(57)【要約】【課題】振動子に加わる応力の影響を抑制することができ、水滴などが付着するカバーを効率的に振動させることができる、振動装置を提供する。【解決手段】本発明の振動装置１は、開口部７ａを有する筒状体７と、筒状体７の開口部７ａを覆うように、筒状体７に直接的または間接的に連結されている透光体カバー３と、透光体カバー３を振動させる圧電素子４とを有し、開口端部２Ａを有する振動子２と、振動子２の開口端部２Ａを保持している弾性部材８と、弾性部材８に接続されているケース部材９とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する筒状体と、前記筒状体の前記開口部を覆うように、前記筒状体に直接的または間接的に連結されている透光体カバーと、前記透光体カバーを振動させる圧電素子と、を有し、開口端部を有する振動子と、
前記振動子の前記開口端部を保持している弾性部材と、
前記弾性部材に接続されているケース部材と、
を備える、振動装置。
【請求項２】
開口部を有する筒状体と、前記筒状体の前記開口部を覆うように、前記筒状体に直接的または間接的に連結されている透光体カバーと、前記透光体カバーを振動させる圧電素子と、を有し、開口端部を有する振動子と、
前記振動子の前記開口端部を保持している突起部が設けられているケース部材と、
を備える、振動装置。
【請求項３】
前記弾性部材の弾性率が前記筒状体の弾性率よりも大きい、請求項１に記載の振動装置。
【請求項４】
前記透光体カバーと前記筒状体との間に、前記圧電素子が設けられており、前記振動子の前記開口端部が前記筒状体の開口端部である、請求項１または３に記載の振動装置。
【請求項５】
前記弾性部材がシート状である、請求項１、３または４に記載の振動装置。
【請求項６】
前記弾性部材が、前記振動子に接続されている第１の接続部と、前記ケース部材に接続されている第２の接続部と、を有する板バネである、請求項１、３または４に記載の振動装置。
【請求項７】
前記振動子の前記開口端部に第１の溝部が設けられており、前記第１の溝部内に前記弾性部材の前記第１の接続部が接続されている、請求項６に記載の振動装置。
【請求項８】
前記振動子が開口端面と、前記開口端面に接続されている外側面及び内側面と、を有し、
前記開口端部が前記開口端面と、前記外側面及び前記内側面の前記開口端面付近の部分と、を含み、
前記弾性部材の前記第１の接続部が少なくとも前記開口端面に接続されている、請求項６に記載の振動装置。
【請求項９】
前記弾性部材の前記第１の接続部が前記外側面及び前記内側面のうち一方に接続されている、請求項８に記載の振動装置。
【請求項１０】
前記ケース部材が側壁部を有し、前記側壁部から内側に延びており、前記弾性部材に接続されており、前記弾性部材を介して前記振動子を保持している保持部を有し、
前記ケース部材の前記保持部が、前記振動子側に位置する第１の面と、前記第１の面に対向している第２の面と、前記第１の面及び前記第２の面を接続している側面と、を含む、請求項６〜９のいずれか１項に記載の振動装置。
【請求項１１】
前記ケース部材が第２の溝部を有し、前記第２の溝部内に前記弾性部材の前記第２の接続部が接続されている、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の振動装置。
【請求項１２】
前記弾性部材の前記第２の接続部が、前記ケース部材の前記保持部の前記側面及び前記第２の面に接続されている、請求項１０に記載の振動装置。
【請求項１３】
前記ケース部材の前記保持部の前記側面が段差部を有し、
前記弾性部材が、前記保持部の前記側面に接続されており、前記弾性部材の前記第２の接続部が前記段差部に当接しており、
前記弾性部材が、前記保持部の前記第１の面とギャップを隔てて対向している部分を有する、請求項１０に記載の振動装置。
【請求項１４】
前記弾性部材の前記第２の接続部が、前記保持部の前記第２の面に接続されており、
前記弾性部材が、前記保持部の前記第１の面とギャップを隔てて対向している部分及び前記側面とギャップを隔てて対向している部分を有する、請求項１０に記載の振動装置。
【請求項１５】
前記筒状体が延びる方向を軸方向としたときに、前記弾性部材が、前記軸方向に延びる軸を中心とする周回方向に沿い配置された複数のバネ部と、前記複数のバネ部を接続している枠状部と、を有する、請求項６〜１４のいずれか１項に記載の振動装置。
【請求項１６】
前記筒状体が延びる方向を軸方向としたときに、前記軸方向に延びる軸を中心とする周回方向に沿い配置された複数の前記弾性部材を備える、請求項６〜１４のいずれか１項に記載の振動装置。
【請求項１７】
前記筒状体が延びる方向を軸方向としたときに、前記軸方向に延びており、かつ前記振動子を支持している第１の支持体をさらに備え、
前記第１の支持体が、前記筒状体と前記透光体カバーとの間に接続されている第３の接続部と、前記ケース部材に接続されている第１の底部と、前記軸方向に延びており、前記第３の接続部及び前記第１の底部を連結している第１の連結部と、を有し、
前記軸方向に直交する方向に沿う厚みを肉厚としたときに、前記第１の支持体において、前記第１の底部の肉厚が、前記第１の連結部の肉厚よりも厚い、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の振動装置。
【請求項１８】
前記筒状体と前記透光体カバーとの間に前記圧電素子が設けられており、
前記第１の支持体の前記第３の接続部が、前記圧電素子に接続されており、
前記第１の支持体が金属からなる、請求項１７に記載の振動装置。
【請求項１９】
前記軸方向に延びており、かつ前記振動子を支持している第２の支持体をさらに備え、
前記透光体カバーが前記筒状体側に位置するフランジ部を有し、
前記第２の支持体が、前記透光体カバーの前記フランジ部に接続されている第４の接続部と、前記第１の支持体の前記第１の底部に直接的または間接的に接続されている第２の底部と、前記軸方向に延びており、前記第４の接続部及び前記第２の底部を連結している第２の連結部と、を有し、
前記第２の支持体において、前記第２の底部の肉厚が、前記第２の連結部の肉厚よりも厚い、請求項１７または１８に記載の振動装置。
【請求項２０】
前記第２の支持体の前記第２の底部が筒状であり、
前記第２の支持体が、前記軸方向に延びる軸を中心とする周回方向に沿い配置された複数の前記第４の接続部及び複数の前記第２の連結部を有する、請求項１９に記載の振動装置。
【請求項２１】
前記第２の支持体が、複数の前記第２の連結部を含み、かつ前記周回方向に沿い設けられている、少なくとも１つの外壁部を有する、請求項２０に記載の振動装置。
【請求項２２】
前記第２の支持体の前記外壁部が筒状の形状を有する、請求項２１に記載の振動装置。
【請求項２３】
前記第２の支持体が、前記周回方向に沿い配置された複数の前記外壁部を有する、請求項２１に記載の振動装置。
【請求項２４】
前記筒状体が金属からなる、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の振動装置。
【請求項２５】
前記筒状体がセラミックからなる、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の振動装置。
【請求項２６】
請求項１〜２５のいずれか１項に記載の振動装置と、
前記透光体カバーに検出領域が含まれるように配置されている光学検出素子と、
を備える、光学検出装置。
【請求項２７】
前記光学検出素子が撮像素子であり、前記検出領域が視野である、請求項２６に記載の光学検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的振動によって水滴などを除去することが可能な振動装置及び光学検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、監視装置として用いられるカメラなどのイメージングデバイスにおいては、その視野を常に明瞭にすることが求められている。特に、車載用途などの屋外で使用されるカメラにおいては、雨滴などの水滴を除去するための機構が種々提案されている。下記の特許文献１には、撮像素子の前方に配置される防滴カバーに、圧電素子が貼り付けられた液滴排除装置が開示されている。防滴カバーを振動させることにより、撮像素子の視野内の水滴を除去する。防滴カバーは支持枠に保持されている。防滴カバー及び支持枠により構成される内部空間内に、撮像素子が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１７０３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された液滴排除装置では、防滴カバーに圧電素子が直接的に貼り付けられている。そのため、防滴カバーにおける、撮像素子の視野外の部分までが振動することとなり、振動効率が大きく劣化するおそれがある。さらに、防滴カバーの上記視野外の部分が支持枠に保持されている。そのため、温度変化した際、あるいは、外力が加わった際に、振動子における防滴カバーや圧電素子に応力が加わり、振動が阻害されるおそれがある。よって、所望の性能を得ることが困難となる。
【０００５】
本発明の目的は、振動子に加わる応力の影響を抑制することができ、水滴などが付着するカバーを効率的に振動させることができる、振動装置及び光学検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る振動装置のある広い局面では、開口部を有する筒状体と、前記筒状体の前記開口部を覆うように、前記筒状体に直接的または間接的に連結されている透光体カバーと、前記透光体カバーを振動させる圧電素子とを有し、開口端部を有する振動子と、前記振動子の前記開口端部を保持している弾性部材と、前記弾性部材に接続されているケース部材とが備えられている。
【０００７】
本発明に係る振動装置の他の広い局面では、開口部を有する筒状体と、前記筒状体の前記開口部を覆うように、前記筒状体に直接的または間接的に連結されている透光体カバーと、前記透光体カバーを振動させる圧電素子とを有し、開口端部を有する振動子と、前記振動子の前記開口端部を保持している突起部が設けられているケース部材とが備えられている。
【０００８】
本発明に係る光学検出装置は、本発明に従い構成された振動装置と、前記透光体カバーに検出領域が含まれるように配置されている光学検出素子とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、振動子に加わる応力の影響を抑制することができ、水滴などが付着するカバーを効率的に振動させることができる、振動装置及び光学検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る振動装置の模式的正面断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る振動装置の分解斜視図である。
【図３】第１の比較例においての、１４０℃基準の−５５℃における熱応力分布を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態においての、１４０℃基準の−５５℃における熱応力分布を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の変形例に係る振動装置の模式的正面断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る振動装置の模式的正面断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る振動装置の分解斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施形態においての、１４０℃基準の−５５℃における熱応力分布を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る振動装置の模式的正面断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る振動装置の、ケース部材における側壁部を省略した分解斜視図である。
【図１１】図９の拡大図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態及び第２の比較例の振動装置における、常温を基準としたときの変位量の変化率を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態の第１の変形例に係る振動装置における弾性部材付近を示す模式的正面断面図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態の第２の変形例に係る振動装置における弾性部材付近を示す模式的正面断面図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態の第３の変形例に係る振動装置における弾性部材付近を示す模式的正面断面図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態の第４の変形例に係る振動装置における弾性部材付近を示す模式的正面断面図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態に係る振動装置の模式的正面断面図である。
【図１８】図１７の拡大図である。
【図１９】本発明の第５の実施形態に係る振動装置における弾性部材付近を示す模式的正面断面図である。
【図２０】本発明の第５の実施形態の変形例に係る振動装置における弾性部材付近を示す模式的正面断面図である。
【図２１】本発明の第６の実施形態に係る振動装置における弾性部材の平面図である。
【図２２】本発明の第７の実施形態に係る振動装置の模式的正面断面図である。
【図２３】図２２の拡大図である。
【図２４】本発明の第７の実施形態の変形例に係る振動装置における弾性部材付近を示す模式的正面断面図である。
【図２５】本発明の第８の実施形態に係る振動装置の拡大模式的正面断面図である。
【図２６】本発明の第８の実施形態の第１の変形例に係る振動装置における第２の支持体付近を示す模式的正面断面図である。
【図２７】本発明の第８の実施形態の第２の変形例に係る振動装置における第２の支持体付近を示す模式的正面断面図である。
【図２８】本発明の第８の実施形態の第３の変形例に係る振動装置における、第１の支持体、第２の支持体及び透光体カバーを示す分解斜視図である。
【図２９】本発明の第８の実施形態の第４の変形例に係る振動装置における、第１の支持体、第２の支持体及び透光体カバーを示す分解斜視図である。
【図３０】本発明の第８の実施形態の第５の変形例に係る振動装置における、第１の支持体、第２の支持体及び透光体カバーを示す分解斜視図である。
【図３１】本発明の第８の実施形態の第６の変形例に係る振動装置における、第１の支持体、第２の支持体及び透光体カバーを示す分解斜視図である。
【図３２】本発明の第９の実施形態に係る振動装置の弾性部材及びケース部材を示す模式的断面図である。
【図３３】本発明の第９の実施形態に係る振動装置を示す分解斜視図である。
【図３４】本発明の第１０の実施形態に係るイメージングデバイスの模式的正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１２】
なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
【００１３】
図１は、第１の実施形態に係る振動装置の模式的正面断面図である。図２は、第１の実施形態に係る振動装置の分解斜視図である。
【００１４】
図１及び図２に示す振動装置１は、振動により水滴や異物を移動させ、または水滴などを霧化させることにより、撮像素子の視野内から水滴や異物を除去する振動装置である。振動装置１は振動子２を有する。振動子２は、透光体カバー３と、圧電素子４と、筒状体７と、ケース部材９とを有する。ここで、筒状体７が延びる方向を軸方向Ｚとしたときに、振動装置１の振動子２は、軸方向Ｚにおいて透光体カバー３よりも筒状体７側に位置する開口端部２Ａを有する。振動装置１は、振動子２の開口端部２Ａとケース部材９との間に設けられている、弾性部材８を有する。
【００１５】
透光体カバー３、圧電素子４、筒状体７、弾性部材８及びケース部材９により内部空間が構成されている。この内部空間内に、撮像素子などの光学検出素子が配置される。なお、本明細書において、内部空間は密閉された空間には限られず、一部が外部に開いた空間も内部空間とする。
【００１６】
以下において、振動装置１の構成の詳細を説明する。
【００１７】
透光体カバー３はドーム状の形状を有する。透光体カバー３の平面視における形状は円形である。透光体カバー３は底面３ｃを有する。底面３ｃは、振動子２における筒状体７側に位置する。透光体カバー３は、底面３ｃ近傍に設けられたフランジ部３ａを有する。フランジ部３ａは対向し合う第１の面３ｂ及び第２の面を有する。本実施形態においては、フランジ部３ａの第２の面は底面３ｃに含まれる。なお、透光体カバー３の形状は上記に限定されず、例えば、平板状であってもよい。透光体カバー３の平面視における形状は、例えば、多角形であってもよい。透光体カバー３はフランジ部３ａを有していなくともよい。本明細書において、平面視とは、軸方向Ｚ上方から見る方向をいう。軸方向Ｚ上方は、図１における上方に相当する。
【００１８】
透光体カバー３の材料としては、例えば、透光性のプラスチック、石英やホウ桂酸などのガラスまたは透光性のセラミックなどを用いることができる。本明細書における透光性とは、少なくとも上記撮像素子などの光学検出素子が検出する波長のエネルギー線や光が透過する透光性をいう。
【００１９】
図１に示すように、透光体カバー３の底面３ｃに圧電素子４が貼り付けられている。圧電素子４は、円環状の圧電体５を有する。圧電体５の材料としては、例えば、ＰＺＴや（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３などの適宜の圧電セラミックスまたはＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３などの適宜の圧電単結晶などを用いることができる。圧電体５の形状は上記に限定されない。
【００２０】
圧電素子４は、圧電体５の一方主面上に設けられている第１の電極６ａ及び他方主面上に設けられている第２の電極６ｂを有する。第１の電極６ａ及び第２の電極６ｂは円環状であり、互いに対向するように設けられている。第１の電極６ａ及び第２の電極６ｂは適宜の金属からなる。第１の電極６ａ及び第２の電極６ｂは、例えばＮｉ電極であってもよく、あるいは、スパッタリング法などにより形成される、ＡｇやＡｕなどの金属薄膜からなる電極でもよい。
【００２１】
なお、本実施形態では円環状の１つの圧電素子４が設けられているが、これに限定されない。例えば、複数の矩形板状の圧電素子が、透光体カバー３の外周縁に沿って設けられていてもよい。
【００２２】
圧電素子４は、第１の電極６ａ側において透光体カバー３に貼り付けられている。一方で、圧電素子４の第２の電極６ｂ側には、上記筒状体７が貼り付けられている。筒状体７は開口部７ａを有する。本実施形態では、透光体カバー３は、筒状体７の開口部７ａを覆うように、圧電素子４を介して間接的に筒状体７に連結されている。なお、筒状体７は円筒状である。もっとも、筒状体７の形状は円筒状には限定されず、例えば、角筒状などであってもよい。
【００２３】
筒状体７は、対向し合う第１の開口端面７ｂ及び第２の開口端面７ｃを有する。第１の開口端面７ｂ及び第２の開口端面７ｃのうち第１の開口端面７ｂが透光体カバー３側に位置する。第１の開口端面７ｂに上記圧電素子４が貼り付けられている。
【００２４】
筒状体７が延びる方向である、第１の開口端面７ｂ及び第２の開口端面７ｃを結ぶ方向が上記軸方向Ｚである。軸方向Ｚに直交する方向を径方向Ｘとする。なお、本明細書においては、方向Ｘを軸方向Ｚに直交する方向Ｘとして記載することがある。筒状体７は、径方向Ｘ外側に位置する外側面７ｄと、径方向Ｘ内側に位置する内側面７ｅとを有する。
【００２５】
ここで、振動子２は、透光体カバー３により封止されていない開口端面と、開口端面に接続されている外側面及び内側面を有する。本実施形態においては、振動子２の開口端面は筒状体７の第２の開口端面７ｃである。筒状体７の外側面７ｄは振動子２の外側面の一部を構成している。筒状体７の内側面７ｅは振動子２の内側面の一部を構成している。振動装置１においては、振動子２の上記開口端部２Ａは筒状体７の第２の開口端面７ｃを含み、かつ外側面７ｄ及び内側面７ｅの第２の開口端面７ｃ付近の部分を含む。
【００２６】
筒状体７は適宜の金属からなる。なお、筒状体７の材料は上記に限定されず、適宜のセラミックなどであってもよい。本実施形態のように、筒状体７が金属からなる場合には、筒状体７を圧電素子４の第２の電極として用いてもよい。この場合には、図１に示す、圧電素子４の第２の電極６ｂは設けられていなくともよい。
【００２７】
図１及び図２に示すように、振動装置１はケース部材９を有する。ケース部材９は、底板部９ｃ及び底板部９ｃ上に設けられている側壁部９ｄを有する。ケース部材９は、平面視において略円形の形状を有する。なお、ケース部材９の形状は上記に限定されず、平面視において、例えば、略矩形などの形状を有していてもよい。本実施形態では、ケース部材９は適宜の樹脂からなる。
【００２８】
ケース部材９の底板部９ｃ上に、上記弾性部材８が設けられている。振動装置１の弾性部材８は、円環状であり、かつシート状の形状を有する弾性シートである。もっとも、弾性シートの形状は円環状には限定されない。弾性シートは、例えばゴムなどからなる。
【００２９】
弾性部材８は、振動子２の開口端部２Ａとケース部材９の底板部９ｃとの間に設けられている。より具体的には弾性部材８は、筒状体７の第２の開口端面７ｃとケース部材９の底板部９ｃとの間に設けられている。このように、弾性部材８は振動子２を保持している。平面視において、弾性部材８の全体が筒状体７に重なっている。もっとも、弾性部材８の配置は上記に限定されない。弾性部材８は弾性シートには限定されない。弾性部材８の弾性率は、筒状体７の弾性率よりも大きいことが好ましい。
【００３０】
本実施形態の特徴は、振動子２が弾性部材８により保持されていることにある。それによって、振動子２に加わる応力の影響を抑制することができ、水滴などが付着する透光体カバー３を効率的に振動させることができる。これを、本実施形態と第１の比較例とを比較することにより、以下において説明する。
【００３１】
弾性部材を有しない点において第１の実施形態と異なる第１の比較例の振動装置と、第１の実施形態の構成を有する振動装置とを用意した。なお、本比較における振動装置のケース部材には、中央部に開口部を有するケース部材を用いた。
【００３２】
図３は、第１の比較例においての、１４０℃基準の−５５℃における熱応力分布を示す図である。図４は、第１の実施形態においての、１４０℃基準の−５５℃における熱応力分布を示す図である。なお、図３及び図４は、図１に示す断面の半分に相当する部分を示す。図３及び図４以外の応力分布図も、振動装置の軸方向に沿う断面の半分に相当する部分を示すことがある。図３及び図４において、＋値は引張応力を示しており、−値は圧縮応力を示している。
【００３３】
図３に示すように、第１の比較例においては、ケース部材９が冷却された際に収縮することにより、ケース部材９から振動子２の筒状体７に大きな圧縮応力が加わっていることがわかる。このように、振動子２に大きな応力が加わると、振動子２の振動が阻害される。そのため、水滴などが付着する透光体カバー３の振動の効率も低くなる。
【００３４】
これに対して、図４に示すように、第１の実施形態においては、ケース部材９が収縮しているが、弾性部材８により、ケース部材９から振動子２に加わる応力が緩和されていることがわかる。それによって、振動子２に加わる応力の影響を抑制することができ、水滴などが付着する透光体カバー３を効率的に振動させることができる。
【００３５】
加えて、弾性部材８が設けられていることにより、振動子２から外部への振動の漏洩を低減することもできる。このように、振動子２の各部分の寸法を厳密に最適化すること以外の構成によっても、振動の漏洩を低減することができる。よって、振動子２の各部分の寸法の管理幅を広げることができ、設計の自由度を高めることができる。
【００３６】
図５は、第１の実施形態の変形例に係る振動装置の模式的正面断面図である。
【００３７】
本変形例の透光体カバー１３はフランジ部を有しない。透光体カバー１３は、筒状体７の第１の開口端面７ｂに直接的に連結されている。圧電素子４は、筒状体７の第２の開口端面７ｃ上に設けられている。振動子１２の開口端部１２Ａには圧電素子４が位置する。弾性部材８は、圧電素子４とケース部材９の底板部９ｃとの間に設けられている。平面視において、弾性部材８は、振動子１２の外側に位置する部分を有する。本変形例の場合においても、第１の実施形態と同様に、振動子１２に加わる応力の影響を抑制することができ、水滴などが付着する透光体カバー１３を効率的に振動させることができる。
【００３８】
図６は、第２の実施形態に係る振動装置の模式的正面断面図である。図７は、第２の実施形態に係る振動装置の分解斜視図である。
【００３９】
図６及び図７に示すように、本実施形態の振動装置２１は、弾性部材を有さず、ケース部材２９に突起部２８が設けられており、突起部２８が振動子２を保持している点において、第１の実施形態と異なる。上記以外の点においては、本実施形態の振動装置２１は第１の実施形態の振動装置１と同様の構成を有する。
【００４０】
突起部２８は、ケース部材２９の底板部９ｃ上に設けられている。本実施形態においては、円環状の１つの突起部２８が設けられている。なお、複数の突起部が周回方向に沿い設けられていてもよい。本明細書において、周回方向とは、上記軸方向Ｚに延びる軸を中心とする周回方向である。また、軸方向Ｚに直交する方向Ｘに沿う厚みを肉厚としたときに、突起部２８の肉厚は、振動子２の開口端部２Ａの肉厚の１／２以下であることが望ましい。それによって、振動子２をより効率的に振動させることができる。
【００４１】
図６に示すように、突起部２８の軸方向Ｚに沿う断面は、矩形の形状を有する。なお、突起部２８は、例えば、振動子２側が凸状である台形、三角形または略半円形などの断面形状を有していてもよい。
【００４２】
突起部２８は、底板部９ｃと一体として設けられており、例えば樹脂などからなる。なお、突起部２８は底板部９ｃとは別体として設けられていてもよい。この場合には、突起部２８にはケース部材２９とは異なる材料が用いられていてもよく、例えば、突起部２８が金属などからなっていてもよい。
【００４３】
本実施形態においては、振動子２が突起部２８により保持されている。それによって、振動子２に加わる応力の影響を抑制することができ、水滴などが付着する透光体カバー３を効率的に振動させることができる。
【００４４】
図８は、第２の実施形態においての、１４０℃基準の−５５℃における熱応力分布を示す図である。なお、熱応力分布を求めた振動装置のケース部材には、中央部に開口部を有するケース部材を用いた。
【００４５】
図８に示すように、第２の実施形態においては、ケース部材２９が収縮しているが、突起部２８により、ケース部材２９から振動子２に加わる応力が緩和されていることがわかる。それによって、振動子２に加わる応力の影響を抑制することができ、水滴などが付着する透光体カバー３を効率的に振動させることができる。
【００４６】
図９は、第３の実施形態に係る振動装置の模式的正面断面図である。図１０は、第３の実施形態に係る振動装置の、ケース部材における側壁部を省略した分解斜視図である。図１１は、図９の拡大図である。
【００４７】
図９に示すように、本実施形態は、弾性部材３８が板バネである点及びケース部材３９の形状が第１の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の振動装置３１は第１の実施形態の振動装置１と同様の構成を有する。
【００４８】
より具体的には、図１０に示すように、ケース部材３９は、平面視において略矩形の形状を有する。ケース部材３９の底板部３９ｃには開口部３９ａが設けられている。底板部３９ｃは、開口部３９ａにおいて底板部３９ｃの両主面を接続している、側面３９ｅを有する。
【００４９】
本実施形態においては、周回方向に沿い設けられている複数の弾性部材３８が振動子２を保持している。もっとも、平面視において円環状である板バネからなる、１つの弾性部材が配置されていてもよい。
【００５０】
図１１に示すように、弾性部材３８は、振動子２の開口端部２Ａに接続されている第１の接続部３６と、ケース部材３９に接続されている第２の接続部３７とを有する。本実施形態においては、第１の接続部３６の軸方向Ｚに沿う断面は、略Ｌ字状の形状を有する。第１の接続部３６は、振動子２における筒状体７の第２の開口端面７ｃ及び外側面７ｄに接続されている。弾性部材３８の第１の接続部３６と、筒状体７とが嵌合することにより、第１の接続部３６と筒状体７とが接続されている。なお、第１の接続部３６と筒状体７との接続の方法は上記に限定されず、例えば、導電接着剤、はんだや溶接などにより接続されていてもよい。
【００５１】
第２の接続部３７は、ケース部材３９の底板部９ｃに平行に延びている。より具体的には、第２の接続部３７は、軸方向Ｚに直交する方向Ｘにおける外側から内側に向かい延びている。第２の接続部３７は底板部９ｃに接続されている。第２の接続部３７とケース部材３９との接続の方法は特に限定されないが、例えば、接着剤やねじ留めなどにより接続されていてもよい。第２の接続部３７がねじ留めされる場合には、第２の接続部３７は、ねじ留め用の貫通孔を有していてもよい。
【００５２】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、振動子２に加わる応力の影響を抑制することができ、水滴などが付着する透光体カバー３を効率的に振動させることができる。これを、本実施形態と第２の比較例とを比較することにより、以下において説明する。
【００５３】
弾性部材を有しない点において第３の実施形態と異なる第２の比較例の振動装置と、第３の実施形態の構成を有する振動装置とを用意した。上記各振動装置において、温度を変化させて変位量をそれぞれ求めた。常温としての２０℃を基準として、変位量の変化率を算出した。
【００５４】
図１２は、第３の実施形態及び第２の比較例の振動装置における、常温を基準としたときの変位量の変化率を示す図である。図１２において、実線は第３の実施形態の結果を示し、破線は第２の比較例の結果を示す。
【００５５】
図１２に示すように、第２の比較例においては、温度が常温としての２０℃よりも低い場合においては、変位量の変化率が−３０％〜−４０％程にもなっており、変位量が小さくなっていることがわかる。これは、ケース部材から振動子に応力が加わることにより、振動が阻害されていることによる。
【００５６】
これに対して、第３の実施形態においては、温度によらず変位量の変化率の絶対値は１０％未満となっており、振動が安定していることがわかる。このように、第３の実施形態では、温度による振動子２に加わる応力の影響を抑制することができ、水滴などが付着する透光体カバー３を効率的に振動させることができる。
【００５７】
加えて、第３の実施形態のように、弾性部材３８が板バネである場合には、弾性定数を容易に調整することができ、バネ性能を容易に調整することができる。よって、温度変化が生じた際や外力が加わった際の応力に対応した設計が容易であり、設計の自由度を高めることができる。
【００５８】
第３の実施形態のように、複数の弾性部材３８により、振動子２を部分的に保持することが好ましい。それによって、振動子２に加わる応力をより一層低減することができ、振動がより一層阻害され難い。
【００５９】
第３の実施形態においては４つの弾性部材３８が、周回方向において９０°毎に設けられており、４回回転対称となるように配置されている。このように、回転対称性を有するように複数の弾性部材３８を配置することにより、振動子２の保持において偏りが生じ難く、振動子２を好適に保持することができる。また、物理的な保持安定性の他、振動装置３１の振動モードの安定性が得られる。なお、弾性部材３８の個数は上記に限定されず、例えば、３つの弾性部材３８が周回方向において１２０°毎に設けられ、３回回転対称となるように配置されていてもよい。もっとも、複数の弾性部材３８は、必ずしも回転対称性を有するように配置されていなくともよい。
【００６０】
以下において、第３の実施形態の第１〜第４の変形例を示す。第１〜第４の変形例においても、第３の実施形態と同様に、振動子２に加わる応力の影響を抑制することができ、水滴などが付着する透光体カバー３を効率的に振動させることができる。
【００６１】
図１３に示す第１の変形例においては、弾性部材３８Ａの第２の接続部３７Ａが軸方向Ｚに直交する方向Ｘにおける内側から外側に延びている。
【００６２】
図１４に示す第２の変形例においては、振動子の筒状体４７の第２の開口端面４７ｃに第１の溝部４７ｆが設けられている。第１の溝部４７ｆは円環状に設けられている。他方、弾性部材３８Ｂの第１の接続部３６Ｂの軸方向Ｚに沿う断面は、略Ｕ字状の形状を有する。筒状体４７の第１の溝部４７ｆと、弾性部材３８Ｂの第１の接続部３６Ｂとが嵌合しており、第１の接続部３６Ｂが第１の溝部４７ｆ内に接続されている。なお、筒状体の第２の開口端面４７ｃには、周回方向に沿い、複数の第１の溝部が設けられていてもよい。各第１の溝部内に各弾性部材３８Ｂの第１の接続部３６Ｂが接続されていてもよい。
【００６３】
図１５に示す第３の変形例の振動装置は、弾性部材３８Ｃの第２の接続部３７Ｃ以外においては、第２の変形例の振動装置と同様に構成されている。弾性部材３８Ｃの第２の接続部３７Ｃは、ケース部材３９の底板部３９ｃの振動子側の主面から側面３９ｅに至っている。第２の接続部３７Ｃは、上記主面及び側面３９ｅに接続されている。
【００６４】
図１６に示す第４の変形例においては、弾性部材３８Ｄの第１の接続部３６Ｄは、振動子の筒状体７の第２の開口端面７ｃに接続されている。弾性部材３８Ｄの第２の接続部３７Ｄは、ケース部材４９の底板部４９ｃの振動子側の主面に平行に、かつ軸方向Ｚに直交する方向Ｘにおける内側から外側に延びている部分を有する。第２の接続部３７Ｄの上記方向Ｘに延びる部分は、底板部４９ｃの振動子側の主面に接続されている。
【００６５】
第２の接続部３７Ｄは、軸方向Ｚに沿う断面が略Ｕ字状の形状の部分を有する。略Ｕ字状の断面形状の部分は、上記方向Ｘに延びる部分の、方向Ｘにおける外側の端部に接続されている。他方、ケース部材４９の底板部４９ｃの振動子側の主面に第２の溝部４９ｆが設けられている。第２の溝部４９ｆは円環状に設けられている。ケース部材４９の第２の溝部４９ｆと、弾性部材３８Ｄの第２の接続部３７Ｄとが嵌合しており、第２の接続部３７Ｄが第２の溝部４９ｆ内に接続されている。
【００６６】
本変形例では、第２の溝部４９ｆは、側壁部９ｄに接するように設けられている。ケース部材４９は、第２の溝部４９ｆと側壁部９ｄとの間において段差部を有しない。弾性部材３８Ｄの上記Ｕ字状の断面形状の部分は、第２の溝部４９ｆ内から側壁部９ｄに至っており、側壁部９ｄにも接続されている。なお、第２の溝部４９ｆの位置は上記に限定されない。あるいは、ケース部材４９の底板部４９ｃには、周回方向に沿い、複数の第２の溝部が設けられていてもよい。各第２の溝部内に各弾性部材３８Ｄの第２の接続部３７Ｄが接続されていてもよい。
【００６７】
図１７は、第４の実施形態に係る振動装置の模式的正面断面図である。図１８は、図１７の拡大図である。
【００６８】
図１７に示すように、本実施形態は、ケース部材５９の構成及び弾性部材５８としての板バネの構成が第３の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の振動装置は第３の実施形態の振動装置３１と同様の構成を有する。
【００６９】
より具体的には、図１８に示すように、ケース部材５９は、側壁部９ｄから方向Ｘにおける内側に延びており、弾性部材５８に接続されており、弾性部材５８を介して振動子２を保持している保持部５９ｇを有する。保持部５９ｇは、振動子２側に位置する第１の面５９ｈと、第１の面５９ｈに対向している第２の面５９ｉと、第１の面５９ｈ及び第２の面５９ｉを接続している側面５９ｅとを含む。なお、図１７に示すように、本実施形態においては、ケース部材５９の底板部９ｃは開口部を有しない。
【００７０】
図１８に戻り、弾性部材５８の第１の接続部５６は、振動子２の筒状体７の内側面７ｅ及び第２の開口端面７ｃに接続されている。第２の接続部５７は、ケース部材５９の保持部５９ｇの側面５９ｅ及び第２の面５９ｉに接続されている。
【００７１】
本実施形態においても、第３の実施形態と同様に、振動子２に加わる応力の影響を抑制することができ、水滴などが付着する透光体カバー３を効率的に振動させることができる。
【００７２】
図１９は、第５の実施形態に係る振動装置における弾性部材付近を示す模式的正面断面図である。
【００７３】
本実施形態は、ケース部材６９の保持部６９ｇの側面５９ｅが段差部６９ｊを有する点及び弾性部材６８の構成が第４の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の振動装置は第４の実施形態と同様の構成を有する。
【００７４】
より具体的には、弾性部材６８の第１の接続部３６は、振動子２の外側面７ｄ及び第２の開口端面７ｃに接続されている。第２の接続部６７はケース部材６９の保持部６９ｇの側面５９ｅに接続されており、第２の接続部６７の端部が段差部６９ｊに当接している。これにより、弾性部材６８及び振動子２を保持部６９ｇによってより確実に保持することができる。
【００７５】
加えて、第２の接続部６７の端部が段差部６９ｊに当接していることによって、第１の対向部６５ａが第１の面５９ｈに接触しない。それによって、弾性部材６８の弾性定数を大きくすることができる。従って、大型化を招かずして、振動子２に加わる応力の影響をより一層抑制することができ、水滴などが付着する透光体カバー３をより一層効率的に振動させることができる。
【００７６】
図２０は、第５の実施形態の変形例に係る振動装置における弾性部材付近を示す模式的正面断面図である。
【００７７】
本変形例のケース部材５９は、第４の実施形態と同様に構成されている。弾性部材６８Ａは、第５の実施形態と同様の第１の接続部３６及び第１の対向部６５ａを有する。他方、弾性部材６８Ａは、ケース部材５９の保持部５９ｇの側面５９ｅとギャップを隔てて対向している部分である、第２の対向部６５ｂを有する。弾性部材６８Ａの第２の接続部６７Ａは保持部５９ｇの第２の面５９ｉに接続されている。第１の対向部６５ａ及び第２の対向部６５ｂを有することにより、大型化を招かずして、弾性部材６８Ａの弾性定数を効果的に大きくすることができる。従って、大型化を招かずして、振動子２に加わる応力の影響をより一層効果的に抑制することができ、水滴などが付着する透光体カバー３をより一層効率的に振動させることができる。
【００７８】
図２１は、第６の実施形態に係る振動装置における弾性部材の平面図である。
【００７９】
本実施形態は、弾性部材７８の構成が第３の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の振動装置は第３の実施形態の振動装置３１と同様の構成を有する。
【００８０】
より具体的には、弾性部材７８は、周回方向に沿い配置された複数のバネ部７８ａと、複数のバネ部７８ａを接続している枠状部７８ｂとを有する。各バネ部７８ａには、振動子２に接続されている第１の接続部３６が含まれている。
【００８１】
弾性部材７８は、周回方向に沿い配置されており、互いに枠状部７８ｂにより接続されており、かつケース部材３９に接続されている複数の第２の接続部５７を有する。第２の接続部５７は貫通孔５７ａを有する。貫通孔５７ａにおいて、ねじや突起などによりケース部材３９に接続及び固定されている。もっとも、第２の接続部５７が接着剤などによりケース部材３９に接続されている場合には、第２の接続部５７は貫通孔５７ａを有していなくともよい。枠状部７８ｂは円環状である。なお、枠状部７８ｂの形状は上記に限定されない。
【００８２】
本実施形態においては、４つのバネ部７８ａが、周回方向において４回回転対称となるように配置されている。同様に、４つの第２の接続部５７が周回方向において４回回転対称となるように配置されている。複数の第２の接続部５７と複数のバネ部７８ａとは、平面視において重ならないように配置されている。より具体的には、周回方向において、バネ部７８ａと第２の接続部５７とが交互に４５°毎に配置されている。これにより、弾性部材７８全体として４回回転対称となっている。このように、回転対称性を有するように複数のバネ部７８ａ及び第２の接続部５７を配置することにより、振動子２の保持において偏りが生じ難く、振動子２を好適に保持することができる。
【００８３】
なお、複数のバネ部７８ａ及び第２の接続部５７の個数は上記に限定されない。例えば、３つのバネ部７８ａ及び３つの第２の接続部５７がそれぞれ３回回転対称となるように配置されていてもよい。複数のバネ部７８ａ及び複数の第２の接続部５７の位置関係は上記に限定されず、必ずしも弾性部材７８全体として回転対称性を有するように配置されていなくともよい。複数のバネ部７８ａ及び複数の第２の接続部５７は、それぞれ、必ずしも回転対称性を有するように配置されていなくともよい。
【００８４】
本実施形態では、平面視において、複数のバネ部７８ａと複数の第２の接続部５７とが重なっていない。なお、平面視において、複数のバネ部７８ａと複数の第２の接続部５７とが重なっていてもよい。
【００８５】
図２２は、第７の実施形態に係る振動装置の模式的正面断面図である。図２３は、図２２の拡大図である。
【００８６】
図２２に示すように、本実施形態は、軸方向Ｚに延びており、かつ振動子２を支持している第１の支持体８３が設けられている点において第３の実施形態と異なる。本実施形態は、第３の実施形態の第４の変形例と同様の弾性部材３８Ｄ及びケース部材４９を有する点においても、第３の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の振動装置は第３の実施形態の振動装置と同様の構成を有する。
【００８７】
図２３に示すように、第１の支持体８３は、圧電素子４と透光体カバー３との間に接続されている第３の接続部８３ａと、ケース部材４９に固定されている第１の底部８３ｃとを有する。第１の支持体８３は、軸方向Ｚに延びており、第３の接続部８３ａ及び第１の底部８３ｃを連結している第１の連結部８３ｂを有する。第３の接続部８３ａは円環状である。第１の連結部８３ｂ及び第１の底部８３ｃは、軸方向Ｚに延びる円筒状の形状を有する。なお、第１の支持体８３のそれぞれの部分の形状は上記に限定されない。第１の連結部８３ｂは、例えば、円環状以外の枠状の形状を有していてもよい。第１の連結部８３ｂ及び第１の底部８３ｃは、例えば、角筒状などの形状を有していてもよい。
【００８８】
第１の支持体８３の軸方向Ｚに沿う断面は、略Ｌ字形の形状を有する。より具体的には、軸方向Ｚに直交する方向Ｘに沿う厚みを肉厚としたときに、第１の支持体８３においては、第１の底部８３ｃの肉厚が第１の連結部８３ｂの肉厚よりも厚い。それによって、第１の連結部８３ｂは第１の底部８３ｃよりも変形し易く、バネ性が高い。なお、第１の支持体８３の第１の底部８３ｃの肉厚は、第１の連結部８３ｂ側から径方向Ｘ外側に向かい厚くなっている。
【００８９】
第１の支持体８３の第１の底部８３ｃとケース部材３９とは直接的に接続されている。上記接続の方法は特に限定されないが、例えば、接着剤やねじ留めなどにより接続されていてもよい。
【００９０】
本実施形態では、第１の支持体８３は適宜の金属からなる。第１の支持体８３が金属からなる場合には、第１の支持体８３を圧電素子４の第１の電極として用いてもよい。この場合には、図２２に示す、圧電素子４の第１の電極６ａは設けられていなくともよい。本実施形態においては、圧電素子４と外部との電気的接続の引き回しを容易に行うことができる。よって、生産性を高めることができる。筒状体７も金属からなる場合には、圧電素子４と外部との電気的接続の引き回しをより一層容易に行うことができ、より一層生産性を高めることができる。
【００９１】
なお、第１の支持体８３の材料は上記に限定されず、適宜のセラミックなどであってもよい。第１の支持体８３は一体として形成されていてもよく、あるいは、それぞれの部分が別体として形成されていてもよい。この場合には、第１の支持体のそれぞれの部分を、溶接などの手段を用いて接合してもよい。例えば、第１の底部８３ｃの材料の剛性が第１の連結部８３ｂの材料の剛性よりも高い構成であってもよい。
【００９２】
上述したように、第１の支持体８３の第３の接続部８３ａは、圧電素子４と透光体カバー３との間に接続されている。なお、圧電素子４が振動子２の開口端部２Ａに位置し、かつ筒状体７と透光体カバー３との間に第３の接続部８３ａが接続されていてもよい。
【００９３】
第１の支持体８３においては、第１の連結部８３ｂのバネ性により振動を吸収することができる。なお、第１の連結部８３ｂによる振動の吸収とは、振動子２側から第３の接続部８３ａを経て伝搬した振動を第１の連結部８３ｂにおける振動に変換することをいう。これにより、振動を第１の底部８３ｃまで漏洩し難くすることができる。よって、ケース部材３９側への振動の漏洩及びダンピングを抑制することができ、かつ振動子２をより確実に支持することができる。
【００９４】
振動子２は、弾性部材３８Ｄにより保持されていることに加えて、第１の支持体８３により支持されている。よって、振動子２に加わる応力の影響をより一層抑制することができ、水滴などが付着する透光体カバー３をより一層効率的に振動させることができる。さらに、振動衝撃に対する耐久性を高めることができ、信頼性を高めることができる。
【００９５】
本実施形態においても、振動子２、弾性部材３８Ｄ及びケース部材４９により構成された内部空間内に、撮像素子などの光学検出素子が配置される。加えて、振動子２の圧電素子４及び弾性部材３８Ｄは、第１の支持体８３、振動子２の透光体カバー３及びケース部材４９により覆われている。それによって、防水性能を高めることができる。
【００９６】
第１の支持体８３の第１の底部８３ｃとケース部材４９とは、接着剤やねじ留めなどにより直接的に接続されているが、これに限られず、第１の底部８３ｃとケース部材４９とは間接的に接続されていてもよい。図２４に示す第７の実施形態の変形例においては、ケース部材４９の側壁部９ｄ上に、ケース部材４９と共に第１の底部８３ｃを把持するように、固定部材８５Ａが設けられている。固定部材８５Ａの軸方向Ｚに沿う断面は、略Ｌ字状の形状を有する。固定部材８５Ａは、例えば、ねじ留めなどにより側壁部９ｄ上に固定することができる。このように、第１の支持体８３の第１の底部８３ｃは、固定部材８５Ａなどを用いて間接的にケース部材４９に接続されていてもよい。
【００９７】
図２５は、第８の実施形態に係る振動装置の拡大模式的正面断面図である。
【００９８】
本実施形態は、軸方向Ｚに延びており、かつ振動子２を支持している第２の支持体８４が設けられている点並びに第１の支持体８３及び第２の支持体８４を固定するための固定部材８５Ｂが設けられている点において、第７の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の振動装置は第７の実施形態の振動装置と同様の構成を有する。
【００９９】
第２の支持体８４は第１の支持体８３と同様の形状を有する。より具体的には、第２の支持体８４は、透光体カバー３のフランジ部３ａにおける第１の面３ｂに接続されている第４の接続部８４ａと、第１の支持体８３の第１の底部８３ｃに固定されている第２の底部８４ｃとを有する。第２の支持体８４は、軸方向Ｚに延びており、第４の接続部８４ａ及び第２の底部８４ｃを連結している第２の連結部８４ｂを有する。第４の接続部８４ａは円環状である。第２の連結部８４ｂ及び第２の底部８４ｃは、軸方向Ｚに延びる円筒状の形状を有する。なお、第２の支持体８４のそれぞれの部分の形状は上記に限定されない。第２の連結部８４ｂは、例えば、円環状以外の枠状の形状を有していてもよい。第２の連結部８４ｂ及び第２の底部８４ｃは、例えば、角筒状などの形状を有していてもよい。
【０１００】
第２の支持体８４の軸方向Ｚに沿う断面は、略Ｌ字形の形状を有する。より具体的には、第２の支持体８４においては、第２の底部８４ｃの肉厚が第２の連結部８４ｂの肉厚よりも厚い。それによって、第２の連結部８４ｂは第２の底部８４ｃよりも変形し易く、バネ性が高い。なお、第２の支持体８４の第２の底部８４ｃの肉厚は、第２の連結部８４ｂ側から径方向Ｘ外側に向かい厚くなっている。
【０１０１】
本実施形態では、第２の支持体８４は適宜の金属からなる。なお、第２の支持体８４は適宜のセラミックなどからなっていてもよい。
【０１０２】
第１の支持体８３の第１の底部８３ｃ上に、第２の支持体８４の第２の底部８４ｃが設けられている。第２の底部８４ｃ上に固定部材８５Ｂが設けられている。固定部材８５Ｂは円環状であり、適宜の樹脂などからなる。なお、固定部材８５Ｂの形状は上記に限定されない。第１の底部８３ｃ及び第２の底部８４ｃは、固定部材８５Ｂ側からケース部材４９の側壁部９ｄに、ねじ８９により固定されている。
【０１０３】
第２の支持体８４においては、第２の連結部８４ｂのバネ性により振動を吸収することができる。これにより、振動を第２の底部８４ｃまで漏洩し難くすることができる。よって、ケース部材４９側への振動の漏洩及びダンピングを抑制することができ、かつ振動子２をより確実に支持することができる。
【０１０４】
振動子２は、弾性部材３８Ｄにより保持され、第１の支持体８３により支持されていることに加えて、第２の支持体８４により支持されている。よって、振動子２に加わる応力の影響をより一層抑制することができ、水滴などが付着する透光体カバー３をより一層効率的に振動させることができる。さらに、振動衝撃に対する耐久性を効果的に高めることができ、信頼性を効果的に高めることができる。加えて、第１の支持体８３及び第２の支持体８４により透光体カバー３のフランジ部３ａを把持しているため、透光体カバー３が振動子２から脱落し難い。従って、信頼性をより一層高めることができる。
【０１０５】
本実施形態においても、振動子２、弾性部材３８Ｄ及びケース部材４９により構成された内部空間内に、撮像素子などの光学検出素子が配置される。さらに、振動子２の圧電素子４及び弾性部材３８Ｄは、第１の支持体８３、振動子２の透光体カバー３及びケース部材４９により覆われている。加えて、第１の支持体８３の第１の連結部は、第２の支持体３４により覆われている。それによって、防水性能をより一層高めることができる。
【０１０６】
第１の支持体８３及び第２の支持体８４の固定の構成は上記に限定されない。以下において、第１の支持体８３及び第２の支持体８４の固定の構成が第８の実施形態と異なる、第８の実施形態の第１及び第２の変形例を示す。第１及び第２の変形例においても、第８の実施形態と同様に、振動子に加わる応力の影響を抑制することができ、水滴などが付着する透光体カバーを効率的に振動させることができ、かつ透光体カバー３が振動子２から脱落し難い。
【０１０７】
図２６に示すように、第１の変形例においては、第７の実施形態と同様の固定部材８５Ａが用いられている。固定部材８５Ａは、ケース部材４９と共に第１の支持体８３の第１の底部８３ｃ及び第２の支持体８４の第２の底部８４ｃが積層された部分を把持するように配置されている。固定部材８５Ａはねじ留めによりケース部材４９の側壁部９ｄに固定されている。第１の支持体８３及び第２の支持体８４は、固定部材８５Ａを用いて間接的にケース部材４９に固定されている。
【０１０８】
図２７に示すように、第２の変形例においても、第７の実施形態と同様の固定部材８５Ａが用いられている。固定部材８５Ａは、ケース部材４９と共に第１の支持体８３の第１の底部８３ｃを把持するように配置されている。固定部材８５Ａはねじ留めによりケース部材４９の側壁部９ｄに固定されている。第１の支持体８３は、固定部材８５Ａを用いて間接的にケース部材４９に固定されている。ケース部材４９と固定部材８５Ａとの固定の手段はねじ留めに限定するものではない。溶着、あるいはスナップフィットなどの他のメカニカル構造での固定であってもよい。
【０１０９】
他方、第２の支持体８４の第２の底部８４ｃは、固定部材８５Ａ上に設けられている。第２の底部８４ｃは、固定部材８５Ａを固定しているねじ８９により、固定部材８５Ａを介してケース部材４９に固定されている。第２の支持体８４は、固定部材８５Ａを介して、第１の支持体８３の第１の底部８３ｃにも固定されている。このように、第１の支持体８３と第２の支持体８４との間には、樹脂などからなる固定部材８５Ａが位置している。
【０１１０】
上述したように、第１の支持体８３が金属からなる場合には、第１の支持体８３は圧電素子４に電気的に接続されている。他方、本変形例においては、第１の支持体８３と第２の支持体８４とは、固定部材８５Ａにより電気的に絶縁されている。そのため、圧電素子４に電気的に接続されていない第２の支持体８４が振動装置の最も外側に位置する。よって、安全性をより確実に高めることができる。
【０１１１】
第８の実施形態においては、１つの第２の支持体８４が設けられており、第４の接続部８４ａは枠状であり、第２の連結部８４ｂ及び第２の底部８４ｃは筒状である。なお、第２の支持体８４の構成はこれに限定されない。以下において、第２の支持体の構成が異なる第８の実施形態の第３〜第６の変形例を示す。第３〜第６の変形例においても、第８の実施形態と同様に、振動子に加わる応力の影響を抑制することができ、水滴などが付着する透光体カバーを効率的に振動させることができ、かつ透光体カバー３が振動子２から脱落し難い。
【０１１２】
図２８に示すように、第３の変形例においては、第２の支持体８６Ｃは、周回方向に沿い配置された複数の第４の接続部８６ａ及び複数の第２の連結部８６ｂを有する。第４の接続部８６ａ及び第２の連結部８６ｂはそれぞれ略矩形板状である。複数の第２の連結部８６ｂは、第２の底部８４ｃにより接続されている。
【０１１３】
本変形例においては、第２の支持体８６Ｃは、透光体カバー３の周回方向における一部を支持する。それによって、振動子２の振動を阻害し難く、振動効率を高めることができる。
【０１１４】
図２９に示すように、第４の変形例においては、第２の支持体８６Ｄは、第３の変形例と同様に、複数の第４の接続部８６ａ及び複数の第２の連結部８６ｂを有する。第２の支持体８６Ｄは、複数の第２の連結部８６ｂを含み、かつ周回方向に沿い設けられている外壁部８７Ａを有する。本変形例の外壁部８７Ａの形状は、第８の実施形態における第２の連結部８４ｂの形状と同様に、筒状である。これにより、第１の支持体８３と第２の支持体８６Ｄとを電気的に絶縁した構成とする場合において、安全性をより確実に高めることができ、かつ振動子２の振動を阻害し難い。
【０１１５】
なお、外壁部８７Ａには切り欠き部が設けられていてもよい。この場合には、水や泥などの異物が透光体カバー３と第２の支持体８６Ｄとの間に侵入した場合においても、上記切り欠き部から水や泥などを除去することができる。
【０１１６】
図３０に示すように、第５の変形例においては、第２の支持体８６Ｅは、第３の変形例と同様に、複数の第４の接続部８６ａ及び複数の第２の連結部８６ｂを有する。第２の支持体８６Ｅは、複数の第２の連結部８６ｂを含み、かつ周回方向に沿い設けられている複数の外壁部８７Ｂを有する。なお、本変形例においては、第２の連結部８６ｂに相当する外壁部８７Ｂと、第２の連結部８６ｂを含まない外壁部８７Ｂとが設けられている。もっとも、第２の連結部８６ｂを含み、周回方向に延びる少なくとも１つの外壁部８７Ｂが設けられていてもよい。
【０１１７】
複数の外壁部８７Ｂは、第２の底部８４ｃにより接続されており、かつ周回方向においてギャップを隔てて対向し合っている。これにより、水や泥などの異物が透光体カバー３と第２の支持体８６Ｅとの間に侵入した場合においても、上記ギャップの部分から水や泥などを除去することができる。加えて、第４の変形例と同様に、安全性をより確実に高めることができ、かつ振動子２の振動を阻害し難い。
【０１１８】
図３１に示すように、第６の変形例においては、複数の第２の支持体８６Ｆが設けられている。各第２の支持体８６Ｆは、それぞれ、第４の接続部８６ａ、第２の連結部８６ｂ及び第２の底部８６ｃを有する。第４の接続部８６ａ及び第２の連結部８６ｂは、第３の変形例と同様に、略矩形板状である。第２の底部８６ｃは略直方体の形状を有する。
【０１１９】
図３２は、第９の実施形態に係る振動装置を示す分解斜視図である。図３３は、第９の実施形態に係る振動装置の弾性部材及びケース部材を示す模式的断面図である。
【０１２０】
図３２及び図３３に示すように、本実施形態は、弾性部材９８及びケース部材９９がインサート成形体である点において第６の実施形態と異なる。本実施形態は、第１の支持体８３が、図２４に示した第７の実施形態の変形例と同様に、固定部材８５Ａを用いてケース部材４９に接続されている点並びにバネ部７８ａ及び第２の接続部５７の配置においても、第６の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の振動装置は第６の実施形態の振動装置と同様の構成を有する。
【０１２１】
弾性部材９８においては、３つのバネ部７８ａ及び３つの第２の接続部５７が、それぞれ３回回転対称となるように配置されている。第２の接続部５７が、ケース部材９９の内部に位置するようにインサート成形されている。このように、弾性部材９８及びケース部材９９がインサート成形体として一体となっていることにより、振動装置の構成を簡素化することができる。よって、生産性を高めることができる。加えて、第６の実施形態と同様に、振動子２に加わる応力の影響を抑制することができ、水滴などが付着する透光体カバー３を効率的に振動させることができる。
【０１２２】
図３４は、第１０の実施形態に係るイメージングデバイスの模式的正面断面図である。
【０１２３】
光学検出装置としてのイメージングデバイス１００は、第３の実施形態の振動装置３１と、光学検出素子としての撮像素子１０３とを有する。撮像素子１０３は、振動子２、弾性部材３８及びケース部材３９により構成された振動装置３１の内部空間内に配置されている。なお、図示を省略しているが、撮像素子１０３は、適宜の部材などを用いて支持することができる。
【０１２４】
上記内部空間内には、回路基板１０４が設けられている。回路基板１０４の配置は、特に限定されないが、本実施形態では撮像素子１０３におけるケース部材３９の底板部３９ｃ側の部分に設けられている。回路基板１０４は圧電素子４を共振状態などにおいて駆動する圧電素子用制御回路と、撮像素子１０３を駆動する撮像素子用制御回路とを含む。イメージングデバイス１００は、振動子２を加熱するヒータを有していてもよい。それによって、効率的に水分を除去することができる。この場合には、回路基板１０４は、ヒータを駆動するヒータ用制御回路を有していてもよい。
【０１２５】
なお、振動装置３１またはイメージングデバイス１００は、必ずしも回路基板１０４を有していなくともよい。回路基板１０４を有しない場合には、外部からの信号により、撮像素子１０３や圧電素子４を制御すればよい。
【０１２６】
撮像素子１０３としては、例えば、可視領域から遠赤外領域のいずれかの波長の光を受光する、ＣＭＯＳ、ＣＣＤ、ボロメーターやサーモパイルなどを挙げることができる。イメージングデバイス１００としては、例えば、カメラ、ＲａｄａｒやＬＩＤＡＲデバイスなどを挙げることができる。
【０１２７】
なお、振動装置３１の内部空間内には、撮像素子１０３以外の、エネルギー線を光学的に検出する光学検出素子が配置されていてもよい。検出するエネルギー線としては、例えば、電磁波や赤外線などの活性エネルギー線であってもよい。光学検出素子の検出領域は、透光体カバー３に含まれる。イメージングデバイス１００においては、検出領域としての、撮像素子１０３の視野が透光体カバー３に含まれる。
【０１２８】
イメージングデバイス１００は、第３の実施形態の振動装置３１を有するため、振動子２に加わる応力の影響を抑制することができ、水滴などが付着する透光体カバー３を効率的に振動させることができる。
【０１２９】
本実施形態においては、第３の実施形態の振動装置３１を用いる例を示したが、イメージングデバイスには、第１、第２、第４〜第９の実施形態など、本発明に係る振動装置を用いることができる。例えば、第９の実施形態に係る振動装置を用いた場合には、透光体カバー３を効率的に振動させることができることに加え、生産性を高めることができ、さらに、小型化を進めることもできる。
【符号の説明】
【０１３０】
１…振動装置
２…振動子
２Ａ…開口端部
３…透光体カバー
３ａ…フランジ部
３ｂ…第１の面
３ｃ…底面
４…圧電素子
５…圧電体
６ａ，６ｂ…第１，第２の電極
７…筒状体
７ａ…開口部
７ｂ…第１の開口端面
７ｃ…第２の開口端面
７ｄ…外側面
７ｅ…内側面
８…弾性部材
９…ケース部材
９ｃ…底板部
９ｄ…側壁部
１２…振動子
１２Ａ…開口端部
１３…透光体カバー
２１…振動装置
２８…突起部
２９…ケース部材
３１…振動装置
３６，３６Ｂ…第１の接続部
３７，３７Ａ，３７Ｃ…第２の接続部
３８，３８Ａ〜３８Ｄ…弾性部材
３９…ケース部材
３９ａ…開口部
３９ｅ…側面
４７…筒状体
４７ｃ…第２の開口端面
４７ｆ…第１の溝部
４９…ケース部材
４９ｃ…底板部
４９ｆ…第２の溝部
５６…第１の接続部
５７…第２の接続部
５７ａ…貫通孔
５８…弾性部材
５９…ケース部材
５９ｅ…側面
５９ｇ…保持部
５９ｈ…第１の面
５９ｉ…第２の面
６５ａ，６５ｂ…第１，第２の対向部
６７，６７Ａ…第２の接続部
６８，６８Ａ…弾性部材
６９…ケース部材
６９ｇ…保持部
６９ｊ…段差部
７８…弾性部材
７８ａ…バネ部
７８ｂ…枠状部
８３…第１の支持体
８３ａ…第３の接続部
８３ｂ…第１の連結部
８３ｃ…第１の底部
８４…第２の支持体
８４ａ…第４の接続部
８４ｂ…第２の連結部
８４ｃ…第２の底部
８５Ａ，８５Ｂ…固定部材
８６Ｃ〜８６Ｆ…第２の支持体
８６ａ…第４の接続部
８６ｂ…第２の連結部
８６ｃ…第２の底部
８７Ａ，８７Ｂ…外壁部
８９…ねじ
９８…弾性部材
９９…ケース部材
１００…イメージングデバイス
１０３…撮像素子
１０４…回路基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020181079.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2020181079.tif 000012
【図１１】
2020181079.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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