体13对保护罩12进行加热的效率变高。
在加热模式中，最大振动位移12a的位置也可以是保护罩12的与光学传感器1的视场对应的区域内的中央位置。由此，能够迅速地去除保护罩12的与光学传感器1的视场对应的区域内的中央位置附着的冰、霜。
光学单元100具备光学传感器1和上述记载的光学装置10。由此，光学单元100选择高阶的加热模式来使保护罩12振动，因此能够去除附着于保护罩12的异物，并且能够在保护罩12的区域内选择性地进行加热。
(实施方式2)
在实施方式1所涉及的光学装置中，说明了通过振动体13来使保护罩12以清洁模式或加热模式振动的结构。在本实施方式所涉及的光学装置中，说明通过振动体13来使保护罩12以清洁模式和加热模式这两个振动模式振动的结构。
图7是示出向本实施方式2所涉及的振动体13提供的驱动信号的图。图8是将图7所示的期间I放大的图。在图7和图8中，将横轴设为时间，将纵轴设为电压。此外，本实施方式2所涉及的光学单元的结构与图1所示的光学单元100的结构相同，对相同的结构标注相同的标记，不重复进行详细的说明。另外，本实施方式2所涉及的光学装置的结构与图1所示的光学装置10的结构相同，对相同的结构标注相同的标记，不重复进行详细的说明。
在本实施方式2所涉及的振动体13中，为了使保护罩12以清洁模式和加热模式这两个振动模式振动，如图7所示那样将各自的驱动信号进行了叠加。也就是说，图7所示的驱动信号是在用于使保护罩12以清洁模式振动的50kHz的驱动信号中叠加用于使保护罩12以加热模式振动的500kHz的驱动信号而得到的。期间I是50kHz的驱动信号的一个周期，从图8可知，该一个周期的驱动信号以500kHz的周期变动。
激振电路14将在保护罩12的圆顶顶点部成为最大振动位移的清洁模式的频率(例如50kHz)的驱动信号以及在保护罩12的圆顶顶点部成为最大振动位移且进行加热的加热模式的频率(例如500kHz)的驱动信号同时施加于振动体13，由此能够将两个振动模式叠加来同时进行保护罩12的清洁和加热。
如以上那样，在本实施方式2所涉及的光学装置中，振动体13将加热模式叠加于清洁模式来使保护罩12进行振动。由此，通过将清洁模式与加热模式叠加来使保护罩12振动，能够同时进行附着于保护罩12的表面的异物的去除(清洁)以及对保护罩12的加热，不需要独立的加热单元和对该加热单元进行控制的控制部，从而能够实现光学装置的小型化、低成本、高可靠性。另外，能够同时进行附着于保护罩12的表面的异物的去除(清洁)以及保护罩12的表面附着的冰、霜的溶化，从而异物去除的效率提高，能够实时地提高光学装置的可视性。
此外，在图7中，在用于使保护罩12以清洁模式振动的50kHz的驱动信号的全部期间叠加了用于使保护罩12以加热模式振动的500kHz的驱动信号。但是，并不限定于此，也可以在用于使保护罩12以清洁模式振动的50kHz的驱动信号的一部分期间叠加用于使保护罩12以加热模式振动的500kHz的驱动信号。也就是说，也可以是，振动体13使保护罩12以加热模式振动的驱动时间比使保护罩12以清洁模式振动的驱动时间短。
当然，即使在如实施方式1中所说明的那样不将用于使保护罩12以清洁模式振动的驱动信号与用于使保护罩12以加热模式振动的驱动信号叠加而进行驱动的情况下，也可以使加热模式的驱动时间比清洁模式的驱动时间短。
(实施方式3)
在实施方式1所涉及的光学装置中，说明了使保护罩12以在保护罩12的圆顶顶点部成为最大振动位移且进行加热的加热模式振动的结构。在本实施方式所涉及的光学装置中，说明使保护罩12以在保护罩12的圆顶顶点部以外的位置成为最大振动位移且进行加热的加热模式振动的结构。
如图3中所说明的那样，根据用于驱动振动体13的驱动信号的频率，振动位移大的部分(振动的波腹)或振动位移小的部分(振动的波节)的位置变化。因此，通过变更用于驱动振动体13的驱动信号的频率，能够在保护罩12的圆顶顶点部以外的周边部产生最大振动位移并利用振动的机械损失来对保护罩的圆顶顶点部以外的周边部进行加热。
图9是示出以加热模式驱动了本实施方式3所涉及的振动体的情况下的FEM解析的结果的图。图9的(a)示出以在保护罩12的圆顶顶点部以外的周边部成为最大振动位移的频率的驱动信号驱动了振动体13的情况下的FEM解析的结果。图9的(b)示出以在保护罩12的圆顶顶点部成为最大振动位移的频率的驱动信号驱动了振动体13的情况下的FEM解析的结果。
在图9的(a)中，是最大振动位移部22a～22g处于保护罩12的圆顶顶点部以外的周边部的振动模式，能够在最大振动位移部22a～22g的位置利用振动的机械损失来对保护罩12进行加热。在图9的(b)中，是最大振动位移部23处于保护罩12的圆顶顶点部的振动模式，能够在最大振动位移部23的位置利用振动的机械损失来对保护罩12进行加热。
图1所示的激振电路14能够变更频率，以将在图9的(a)所示的位置成为最大振动位移部22a～22g的振动模式与在图9的(b)所示的位置成为最大振动位移部23的振动模式之间进行切换。也就是说，激振电路14还是用于切换使保护罩12振动的振动模式的切换部。
如以上那样，在本实施方式3所涉及的光学装置中，激振电路14能够根据保护罩12的与光学传感器1的视场对应的区域内的要进行加热的位置，来将该位置成为最大振动位移的振动模式切换为加热模式。由此，能够选择保护罩12的任意的位置来进行加热。
此外，为了容易地变更保护罩12的成为最大振动位移的位置，期望将振动体13的压电振子分割为多个来进行极化处理，而不是在圆筒状的整个面上沿厚度方向进行极化处理。图10是用于说明本实施方式3所涉及的振动体的振动的概要图。在图10中，例示了下面的例子：将振动体13的压电振子例如分割为两个，通过各个压电振子进行宽度振动和厚度纵向振动。在图10的(a)中，使被分割为两个的振动体131、132分别进行了宽度振动。在图10的(b)中，使被分割为两个的振动体133、134分别进行了厚度纵向振动。
使被分割为两个的振动体中的振动体131与振动体132极化反转，或者对振动体131和振动体132施加使电位反转从而相位相差180°的各个信号。由此，如图10的(a)所示，振动体131被激发沿箭头所表示的水平方向伸长的振动，振动体132被激发沿箭头所表示的水平方向收缩的振动。
另外，使被分割为两个的振动体中的振动体133与振动体134极化反转，或者对振动体133和振动体134施加使电位反转从而相位相差180°的各个信号。由此，如图10的(b)所示，振动体133被激发沿箭头所表示的厚度方向伸长的振动，振动体134被激发沿箭头所表示的厚度方向收缩的振动。
通过将图10的(a)和图10的(b)所示的各个振动体组合，能够容易地生成多种多样的振动模式。即，通过使图10的(a)和图10的(b)所示的在均一的振动方向上振动的各个振动体的一部分反转，能够使保护罩12以具有振动以分割轴反转那样的径向上的节点的新的振动模式振动。在使保护罩12以这样的振动模式振动的情况下，能够比图9的(a)中例示的振动模式更高效地激振，能够有效地进行保护罩12底部的加热。另外，例如，通过以厚度纵向振动驱动被分割为两个的振动体中的一个振动体，能够仅通过该方向上的振动来对保护罩12进行局部的加热。此外，在图10中，示出了将振动体分割为两个的一例，但是不限定于此，也可以将振动体分割为三个以上。也就是说，通过使用被分割为多个来进行极化处理的压电振子使保护罩12振动，激振电路14能够容易地根据保护罩12的与光学传感器1的视场对应的区域内的要进行加热的位置，来将该位置成为最大振动位移的振动模式切换为加热模式。由此，更加能够选择保护罩12的任意的位置来进行加热。
(其它变形例)
在上述的实施方式所涉及的光学装置中，设为保护罩12呈圆顶状的形状进行了说明，但是也可以呈板状的形状。
上述的实施方式所涉及的光学单元也可以包括摄像机、LiDAR、Rader(雷达)等。
上述的实施方式所涉及的光学单元不限定于设置于车辆的光学单元，也能够同样应用于需要对配置在光学传感器的视场的透光体进行清洗的用途的光学单元。
在上述的实施方式所涉及的光学单元中，作为用于去除附着于保护罩的表面的异物的去除单元，说明了振动体，或者替代振动体而说明了旋转机构，但是并不限定于此。去除单元只要能够去除附着于保护罩的表面的异物即可，也可以代替振动体而是任意的结构，例如可以是通过雨刷等来物理地去除异物的机构，也可以是通过喷出装置喷出清洗体(清洗液、空气等)来去除异物的机构。
应该认为本次公开的实施方式在所有方面是例示而非限制性的。本发明的范围通过权利要求书来表示，而不是通过上述的说明来表示，意图包括与权利要求书等同的意义和范围内的所有变更。
附图标记说明
1：光学传感器；10：光学装置；11：壳体；12：保护罩；13：振动体；14：激振电路；100：光学单元。

Claims (13)

1.一种光学装置，具备：
透光体，其配置在光学传感器的视场方向上；
筒状体，在所述筒状体的一端保持所述透光体；以及
振动体，其通过沿着所述筒状体的另一端设置的压电元件来使所述透光体振动，
其中，所述振动体选择使所述透光体振动的多个振动模式中的第一振动模式和第二振动模式来使所述透光体振动，所述第一振动模式是所述透光体的中央部分的振动位移最大的模式，所述第二振动模式是节点数比所述第一振动模式的节点数多的高阶的模式，
在所述第二振动模式中，该振动模式内的最大振动位移的位置处于所述透光体的与所述光学传感器的视场对应的区域内。
2.根据权利要求1所述的光学装置，其中，
所述第二振动模式的驱动频率设为所述第一振动模式的驱动频率的5倍以上。
3.根据权利要求2所述的光学装置，其中，
所述第二振动模式的驱动频率为3MHz以下。
4.根据权利要求1～权利要求3中的任一项所述的光学装置，其中，
所述压电元件以宽度振动、宽度振动的高阶振动以及厚度纵向振动中的至少任一种振动进行驱动，由此所述透光体被以所述第二振动模式激振。
5.根据权利要求1～权利要求3中的任一项所述的光学装置，其中，
所述第一振动模式是所述透光体的(n，0)振动模式，其中，n≥0；所述第二振动模式是所述透光体的(m，0)振动模式，其中，m＞n。
6.根据权利要求1～权利要求3中的任一项所述的光学装置，其中，
所述振动体使所述第二振动模式叠加于所述第一振动模式来使所述透光体振动。
7.根据权利要求1～权利要求3中的任一项所述的光学装置，其中，
所述振动体使所述透光体以所述第二振动模式振动的驱动时间比使所述透光体以所述第一振动模式振动的驱动时间短。
8.根据权利要求1～权利要求3中的任一项所述的光学装置，其中，
在所述第二振动模式中，所述最大振动位移的位置处于所述透光体的与所述光学传感器的视场对应的区域内的中央位置。
9.根据权利要求1～权利要求3中的任一项所述的光学装置，其中，
还具备切换部，所述切换部用于切换使所述透光体振动的振动模式，
所述切换部根据所述透光体的与所述光学传感器的视场对应的区域内的要进行加热的位置，将该位置成为所述最大振动位移的振动模式切换为所述第二振动模式。
10.根据权利要求1～权利要求3中的任一项所述的光学装置，其中，
所述压电元件在厚度方向上被进行极化处理。
11.一种光学装置，具备：
透光体，其配置在光学传感器的视场方向上；
筒状体，在所述筒状体的一端保持所述透光体；
振动体，其通过沿着所述筒状体的另一端设置的压电元件来使所述透光体振动；以及
切换部，其用于切换使所述透光体振动的振动模式，
其中，所述振动体选择使所述透光体振动的多个振动模式中的第一振动模式和第二振动模式来使所述透光体振动，该第一振动模式是所述透光体的振动位移最大的模式，所述第二振动模式是节点数比所述第一振动模式的节点数多的高阶的模式，
所述切换部根据所述透光体的与所述光学传感器的视场对应的区域内的要进行加热的位置，将该位置成为最大振动位移的振动模式切换为所述第二振动模式。
12.根据权利要求11所述的光学装置，其中，
所述压电元件在厚度方向上被进行极化处理，或者被分割为多个来进行极化处理。
13.一种光学单元，具备：
光学传感器；以及
根据权利要求1～权利要求10中的任一项所述的光学装置。
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