DE112017006066B4

DE112017006066B4 - Schwingvorrichtung, kamera-wassertröpfchenentfernungsvorrichtung und kamera

Info

Publication number: DE112017006066B4
Application number: DE112017006066.4T
Authority: DE
Inventors: Katsumi Fujimoto; Chikahiro Horiguchi; Kenji Nishiyama; Yasuhiro Kuratani; Shinichiro Ichiguchi
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2017-07-25
Publication date: 2022-11-24
Anticipated expiration: 2037-07-26
Also published as: US20190151897A1; DE112017006066T5; JP6601576B2; WO2018100796A1; CN109643044A; JPWO2018100796A1; US11077464B2; CN109643044B

Abstract

Eine Schwingvorrichtung (10), die folgende Merkmale aufweist:einen Rohrkörper (11) mit einer ersten Endoberfläche (11a), einer zweiten Endoberfläche (11b), die der ersten Endoberfläche (11a) gegenüberliegt, und einem Seitenwandabschnitt (11c), der die erste (11a) und die zweite (11b) Endoberfläche verbindet, wobei die erste (11a) und die zweite (11b) Endoberfläche jeweils eine Öffnung aufweisen;einen piezoelektrischen Vibrator (12), der auf der ersten Endoberfläche (11a) des Rohrkörpers (11) vorgesehen ist; undeine Lichtdurchlasskörpereinheit (17), die direkt oder indirekt mit der zweiten Endoberfläche (11b) des Rohrkörpers (11) verbunden ist und die Öffnung in der zweiten Endoberfläche (11b) des Rohrkörpers (11) bedeckt,wobei ein Verbindungsabschnitt (14) mit der ersten Endoberfläche (11a) des Rohrkörpers (11) in einer Region innerhalb oder außerhalb der Öffnung in der ersten Endoberfläche (11a) verbunden ist und ein gebogener Rohrabschnitt (13) mit einer Oberfläche des Verbindungsabschnitts (14) verbunden ist, die in Richtung der zweiten Endoberfläche (11b) des Rohrkörpers (11) zeigt, wobei sich der gebogene Rohrabschnitt (13) in einer Richtung von der ersten Endoberfläche (11a) in Richtung der zweiten Endoberfläche (11b) des Rohrkörpers (11) erstreckt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schwingvorrichtung (bzw. Vibrationsvorrichtung) mit einem piezoelektrischen Vibrator (bzw. Schwingungserzeuger) und einem Rohrkörper, auf eine Kamera-Wassertröpfchen-Entfernungsvorrichtung mit der Schwingvorrichtung und auf eine Kamera.
Hintergrundtechnik
In einem Fahrzeug befestigte Kameras und Kameras, die draußen installiert sind, sind Regen ausgesetzt. Entsprechend wird eine Abdeckung, die aus Glas oder einem transparenten Kunststoff hergestellt ist, vor einer Linse platziert. Wassertröpfchen, die an der Abdeckung haften, können jedoch die Klarheit der Sicht der Kamera reduzieren und eine genaue Bilderfassung behindern.
Das im Folgenden angegebene Patentdokument 1 offenbart eine kuppelförmige Abdeckung für eine solche Verwendung. Die kuppelförmige Abdeckung ist mit einem zylindrischen Abschnitt verbunden und ein Piezoelektrische-Keramik-Vibrator ist an dem zylindrischen Abschnitt angebracht. Der Piezoelektrische-Keramik-Vibrator wird in Schwingung versetzt, um den zylindrischen Abschnitt und die kuppelförmige Abdeckung in Schwingung zu versetzen, wodurch Wassertröpfchen, die an der Oberfläche der kuppelförmigen Abdeckung haften, entfernt werden.
Das im Folgenden angegebene Patentdokument 2 offenbart eine Struktur, bei der ein Ultraschallwandler, eine Haftmittelschicht und eine externe Linse vor einem Kamerahauptkörper angeordnet sind. Der Ultraschallwandler wird getrieben, um die externe Linse in Schwingung zu versetzen, wodurch Wassertröpfchen entfernt werden.
Das im Folgenden angegebene Patentdokument 3 offenbart eine Kamera mit einer Staubentfernungseinrichtung zum Entfernen von Staub, der an einer Oberfläche eines optischen Elements angehaftet hat, durch Vibrieren des optischen Elements.
Das im Folgenden angegebene Patentdokument 4 offenbart einen Mechanismus zur Staubentfernung für eine Kamera mit einem piezoelektrischen Element. Wenn das piezoelektrische Element vibriert, wird ein Staubfilter einer spezifischen Vibration ausgesetzt. Dadurch kann Staub von der Oberfläche des Staubfilters entfernt werden.
Das im Folgenden angegebene Patentdokument 5 offenbart eine Vibrationseinheit für eine Kamera. Wassertropfen werden von einer Linse der Kamera entfernt, indem eine Abbildungseinheit so in Vibration versetzt wird, dass die optischen Achse der Linse in vertikaler Richtung schwingt.
Referenzliste
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2012 138 768 A
Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2007 82 062 A
Patentdokument 3: US 2004 / 0 047 625 A1
Patentdokument 4: US 2012/0 099 198 A1
Patentdokument 5: JP 2013 - 80 177 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Gemäß den Patentdokumenten 1 und 2 muss eine große Schwingung (bzw. Vibration) der kuppelförmigen Abdeckung oder der externen Linse erzeugt werden, um die Wassertröpfchen zu entfernen. Ferner beinhalten zu entfernende Substanzen nicht nur Wassertröpfchen, sondern auch andere Lösungen als Wasser, wie beispielsweise Ethanol, wässrige Salzlösungen, Frostschutzmittel (Kalziumchlorid) usw., Flüssigkeitströpfchen, die wasserunlösliche Verunreinigungen beinhalten, wie beispielsweise Schmutzwasser, und Kolloidlösungen, wie zum Beispiel Kaffee. So muss gemäß den Strukturen der Patentdokumente 1 und 2 der Piezoelektrische-Keramik-Vibrator oder der Ultraschallwandler eine große Schwingung erzeugen. Entsprechend nimmt der Piezoelektrische-Keramik-Vibrator oder der Ultraschallwandler eine große Belastung auf und Risse könnten sich infolge einer Verwendung über die Zeit bilden. Dies kann zu einer Fehlfunktion des Piezoelektrische-Keramik-Vibrators oder des Ultraschallwandlers führen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schwingvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, ohne weiteres Wassertröpfchen oder dergleichen zu entfernen, die an einer Abdeckung oder einer Linse haften, ohne einen piezoelektrischen Vibrator groß zu belasten. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kamera-Wassertröpfchen-Entfernungsvorrichtung, die die Schwingvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet, und eine Kamera bereitzustellen, die die Kamera-Wassertröpfchen-Entfernungsvorrichtung beinhaltet.
Lösung für das Problem
Eine Schwingvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Rohrkörper mit einer ersten Endoberfläche, einer zweiten Endoberfläche, die der ersten Endoberfläche gegenüberliegt, und einem Seitenwandabschnitt, der die erste und die zweite Endoberfläche verbindet, wobei die erste und die zweite Endoberfläche jeweils eine Öffnung aufweisen; einen piezoelektrischen Vibrator, der auf der ersten Endoberfläche des Rohrkörpers vorgesehen ist; und eine Lichtdurchlasskörpereinheit, die direkt oder indirekt mit der zweiten Endoberfläche des Rohrkörpers verbunden ist und die Öffnung in der zweiten Endoberfläche des Rohrkörpers bedeckt. Ein Verbindungsabschnitt ist mit der ersten Endoberfläche des Rohrkörpers in einer Region innerhalb oder außerhalb der Öffnung in der ersten Endoberfläche verbunden und ein gebogener Rohrabschnitt ist mit einer Oberfläche des Verbindungsabschnitts verbunden, die in Richtung der zweiten Endoberfläche des Rohrkörpers zeigt, wobei sich der gebogene Rohrabschnitt in einer Richtung von der ersten Endoberfläche in Richtung der zweiten Endoberfläche des Rohrkörpers erstreckt.
Bei einem spezifischen Aspekt der Schwingvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Verbindungsabschnitt mit einer Außenseite der ersten Endoberfläche des Rohrkörpers verbunden und der gebogene Abschnitt ist einer Außenoberfläche des Seitenwandabschnitts zugewandt. In diesem Fall kann ohne weiteres ein Träger an der Außenoberfläche des Seitenwandabschnitts des Rohrkörpers vorgesehen sein.
Bei einem weiteren spezifischen Aspekt der Schwingvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Verbindungsabschnitt mit einer Innenseite der ersten Endoberfläche des Rohrkörpers verbunden und der gebogene Abschnitt ist einer Innenoberfläche des Seitenwandabschnitts zugewandt. In diesem Fall kann die äußere Größe der Schwingvorrichtung reduziert werden.
Bei einem weiteren spezifischen Aspekt der Schwingvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Schwingvorrichtung ferner ein Trägerbauteil, das mit dem Seitenwandabschnitt des Rohrkörpers verbunden ist.
Bei einem weiteren spezifischen Aspekt der Schwingvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Rohrkörper zylindrisch.
Bei einem weiteren spezifischen Aspekt der Schwingvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erstreckt sich der piezoelektrische Vibrator von der ersten Endoberfläche des Rohrkörpers zu einer Oberfläche des Verbindungsabschnitts, die von der zweiten Endoberfläche weg zeigt.
Bei einem weiteren spezifischen Aspekt der Schwingvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist, wenn eine Richtung, die die erste Endoberfläche und die zweite Endoberfläche des Rohrkörpers verbindet, definiert ist als eine Längenrichtung des Rohrkörpers, eine Summe einer Abmessung des gebogenen Abschnitts in der Längenrichtung und einer Abmessung des Verbindungsabschnitts in der Längenrichtung kleiner oder gleich 1/2 einer Abmessung des Rohrkörpers in der Längenrichtung ist. In diesem Fall kann die äußere Form des gebogenen Abschnitts reduziert sein.
Eine Kamera-Wassertröpfchen-Entfernungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Schwingvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Kamera-Wassertröpfchen-Entfernungsvorrichtung wird für einen Kamerahauptkörper mit einer Linse verwendet. Die Lichtdurchlasskörpereinheit ist die Linse des Kamerahauptkörpers oder ein Abdeckbauteil mit einem Lichtdurchlassabschnitt, der vor der Linse des Kamerahauptkörpers angeordnet ist.
Eine Kamera gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Kamera-Wassertröpfchen-Entfernungsvorrichtung mit der Schwingvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und einen Kamerahauptkörper, wobei zumindest ein Abschnitt desselben in der Kamera-Wassertröpfchen-Entfernungsvorrichtung beinhaltet ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der Schwingvorrichtung, der Kamera-Wassertröpfchen-Entfernungsvorrichtung und der Kamera der vorliegenden Erfindung können Wassertröpfchen oder dergleichen, die an einer Lichtdurchlasskörpereinheit, wie beispielsweise einer Linse oder einem Abdeckbauteil, haften, ohne weiteres entfernt werden, ohne einen piezoelektrischen Vibrator groß zu belasten.
Figurenliste

1 ist eine Frontschnittansicht einer Kamera gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Teilschnittansicht einer Schwingvorrichtung, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
3(a) ist eine perspektivische Ansicht eines piezoelektrischen Vibrators, der bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und 3(b) ist eine Schnittansicht des piezoelektrischen Vibrators entlang einer Linie X-X in 3(a).
4(a) und 4(b) sind schematische Draufsichten, die ein erstes und ein zweites Beispiel von Polarisierungsstrukturen des piezoelektrischen Vibrators darstellen, der bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
5(a) und 5(b) sind schematische Draufsichten, die Elektrodenstrukturen piezoelektrischer Vibratoren darstellen, die bei einer ersten und einer zweiten Modifizierung der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
6(a) bis 6(d) sind schematische Draufsichten, die einen (0,0)-Modus, einen (1,0)-Modus, einen (0,1)-Modus und einen (0,2)-Modus darstellen.
7(a) bis 7(e) sind schematische Draufsichten, die Schritte zum Bewegen und Zerstäuben eines Wassertröpfchens darstellen, das an einer Lichtdurchlasskörpereinheit haftet.
8 ist eine perspektivische Ansicht einer Schwingvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine perspektivische Ansicht eines Rohrkörpers der Schwingvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bei Betrachtung einer ersten Endoberfläche von unten.
10 ist ein Graph, der Resonanzcharakteristika der Schwingvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
11 ist ein schematisches Diagramm einer Schwingvorrichtung gemäß einem ersten Vergleichsbeispiel.
12 ist ein schematisches Diagramm einer Schwingvorrichtung gemäß einem zweiten Vergleichsbeispiel.
13 ist ein schematisches Diagramm, das eine Schwingvorrichtung gemäß einem Beispiel 1 darstellt.
14 ist ein schematisches Diagramm, das Schwingwege in einem ersten Modus gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel darstellt.
15 ist ein schematisches Diagramm, das Schwingwege in dem ersten Modus gemäß dem zweiten Vergleichsbeispiel darstellt.
16 ist ein schematisches Diagramm, das Schwingwege in dem ersten Modus gemäß dem Beispiel 1 darstellt.
17 ist ein schematisches Diagramm, das Schwingwege in einem zweiten Modus gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel darstellt.
18 ist ein schematisches Diagramm, das Schwingwege in dem zweiten Modus gemäß dem zweiten Vergleichsbeispiel darstellt.
19 ist ein schematisches Diagramm, das Schwingwege in dem zweiten Modus gemäß dem Beispiel 1 darstellt.
20 ist ein schematisches Diagramm, das Schwingwege in einem dritten Modus gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel darstellt.
21 ist ein schematisches Diagramm, das Schwingwege in dem dritten Modus gemäß dem zweiten Vergleichsbeispiel darstellt.
22 ist ein schematisches Diagramm, das Schwingwege in dem dritten Modus gemäß dem Beispiel 1 darstellt.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen klar werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass jedes der in dieser Beschreibung beschriebenen Ausführungsbeispiele veranschaulichend ist und dass Teilersetzungen und Kombinationen der Strukturen unterschiedlicher Ausführungsbeispiele möglich sind.
1 ist eine Frontschnittansicht einer Kamera gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine perspektivische Teilschnittansicht der Schwingvorrichtung. Eine Kamera 1 beinhaltet eine Kamera-Wassertröpfchen-Entfernungsvorrichtung 2. Die Kamera-Wassertröpfchen-Entfernungsvorrichtung 2 beinhaltet einen Kamerahauptkörper 3. Es ist nicht notwendig, dass der gesamte Kamerahauptkörper 3 in der Kamera-Wassertröpfchen-Entfernungsvorrichtung 2 beinhaltet ist, solange zumindest ein Abschnitt des Kamerahauptkörpers 3 in der Kamera-Wassertröpfchen-Entfernungsvorrichtung 2 beinhaltet ist.
Der Kamerahauptkörper 3 beinhaltet ein Rohrhauptkörperbauteil 4. Das untere Ende des Hauptkörperbauteils 4 ist an einer Basisplatte 4a fixiert. Eine Bilderzeugungseinheit 5 ist an dem oberen Ende des Hauptkörperbauteils 4 fixiert. Eine Schaltung 6 mit einer Bilderzeugungsvorrichtung ist in der Bilderzeugungseinheit 5 befestigt. Ein Linsenmodul 7 ist an einer Oberfläche der Bilderzeugungseinheit 5 an einem Ende gegenüber von dem Ende angebracht, an dem das Hauptkörperbauteils 4 vorgesehen ist. Das Linsenmodul 7 besteht aus einem Rohrkörper. Eine Mehrzahl von Linsen 9 ist in dem Linsenmodul 7 angeordnet.
Die Struktur des oben beschriebenen Kamerahauptkörpers 3 ist nicht besonders eingeschränkt, solange der Kamerahauptkörper 3 in der Lage ist, ein Bild eines Objekts vor den Linsen 9 zu erfassen. Hier ist die Vorderseite die Seite, an der eine Lichtdurchlasskörpereinheit 17, die unten beschrieben wird, angeordnet ist.
Eine Schwingvorrichtung 10 beinhaltet einen Rohrkörper 11 und einen ringförmigen piezoelektrischen Vibrator 12.
Der Rohrkörper 11 besitzt eine zylindrische Form.
Der Rohrkörper 11 weist eine erste Endoberfläche 11a und eine zweite Endoberfläche 11b auf, die der ersten Endoberfläche 11a gegenüberliegt. Die Richtung, die die erste Endoberfläche 11a und die zweite Endoberfläche 11b verbindet, ist definiert als eine Längenrichtung des Rohrkörpers 11. Ein Abschnitt, der die erste Endoberfläche 11a und die zweite Endoberfläche 11b verbindet, ist ein Seitenwandabschnitt 11c mit einer zylindrischen Form. Die erste Endoberfläche 11a und die zweite Endoberfläche 11b weisen jeweils eine Öffnung auf. Der Seitenwandabschnitt 11c ist mit einem gebogenen Abschnitt 13 durch einen Verbindungsabschnitt 14 an der ersten Endoberfläche 11a verbunden. Der Verbindungsabschnitt 14 ist einstückig mit dem Seitenwandabschnitt 11c gebildet. Der Verbindungsabschnitt 14 könnte stattdessen als ein Bauteil gebildet sein, das separat von dem Seitenwandabschnitt 11c ist und mit dem Seitenwandabschnitt 11c verbunden ist. Der Verbindungsabschnitt 14 erstreckt sich in einer Richtung orthogonal zu der Längenrichtung, d. h. von der ersten Endoberfläche 11a in einer Radialrichtung des Rohrkörpers 11 nach innen. Der Verbindungsabschnitt 14 besitzt eine Ringform. Der gebogene Abschnitt 13 ist mit dem ringförmigen Verbindungsabschnitt 14 verbunden. Der gebogene Abschnitt 13 erstreckt sich von einer Oberfläche des Verbindungsabschnitts 14, die in einer Richtung von der ersten Endoberfläche 11a in Richtung der zweiten Endoberfläche 11b in Richtung der zweiten Endoberfläche 11b zeigt.
In 1 zeigt eine unterbrochene Linie P die Grenze zwischen dem Seitenwandabschnitt 11c, der einen dicken Abschnitt 11c1 aufweist, und dem Verbindungsabschnitt 14 an. Außerdem zeigt eine unterbrochene Linie Q die Grenze zwischen dem Verbindungsabschnitt 14 und dem gebogenen Abschnitt 13 an. Der gebogene Abschnitt 13 erstreckt sich in der Richtung von der ersten Endoberfläche 11a in Richtung der zweiten Endoberfläche 11 b. Der gebogene Abschnitt 13 ist der Innenoberfläche des Seitenwandabschnitts 11c zugewandt.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beinhaltet der Seitenwandabschnitt 11c den dicken Abschnitt 11c1, der dem gebogenen Abschnitt 13 zugewandt ist. Der gebogene Abschnitt 13 ist dem dicken Abschnitt 11c1 zugewandt, wobei sich zwischen denselben ein Spalt befindet. Eine Vorsehung des dicken Abschnitts 11c1 ist nicht nötig.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen der dicke Abschnitt 11c1 und der gebogene Abschnitt 13 die gleiche Abmessung in der Längenrichtung auf. Der dicke Abschnitt 11c1 und der gebogene Abschnitt 13 könnten stattdessen unterschiedliche Abmessungen in der Längenrichtung aufweisen. Der gebogene Abschnitt 13 weist eine zylindrische Form auf.
Der Rohrkörper 11 verändert einen Atemschwingungsmodus, der ein Modus einer Schwingung des piezoelektrischen Vibrators 12 ist, die in der Radialrichtung des Rohrkörpers 11 angeregt wird, zu einem Biegeschwingungsmodus, der ein Modus einer Schwingung der Lichtdurchlasskörpereinheit 17 in der Längenrichtung des Rohrkörpers 11 ist. Zusätzlich hat, da der dicke Abschnitt 11c1 vorgesehen ist, der Rohrkörper 11 auch die Funktion einer Erhöhung des Schwingwegs (bzw. der Schwingverschiebung) der Lichtdurchlasskörpereinheit 17 über die Verschiebung des piezoelektrischen Vibrators 12 hinaus. So ist vorzugsweise der dicke Abschnitt 11c1 vorgesehen.
Wie oben beschrieben wurde, weist der Rohrkörper 11 die Form eines nach innen gebogenen zylindrischen Körpers auf, so dass der gebogene Abschnitt 13 durch den Verbindungsabschnitt 14 mit dem Seitenwandabschnitt 11c verbunden ist.
Die Lichtdurchlasskörpereinheit 17 ist an der zweiten Endoberfläche 11b so vorgesehen, dass sie die Öffnung in der zweiten Endoberfläche 11b des Rohrkörpers 11 bedeckt. Die Lichtdurchlasskörpereinheit 17 ist vor den Linsen 9 angeordnet. Vorzugsweise ist die Lichtdurchlasskörpereinheit 17 mit der zweiten Endoberfläche 11b über den gesamten Umfang derselben verbunden, um die Öffnung in der zweiten Endoberfläche 11b des Rohrkörpers 11 zu schließen. Obwohl die Lichtdurchlasskörpereinheit 17 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Abdeckbauteil ist, könnte die Lichtdurchlasskörpereinheit 17 stattdessen eine der Linsen 9 sein.
Ein Ende eines Trägerbauteils 18 ist mit der Außenoberfläche des Seitenwandabschnitts 11c des Rohrkörpers 11 verbunden. Das Trägerbauteil 18 ist vorzugsweise an einem Ort vorgesehen, an dem ein Schwingungsknoten in einem Schwingungsmodus des Rohrkörpers und des piezoelektrischen Vibrators vorhanden ist, vorgesehen, was unten beschrieben ist. Das andere Ende des Trägerbauteils 18 ist an der Basisplatte 4a fixiert.
Der Rohrkörper 11 ist vorzugsweise aus einem elastischen Material, wie beispielsweise einem Metall, hergestellt. Das Metall ist vorzugsweise beispielsweise rostfreier Stahl, weil rostfreier Stahl stark korrosionshemmend ist.
Die Lichtdurchlasskörpereinheit 17 besteht aus transparentem Glas oder Kunstharz. Zumindest ein Abschnitt der Lichtdurchlasskörpereinheit 17, der vor den Linsen 9 liegt, lässt Licht durch.
Das Trägerbauteil 18 ist aus einem anorganischen Material, wie beispielsweise einem Metall, oder einem Kunstharz hergestellt.
Der dicke Abschnitt 11c1, der Verbindungsabschnitt 14 und der gebogene Abschnitt 13 sind vorzugsweise aus dem gleichen Material hergestellt wie das Material des Seitenwandabschnitts 11c, könnten stattdessen jedoch aus Materialien hergestellt sein, die sich von dem Material des Seitenwandabschnitts 11c unterscheiden.
Wie in den 3(a) und 3(b) dargestellt ist, beinhaltet der piezoelektrische Vibrator 12 eine ringförmige Piezoelektrischer-Körper-Schicht 12a. Eine Elektrode 12b ist auf der oberen Oberfläche der Piezoelektrischer-Körper-Schicht 12a über die gesamte Fläche derselben gebildet. Eine Elektrode 12c ist auf der unteren Oberfläche der Piezoelektrischer-Körper-Schicht 12a über die gesamte Fläche derselben gebildet. Die 4(a) und 4(b) sind schematische Draufsichten, die ein erstes und ein zweites Beispiel von Polarisierungsstrukturen der Piezoelektrischer-Körper-Schicht 12a des piezoelektrischen Vibrators 12 darstellen.
Bezug nehmend auf die 4(a) und 4(b) zeigen + und -, dass die Piezoelektrischer-Körper-Schicht 12a in entgegengesetzten Richtungen entlang der Dickenrichtung polarisiert ist. Entsprechend sind bei der in 4(a) dargestellten Polarisierungsstruktur eine Seite und die andere Seite einer Strichpunktlinie S1 in entgegengesetzten Richtungen entlang der Dickenrichtung polarisiert. Deshalb werden, wenn ein elektrisches Wechselstromfeld über die Elektroden 12b und 12c angelegt ist, eine Seite und die andere Seite der Strichpunktlinie S1 in entgegengesetzten Phasen getrieben. Bei der in 4(b) dargestellten Polarisierungsstruktur sind vier Abschnitte, die voneinander durch Strichpunktlinien S1 und S2 getrennt sind, derart polarisiert, dass Abschnitte, die in der Umfangsrichtung benachbart zueinander sind, in entgegengesetzten Richtungen polarisiert sind. Deshalb werden, wenn ein elektrisches Wechselstromfeld über die Elektroden 12b und 12c angelegt ist, die Abschnitte, die in der Umfangsrichtung benachbart zueinander sind, in entgegengesetzten Phasen getrieben.
Die Polarisierungsstruktur der Piezoelektrischer-Körper-Schicht 12a ist nicht auf das oben beschriebene erste und zweite Beispiel eingeschränkt. Bezug nehmend auf 4(b) können Schwingungen in verschiedenen Modi durch Anordnen einer Mehrzahl von Abschnitten mit unterschiedlichen Polarisierungsrichtungen in der Umfangsrichtung der ringförmigen Piezoelektrischer-Körper-Schicht 12a angeregt werden.
Die 5(a) und 5(b) sind schematische Draufsichten, die die Elektrodenstrukturen piezoelektrischer Vibratoren gemäß einer ersten und einer zweiten Modifizierung darstellen.
Die 5(a) und 5(b) stellen piezoelektrische Vibratoren 12A bzw. 12B dar, in denen jeweils eine ringförmige Piezoelektrischer-Körper-Schicht 12a in der Dickenrichtung einheitlich polarisiert ist.
Der piezoelektrische Vibrator 12A gemäß der ersten Modifizierung beinhaltet Elektroden 12A1 und 12A2 auf einer Oberfläche der ringförmigen Piezoelektrischer-Körper-Schicht 12a. Die Elektrode 12A1 ist auf einer Seite einer Strichpunktlinie S1 angeordnet und die Elektrode 12A2 ist auf der anderen Seite der Strichpunktlinie S1 angeordnet. Andere Elektroden sind auf der anderen Oberfläche der Piezoelektrischer-Körper-Schicht 12a derart vorgesehen, dass die Elektroden entsprechenden der Elektroden 12A1 und 12A2 zugewandt sind. Entsprechend können ein elektrisches Wechselstromfeld, das über die Elektrode 12A1 und die entsprechende Elektrode auf der anderen Oberfläche angelegt ist, und ein elektrisches Wechselstromfeld, das über die Elektrode 12A2 und die entsprechende Elektrode angelegt ist, die der Elektrode 12A2 zugewandt ist, auf entgegengesetzte Phasen eingestellt werden. So können eine Seite und die andere Seite der Strichpunktlinie S1 in entgegengesetzten Phasen getrieben werden.
Der piezoelektrische Vibrator 12B gemäß der zweiten Modifizierung beinhaltet eine Mehrzahl von Elektroden 12D bis 12G, die auf einer Oberfläche der ringförmigen Piezoelektrischer-Körper-Schicht 12a vorgesehen sind. Die Elektroden 12D bis 12G sind einzeln in Abschnitten angeordnet, die voneinander durch Strichpunktlinien S1 und S2 unterteilt sind. Ähnlich sind auch vier Elektroden auf der unteren Oberfläche der ringförmigen Piezoelektrischer-Körper-Schicht 12a derart vorgesehen, dass die Elektroden entsprechenden der Elektroden 12D bis 12G zugewandt sind. Eine Schwingung ähnlich der Schwingung, die durch die Polarisationsstruktur erreicht wird, die in 4(b) dargestellt ist, kann angeregt werden durch Anlegen elektrischer Wechselstromfelder, so dass benachbarte der Regionen, die voneinander durch die Strichpunktlinien S1 und S2 unterteilt sind, die elektrischen Wechselstromfelder in entgegengesetzten Richtungen aufnehmen.
Wie oben beschrieben wurde, können Schwingungen in verschiedenen Modi durch den ringförmigen piezoelektrischen Vibrator 12 angeregt werden durch Anpassen der Polarisationsrichtung der Piezoelektrischer-Körper-Schicht 12a oder durch Anpassen der Elektrodenstruktur und der Richtung des elektrischen Wechselstromfelds. Der ringförmige piezoelektrische Vibrator 12 der Kamera-Wassertröpfchen-Entfernungsvorrichtung 2 beinhaltet eine Mehrzahl von Schwingungsregionen, die in der Umfangsrichtung derselben angeordnet sind, und ist derart ausgebildet, dass benachbarte der Schwingungsregionen in entgegengesetzten Richtungen in Schwingung versetzt werden können.
Die Kamera 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beinhaltet die Kamera-Wassertröpfchen-Entfernungsvorrichtung 2 mit der Schwingvorrichtung 10, weshalb die Wassertröpfchen, die an der Außenoberfläche der Lichtdurchlasskörpereinheit 17 haften, ohne weiteres entfernt werden können. Insbesondere können Wassertröpfchen, die an der Außenoberfläche der Lichtdurchlasskörpereinheit 17 in einer Region vor den Linsen 9 haften, die einem Sichtfeldabschnitt der Kamera 1 entspricht, durch direktes Zerstäuben (bzw. Atomisieren) der Wassertröpfchen oder durch Bewegen und darauffolgendes Zerstäuben der Wassertröpfchen entfernt werden. Dies ist unten detaillierter beschrieben.
Die 6(a) bis 6(d) sind schematische Draufsichten, die die Verschiebungen (bzw. Wege) der Lichtdurchlasskörpereinheit 17 darstellen, wenn die Lichtdurchlasskörpereinheit 17 in verschiedenen Schwingungsmodi in Schwingung versetzt wird. Schwingungen in diesen Modi können abhängig von den Kombinationen der Richtungen von Polarisierungen oder Wechselstromspannungen, wie oben Bezug nehmend auf die 4 und 5 beschrieben wurde, angeregt werden. Die 6(a) bis 6(b) stellen die Verschiebungen der Lichtdurchlasskörpereinheit 17 während der Schwingung bei Betrachtung von der Seite dar, an der Wassertröpfchen an der Lichtdurchlasskörpereinheit 17 haften.
Bezug nehmend auf die 6(b) bis 6(d) werden die Regionen, die mit schrägen Linien schraffiert sind, und die leeren weißen Regionen in entgegengesetzten Phasen verschoben. Beispielsweise dienen hinsichtlich der in 6(b) dargestellten Schwingung die äußerste Peripherie und die äußere Peripherie des Kreises, der mit schrägen Linien schraffiert ist (Grenze zwischen der leeren weißen Region und der Region, die mit schrägen Linien schraffiert ist) als Schwingungsknoten. Zusätzlich dienen der Mittelabschnitt der Region, die mit schrägen Linien schraffiert ist, der durch die Schwingungsknoten umgeben ist, und der Mittelabschnitt der leeren weißen Region, der zwischen den Schwingungsknoten liegt, als Schwingungs-Antiknoten.
Ein mechanischer Resonanzmodus eines kreisförmigen Bauteils kann ausgedrückt werden als (m, n)-Modus, wobei m die Anzahl von Linien von Knoten ist, die in der Radialrichtung vorliegen, und n die Anzahl von Linien von Knoten ist, die in der Umfangsrichtung vorliegen. Hier sind m und n Ganzzahlen. Entsprechend ist der in 6(a) dargestellte Schwingungsmodus ein (0,0)-Modus, der in 6(b) ist ein (1,0)-Modus, der in 6(c) ist ein (0,1)-Modus und der in 6(d) ist ein (0,2)-Modus. Der Schwingungsmodus kann derart sein, dass m 2 oder mehr ist und n 3 oder mehr ist.
Wenn die Lichtdurchlasskörpereinheit 17 in dem in 6(a) dargestellten Schwingungsmodus getrieben wird, können Wassertröpfchen oder dergleichen, die an der Außenoberfläche der Lichtdurchlasskörpereinheit 17 haften, durch direktes Zerstäuben der Wassertröpfchen oder dergleichen entfernt werden. Wenn die Lichtdurchlasskörpereinheit 17 in den Schwingungsmodi getrieben wird, die Schwingungsknoten und -Antiknoten aufweisen, die in den 6(b) bis 6(d) dargestellt sind, können die Wassertröpfchen oder dergleichen, die an der Außenoberfläche der Lichtdurchlasskörpereinheit 17 haften, durch Bewegen und darauffolgendes Zerstäuben der Wassertröpfchen oder dergleichen entfernt werden. Wenn die Lichtdurchlasskörpereinheit 17 getrieben wird, werden Wassertröpfchen an den Schwingungs-Antiknoten zerstäubt und Wassertröpfchen an den Schwingungsknoten werden in Richtung der Schwingungs-Antiknoten bewegt. Deshalb können, wenn n gleich 0 ist und eine konzentrische Schwingung erzeugt wird, wie in 6(b) dargestellt ist, die Wassertröpfchen zu der Mittelregion der Lichtdurchlasskörpereinheit 17 bewegt und dann zerstäubt werden. Wenn jedoch die Wassertröpfchen zu der Mittelregion der Lichtdurchlasskörpereinheit 17 bewegt werden, wird die Klarheit des Sichtfelds reduziert, bevor die Wassertröpfchen zerstäubt werden. Um dies zu verhindern, könnte die Lichtdurchlasskörpereinheit 17 stattdessen in Schwingungsmodi getrieben werden, bei denen ein Schwingungsknoten in der Mittelregion der Lichtdurchlasskörpereinheit 17 vorliegt, wie in den 6(c) und 6(d) dargestellt ist. Wenn die Lichtdurchlasskörpereinheit 17 auf diese Weise in Schwingung versetzt wird, können die Wassertröpfchen aus der Mittelregion in Richtung der Peripherieregion der Lichtdurchlasskörpereinheit 17 bewegt und dann zerstäubt werden. Entsprechend ist die Klarheit des Sichtfelds in der Mittelregion der Lichtdurchlasskörpereinheit 17 höher als diejenige in dem Fall des Schwingungsmodus, der in 6(b) dargestellt ist. Der beste Modus ist der (0,2)-Modus, der in 6(d) dargestellt ist. Die Klarheit des Sichtfelds kann durch geeignetes Einstellen eines anderen Schwingungsmodus als der oben beschriebenen Schwingungsmodi gemäß den Positionen und einer Menge der Flüssigkeitströpfchen feiner angepasst werden.
Ein Verfahren zum Treiben der Kamera-Wassertröpfchen-Entfernungsvorrichtung 2, um beispielsweise ein Wassertröpfchen B zu einer Peripherieregion der Lichtdurchlasskörpereinheit 17 zu bewegen und das Wassertröpfchen B zu zerstäuben, wird nun beschrieben.
Bezug nehmend auf 7(a) wird angenommen, dass das Wassertröpfchen B an der Lichtdurchlasskörpereinheit 17 haftet. Das Wassertröpfchen B befindet sich in einer Region, die durch eine unterbrochene Linie A umgeben ist, auf der Lichtdurchlasskörpereinheit 17, das heißt in einer Region, die dem Sichtfeld-Abschnitt entspricht.
Wenn die Lichtdurchlasskörpereinheit 17 in beispielsweise dem (0,2)-Modus in Schwingung versetzt wird, bei dem die Mittelregion als ein Knoten dient, wie in 7(b) dargestellt ist, wird der Kontaktwinkel des Wassertröpfchens B in Bezug auf die Oberfläche der Lichtdurchlasskörpereinheit 17 reduziert und das Wassertröpfchen B verteilt sich in einer Richtung in Richtung eines Schwingungs-Antiknotens. Wie in den 7(c) und 7(d) dargestellt ist, bewegt sich das Wassertröpfchen B allmählich in Richtung der Peripherieregion, an der ein Schwingungs-Antiknoten vorliegt. Nach Erreichen des Schwingungs-Antiknotens wird das Wassertröpfchen B zerstäubt und verschwindet, wie in 7(e) dargestellt ist.
Die Substanz, die an der Kamera haftet, kann eine andere Lösung als Wasser sein, wie z. B. Ethanol, eine wässerige Salzlösung, ein Frostschutzmittel (Calciumchlorid), usw., Tröpfchen einer Flüssigkeit, die wasserunlösliche Verunreinigungen enthält, wie z. B. Schmutzwasser, oder eine Colloidlösung, wie beispielsweise Kaffee (im Folgenden als Flüssigkeitströpfchen bezeichnet). Selbst in einem derartigen Fall kann die Substanz in ähnlicher Weise entfernt werden. Insbesondere werden die Flüssigkeitströpfchen zerstäubt, während die Inhaltsstoffe darin gelöst ist, so dass die Flüssigkeitströpfchen, die an der Außenoberfläche der Lichtdurchlasskörpereinheit 17 haften, entfernt werden können. Dieser Vorgang unterscheidet sich von einer Evaporation (oder Verdampfung) und die Flüssigkeitströpfchen können zusammen mit den gelösten Stoffen/Verunreinigungen, die darin beinhaltet sind, entfernt werden, ohne eine Ablagerung der gelösten Stoffe/Verunreinigungen zu bewirken.
Die Schwingvorrichtung 10 der Kamera 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beinhaltet den gebogenen Abschnitt 13, der mit dem Rohrkörper 11 verbunden ist. Deshalb kann die Last, die den piezoelektrischen Vibrator 12 belastet, weiter reduziert werden. Anders ausgedrückt kann der Rohrkörper 11 durch Treiben des piezoelektrischen Vibrators 12 effizienter bewegt werden. Deshalb kann die Last, die den piezoelektrischen Vibrator 12 belastet, zum Bewegen und Zerstäuben der Wassertröpfchen reduziert werden. Dies wird durch ein Vergleichen des Beispiels 1 mit einem ersten und einem zweiten Vergleichsbeispiel, die unten beschrieben sind, weiter veranschaulicht.
8 ist eine perspektivische Ansicht einer Schwingvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines Rohrkörpers der Schwingvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel bei Betrachtung einer ersten Endoberfläche von unten.
Eine Schwingvorrichtung 31 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beinhaltet einen zylindrischen Rohrkörper 11 mit einer ersten Endoberfläche 11a und einer zweiten Endoberfläche 11b. Ein gebogener Abschnitt 32, der in der Radialrichtung des Rohrkörpers 11 nach außen gebogen ist, ist nahe der ersten Endoberfläche 11a vorgesehen. Deshalb ist die Innenoberfläche des gebogenen Abschnitts 32 der Außenoberfläche eines Seitenwandabschnitts 11c zugewandt, wobei sich zwischen denselben ein Spalt befindet. So kann der gebogene Rohrabschnitt 32 derart geformt sein, dass der Seitenwandabschnitt 11c nach außen gebogen ist. Das Trägerbauteil kann einfacher mit der Schwingvorrichtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel verbunden werden. Deshalb ist in Bezug auf die Anordnung des Trägerbauteils die Schwingvorrichtung 10 des ersten Ausführungsbeispiels stärker zu bevorzugen.
10 ist ein Graph, der Resonanzcharakteristika zeigt, die erhalten werden, wenn die Schwingvorrichtung 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in Schwingung versetzt wird. 10 zeigt, dass Schwingungsreaktionen in verschiedenen Modi bei verschiedenen Frequenzen erscheinen.
Die 11 bis 13 zeigen Schwingvorrichtungen gemäß einem ersten Vergleichsbeispiel, einem zweiten Vergleichsbeispiel und dem Beispiel 1 des ersten Ausführungsbeispiels. Insbesondere ist jede Figur eine Schnittansicht von nur der rechten Hälfte eines Abschnitts einer Schwingvorrichtung mit einem Seitenwandabschnitt eines Rohrkörpers und einem piezoelektrischen Vibrator. Verschiebungen (bzw. Wege) der Schwingvorrichtungen gemäß dem Beispiel 1 des ersten Ausführungsbeispiels und des ersten und des zweiten Vergleichsbeispiels in einem ersten Modus, einem zweiten Modus und einem dritten Modus sind unten beschrieben.
Der erste, zweite und dritte Modus sind Schwingungsmodi des Rohrkörpers und des piezoelektrischen Vibrators und entsprechen nicht den oben beschriebenen Schwingungsmodi der Lichtdurchlasskörpereinheit.
Insbesondere sind der erste, zweite und dritte Modus drei Schwingungsmodi, die verwendet werden, um die Verschiebungen im Beispiel 1 und dem ersten und dem zweiten Vergleichsbeispiel zu vergleichen.
Die in dem schematischen Diagramm in 13 dargestellte Schwingvorrichtung wurde als die Schwingvorrichtung gemäß dem Beispiel 1 des ersten Ausführungsbeispiels gefertigt. 13 ist eine Schnittansicht eines Abschnitts der Schwingvorrichtung 10 in der Längenrichtung des Rohrkörpers 11. Der gebogen Abschnitt 13 ist im Inneren des Rohrkörpers 11 derart angeordnet, dass der gebogene Abschnitt 13 der Innenoberfläche des Seitenwandabschnitts 11c des Rohrkörpers 11 zugewandt ist, wobei sich zwischen denselben ein Spalt befindet. Der piezoelektrische Vibrator 12 ist an der unteren Oberfläche des Verbindungsabschnitts 14 vorgesehen. Der Seitenwandabschnitt 11c beinhaltet den dicken Abschnitt 11c1. Der Rohrkörper 11 ist aus rostfreiem Strahl hergestellt.
Die Abmessung des Rohrkörpers 11 in der Längenrichtung, der die erste Endoberfläche 11a und die zweite Endoberfläche 11b verbindet, ist mit L1 bezeichnet. Die Summe der Abmessung des gebogenen Abschnitts 13 in der oben beschriebenen Längenrichtung und der Abmessung des Verbindungsabschnitts 14 in der oben beschriebenen Längenrichtung ist mit L2 bezeichnet. Die Breite des Spalts zwischen dem Rohrkörper 11 und dem gebogenen Abschnitt 13 ist mit W bezeichnet. Die Radialabmessung, die äquivalent ist zu der Entfernung von der Außenwand des Seitenwandabschnitts 11c des Rohrkörpers 11 zu einem Endabschnitt des Verbindungsabschnitts 14 in der Radialrichtung ist mit W2 bezeichnet. Eine Länge L ist definiert als L = L1 + L2 + W.
Der Innen- und der Außendurchmesser des Rohrkörpers 11 beträgt 16 mm bzw. 24 mm und der Innendurchmesser eines Endabschnitts des Rohrkörpers 11 ohne den dicken Abschnitt beträgt 22 mm. Die Abmessung des Endabschnitts ohne den dicken Abschnitt in der Längenrichtung beträgt 5 mm. Die oben gegebene Länge L beträgt 17,5 mm, W beträgt 1 mm und W2 beträgt 4 mm.
Die Abmessung L2 ist vorzugsweise kleiner oder gleich ½ der Abmessung L1. In dem Fall, in dem die Abmessung L1 größer ist als ½ der Abmessung L1, wird eine große Anzahl unbeabsichtigter Schwingungsknoten erzeugt, wenn die Schwingvorrichtung 10 getrieben wird, wobei ein Schwingungsverlust auftreten könnte.
Bezug nehmend auf 11 beinhaltet eine Schwingvorrichtung 100 gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel piezoelektrische Vibratoren 103 und 104, die zwischen einem Rohrkörper 101 und einem Rohrträgerabschnitt 102 angeordnet sind. Anders ausgedrückt wird eine piezoelektrische Langevin-Schwingungseinheit 105 verwendet, die die piezoelektrischen Vibratoren 103 und 104 aufweist. Ebenso ist in 11 der Rohrkörper 101 zylindrisch und 11 zeigt eine Schnittansicht eines Abschnitts des Rohrkörpers 101 in der Längenrichtung. Entsprechend sind die piezoelektrischen Vibratoren 103 und 104 ebenso ringröhrenförmig. Die Entfernung zwischen einer Endoberfläche 101a des Rohrkörpers 101 und einer Endoberfläche 102a des Trägerabschnitts 102 ist mit L bezeichnet. Diese Entfernung L ist gleich der Entfernung L gemäß dem Beispiel 1.
12 ist ein schematisches Diagramm, das eine Schwingvorrichtung 111 gemäß dem zweiten Vergleichsbeispiel darstellt. Die Schwingvorrichtung 11 gemäß dem zweiten Vergleichsbeispiel beinhaltet einen ringförmigen piezoelektrischen Vibrator 113, der dem piezoelektrischen Vibrator 12 gemäß dem Beispiel 1 ähnelt, auf einer unteren Endoberfläche 112a des Rohrkörpers 112. Außerdem ist bei diesem Beispiel die Abmessung L des Rohrkörpers 112 in der Längenrichtung gleich der Abmessung L gemäß dem Beispiel 1.
Die Breiten (Radialabmessungen) der Rohrkörper 101 und 112 gemäß dem ersten und dem zweiten Vergleichsbeispiel sind gleich der Breite W2 bei Beispiel 1. Die Dicke eines Endabschnitts, an dem eine Lichtdurchlasskörpereinheit vorgesehen ist, ist ebenso äquivalent zu derjenigen bei Beispiel 1.
Die 14 bis 16 zeigen die Simulationsergebnisse von Verschiebungen der Schwingvorrichtungen 10, 100 und 111 gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel, dem zweiten Vergleichsbeispiel und dem Beispiel 1 in dem ersten Modus. Die 17 bis 19 zeigen die Verschiebungen gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel, dem zweiten Vergleichsbeispiel und dem Beispiel 1 bei Vibrationen in dem zweiten Modus. Die 20 bis 22 zeigen die Verschiebungen gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel, dem zweiten Vergleichsbeispiel und Beispiel 1 bei Vibrationen in dem dritten Modus.
In jedem der schematischen Diagramme der 14 bis 22 zeigt die Skala einer Verschiebung rechts die Menge einer Verschiebung durch die Farbdichte in dem schematischen Diagramm an. Die 14 bis 22 zeigen außerdem den maximalen und den minimalen Wert der Menge an Verschiebung.

Die Tabelle 1 unten zeigt den maximalen Wert der Menge einer Verschiebung jeder der Schwingvorrichtungen, die in den 14 bis 22 dargestellt sind, und das Verhältnis des maximalen Werts A der Menge eines Schwingwegs der Schwingvorrichtung zu der maximalen Menge einer Verschiebung B des piezoelektrischen Vibrators. Tabelle 1

		Erster Modus	Zweiter Modus	Dritter Modus
Erstes Vergleichsbeispiel	Maximaler Wert A einer Menge einer Verschiebung (nm)	501,976	689,852	76,488
	Maximale Menge einer Verschiebung B des piezoelektrischen Vibrators (nm)	156	248	33
	A/B	3,2	2,7	2,07
Zweites Vergleichsbeispiel	Maximaler Wert A einer Menge einer Verschiebung (nm)	758,818	254,905	360,666
	Maximale Menge einer Verschiebung B des piezoelektrischen Vibrators (nm)	453	56	261
	A/B	1,67	4,48	1,38
Beispiel 1	Maximaler Wert A einer Menge einer Verschiebung (nm)	878,295	611,016	328,069
	Maximale Menge einer Verschiebung B des piezoelektrischen Vibrators (nm)	278	282	134
	A/B	3,15	2,16	2,44

Wie aus Tabelle 1 klar wird, beträgt, wenn eine Vibration in dem ersten Modus erzeugt wird, beispielsweise gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel der maximale Wert der Menge einer Verschiebung des Rohrkörpers 501,976 mm, die maximale Menge einer Verschiebung des piezoelektrischen Vibrators beträgt 156 nm und das Verhältnis des maximalen Werts der Menge einer Verschiebung zu der maximalen Menge einer Verschiebung des piezoelektrischen Vibrators beträgt 3,2. Gemäß Beispiel 1 beträgt, wenn eine Vibration in dem ersten Modus erzeugt wird, der maximale Wert der Menge einer Verschiebung des Rohrkörpers 878,295 nm, was sehr groß ist, und die maximale Menge einer Verschiebung des piezoelektrischen Vibrators beträgt 278 nm, was relativ klein ist. Das Verhältnis zwischen denselben beträgt 3,15.
Gemäß dem zweiten Vergleichsbeispiel beträgt der maximale Wert einer Verschiebung 758,818 nm, was etwas weniger als derjenigen von Beispiel 1 ist, aber groß ist. Die maximale Menge einer Verschiebung des piezoelektrischen Vibrators beträgt 453 nm, was sehr groß ist. Dies zeigt, dass der piezoelektrische Vibrator stark belastet wird.
Außerdem ist in dem zweiten Modus und dem dritten Modus gemäß Beispiel 1 der maximale Wert der Menge einer Verschiebung des Rohrkörpers größer oder gleich denjenigen gemäß dem ersten und zweiten Vergleichsbeispiel und die Menge einer Verschiebung des piezoelektrischen Vibrators ist klein. Insbesondere ist gemäß Beispiel 1 die Menge einer Verschiebung des piezoelektrischen Vibrators in jedem des ersten bis dritten Modus kleiner oder gleich ½ des maximalen Werts des Rohrkörpers. So ist die Last für den piezoelektrischen Vibrator klein.
Außerdem weist, wenn die Schwingvorrichtungen die gleiche Entfernung L aufweisen, wie oben beschrieben wurde, die Schwingvorrichtung 10 eine kleinere Abmessung in der Längenrichtung auf, da die Schwingvorrichtung 10 den gebogenen Abschnitt 13 aufweist. Schwingvorrichtungen sollen eine kleinere Höhe aufweisen und die Höhe derselben ist vorzugsweise so klein wie möglich. Wenn die oben beschriebenen Schwingvorrichtungen in dem gleichen Schwingungsmodus mit der gleichen Treiberfrequenz getrieben werden, erzeugt die Schwingvorrichtung mit dem gebogenen Abschnitt 13 eine Menge einer Vibration, die äquivalent zu denjenigen ist, die durch die Schwingvorrichtungen ohne gebogenen Abschnitt erzeugt werden, und ist kürzer als die Schwingvorrichtungen ohne gebogenen Abschnitt. So ist die Gesamthöhe der Schwingvorrichtung 10 kleiner als diejenige einer Schwingvorrichtung mit einer piezoelektrischen Langevin-Schwingungseinheit.
Bei dem ersten Vergleichsbeispiel muss die piezoelektrische Langevin-Schwingungseinheit 105 zwischen dem Rohrkörper 101 und dem Rohrträgerabschnitt 102 platziert sein. Deshalb sind drei Bauteile erforderlich. Im Gegensatz dazu können bei der Schwingvorrichtung 10 gemäß Beispiel 1 der Rohrkörper 11 und der gebogene Abschnitt 13 einstückig gebildet sein. So können die Anzahlen von Materialien und Bauteilen reduziert werden.
Gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel ist, da die piezoelektrische Langevin-Schwingungseinheit verwendet wird, die Anordnung herausgeführter Drähte für die Elektroden komplex und es besteht ein Risiko eines Kurzschließens. Ein derartiges Risiko kann durch Platzieren des piezoelektrischen Vibrators 113 auf der unteren Endoberfläche 112a des Rohrkörpers 112, wie bei dem zweiten Vergleichsbeispiel, sowie Vereinfachen der Anordnung herausgeführter Drähte für die Elektroden reduziert werden. Wenn jedoch der piezoelektrische Vibrator einfach auf der unteren Endoberfläche des Rohrkörpers platziert wird, ohne dass ein gebogener Abschnitt gebildet ist, wird die untere Endoberfläche des Rohrkörpers mit großer Amplitude in Schwingung versetzt. Deshalb kann das Risiko eines Auftretens von Rissen in dem piezoelektrischen Vibrator nicht reduziert werden. Gemäß der Schwingvorrichtung 10 kann die Last für den piezoelektrischen Vibrator 12 reduziert werden und die Anordnung der herausgeführten Drähte für die Elektroden kann vereinfacht werden.
Bezugszeichenliste

1: Kamera
2: Kamera-Wassertröpfchen-Entfernungsvorrichtung
3: Kamerahauptkörper
4: Hauptkörperbauteil
4a: Basisplatte
5: Bilderzeugungseinheit
6: Schaltung
7: Linsenmodul
9: Linse
10: Schwingvorrichtung
11: Rohrkörper
11a, 11b: erste und zweite Endoberfläche
11c: Seitenwandabschnitt
11c1: dicker Abschnitt
12, 12A, 12B: piezoelektrischer Vibrator
12a: Piezoelektrischer-Körper-Schicht
12A1, 12A2: Elektrode
12b, 12c: Elektrode
12D-12G: Elektrode
13: gebogener Abschnitt
14: Verbindungsabschnitt
17: Lichtdurchlasskörpereinheit
18: Trägerbauteil
31: Schwingvorrichtung
32: gebogener Abschnitt

Claims

Eine Schwingvorrichtung (10), die folgende Merkmale aufweist: einen Rohrkörper (11) mit einer ersten Endoberfläche (11a), einer zweiten Endoberfläche (11b), die der ersten Endoberfläche (11a) gegenüberliegt, und einem Seitenwandabschnitt (11c), der die erste (11a) und die zweite (11b) Endoberfläche verbindet, wobei die erste (11a) und die zweite (11b) Endoberfläche jeweils eine Öffnung aufweisen; einen piezoelektrischen Vibrator (12), der auf der ersten Endoberfläche (11a) des Rohrkörpers (11) vorgesehen ist; und eine Lichtdurchlasskörpereinheit (17), die direkt oder indirekt mit der zweiten Endoberfläche (11b) des Rohrkörpers (11) verbunden ist und die Öffnung in der zweiten Endoberfläche (11b) des Rohrkörpers (11) bedeckt, wobei ein Verbindungsabschnitt (14) mit der ersten Endoberfläche (11a) des Rohrkörpers (11) in einer Region innerhalb oder außerhalb der Öffnung in der ersten Endoberfläche (11a) verbunden ist und ein gebogener Rohrabschnitt (13) mit einer Oberfläche des Verbindungsabschnitts (14) verbunden ist, die in Richtung der zweiten Endoberfläche (11b) des Rohrkörpers (11) zeigt, wobei sich der gebogene Rohrabschnitt (13) in einer Richtung von der ersten Endoberfläche (11a) in Richtung der zweiten Endoberfläche (11b) des Rohrkörpers (11) erstreckt.
Die Schwingvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, bei der der Verbindungsabschnitt (14) mit einer Außenseite der ersten Endoberfläche (11a) des Rohrkörpers (11) verbunden ist und der gebogene Rohrabschnitt (13) einer Außenoberfläche des Seitenwandabschnitts (11c) zugewandt ist.
Die Schwingvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, bei der der Verbindungsabschnitt (14) mit einer Innenseite der ersten Endoberfläche (11a) des Rohrkörpers (11) verbunden ist und der gebogene Rohrabschnitt (13) einer Innenoberfläche des Seitenwandabschnitts (11c) zugewandt ist.
Die Schwingvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner ein Trägerbauteil (18) aufweist, das mit dem Seitenwandabschnitt (11c) des Rohrkörpers (11) verbunden ist.
Die Schwingvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Rohrkörper (11) zylindrisch ist.
Die Schwingvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der sich der piezoelektrische Vibrator (12) von der ersten Endoberfläche (11a) des Rohrkörpers (11) zu einer Oberfläche des Verbindungsabschnitts (14) erstreckt, die von der zweiten Endoberfläche (11b) weg zeigt.
Die Schwingvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der, wenn eine Richtung, die die erste Endoberfläche (11a) und die zweite Endoberfläche (11b) des Rohrkörpers (11) verbindet, definiert ist als eine Längenrichtung des Rohrkörpers (11), eine Summe einer Abmessung des gebogenen Rohrabschnitts (13) in der Längenrichtung und einer Abmessung des Verbindungsabschnitts (14) in der Längenrichtung kleiner oder gleich 1/2 einer Abmessung des Rohrkörpers (11) in der Längenrichtung ist.
Eine Kamera-Wassertröpfchen-Entfernungsvorrichtung (2) mit der Schwingvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Kamera-Wassertröpfchen-Entfernungsvorrichtung (2) für einen Kamerahauptkörper (3) mit einer Linse verwendet wird, und wobei die Lichtdurchlasskörpereinheit (17) die Linse (9) des Kamerahauptkörpers (3) ist, oder ein Abdeckbauteil mit einem Lichtdurchlassabschnitt, das vor der Linse (9) des Kamerahauptkörpers (3) angeordnet ist.
Eine Kamera (1), die folgende Merkmale aufweist: eine Kamera-Wassertröpfchen-Entfernungsvorrichtung (2) mit der Schwingvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7; und einen Kamerahauptkörper (3), wobei zumindest ein Abschnitt desselben in der Kamera-Wassertröpfchen-Entfernungsvorrichtung (2) beinhaltet ist.