專利名稱：振動裝置及使用該振動裝置的圖像設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有攝像元件和顯示元件等圖像形成元件的圖像設備、及使在這種圖像設備中配置在圖像形成元件的前面的防塵部件振動的振動裝置。
背景技術：
作為具有圖像形成元件的圖像設備，已經公知有具有如下攝像元件的攝像裝置， 該攝像元件能夠獲得與照射在自身的光電轉換面上的光對應的圖像信號。另外，還公知有具有液晶等顯示元件的圖像投影裝置，該顯示元件顯示要投影到屏幕上的圖像。近年來，在使用這種圖像形成元件的圖像設備中，畫質明顯提高。因此，在攝像元件和顯示元件這些圖像形成元件的表面或者位于這些圖像形成元件前面的透明部件(光學元件)的表面附著塵埃會導致在生成的圖像上產生塵埃的影子，這成為一個大問題。例如，構成為能夠在照相機機身上自由裝卸攝影光學系統的所謂“可更換鏡頭”式的數字照相機已經普遍被實際應用。在用戶需要時，這種可更換鏡頭的數字照相機通過任意地裝卸更換所需要的攝影光學系統，由此能夠在一個照相機機身中選擇使用多種攝影光學系統。因此，在該照相機中，在從照相機機身上卸下該攝影光學系統時，有時在照相機所處的周圍環境中浮游的塵埃進入照相機機身內，塵埃附著在攝像元件的表面上或位于其前面的鏡頭或玻璃罩等透明部件(光學元件)的表面上。另外，在照相機機身內部，例如配置有快門、光圈機構等進行機械動作的各種機構。這些各種機構等在動作時產生塵埃等，這些塵埃有時也附著在攝像元件的表面上。另外，使用光源和投影光學系統，將顯示于CRT、液晶等顯示元件上的圖像放大投影在屏幕上來欣賞圖像的投影儀也得到實際應用。在這種投影儀中也會產生這樣的情況 塵埃附著在顯示元件的表面上或位于該顯示元件前面的鏡頭或玻璃罩等透明部件(光學元件)的表面上，塵埃的影子被放大投影在屏幕上。因此，開發了各種機構，用于去除附著在這種圖像設備內部的圖像形成元件表面上或位于該圖像形成元件前面的鏡頭或玻璃罩等透明部件(光學元件)的表面上的塵埃。例如，美國US 2008/0018775 Al所公開的振動裝置被組裝到對由第1組到第3 組的光學部件構成的光學低通濾波器、壓電元件和攝像元件等進行單元化而成的攝像單元中。即，在上述第1組光學部件的上邊，粘接固定有截面為大致L字形狀的振動傳遞部件。 在上述第1組光學部件的與上邊相對的下邊，粘接固定有截面為大致L字形狀的作用力傳遞部件。此外，在保持上述低通濾波器的低通濾波器保持部件的框部的上邊，形成有用于收納上述壓電元件的收納部。上述壓電元件以如下方式被保持其一端面通過粘接等固定于上述框部，電壓施加引起的伸縮方向是與攝影光軸垂直的方向(照相機上下方向)。并且， 在作為防塵部件的上述第1組光學部件上，通過上述壓電元件施加與攝影光軸垂直的方向的振動，從而去除附著在上述第1組光學部件的表面上的塵埃等異物。在上述美國US 2008/0018775 Al所公開的振動裝置中，在作為防塵部件的上述第 1組光學部件上粘接固定有截面為大致L字形狀的上述振動傳遞部件，因此該第1組光學部件總體上也形成為L字狀的形狀。但是，因為是粘接不同部件而成為L字狀的形狀，因此來自上述壓電元件的振動在該部位處被轉換。因此，在設計在上述第1組光學部件上產生的振動波形時，必須還考慮粘接劑和上述振動傳遞部件的形狀來成為對準了振動波節的保持結構、以及適當的保持力量。此外，因為安裝了粘接劑和上述振動傳遞部件，所以構造變復雜，振動裝置相應地大型化，而且使用了這種振動裝置的圖像設備也大型化。

發明內容
本發明就是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供小型的振動裝置及使用這種振動裝置的圖像設備。根據本發明的一個方面，提供了一種振動裝置，其特征在于，包括保持部件，其構成為保持具有圖像面的圖像形成元件，其中在該圖像面上生成光學圖像；防塵部件，其具有構成為使從所述圖像形成元件入射的光和入射到所述圖像形成元件的光中的一方透過的多邊形的板狀透光部，和從該多邊形的透光部的至少一邊彼此不接觸地以預定角度傾斜延伸的至少一個板狀的側壁部；以及施振部件，其被固定在所述至少一個板狀的側壁部中的一個上，構成為施加相對于所述透光部的面垂直的振動振幅，其中所述透光部和所述側壁部使用同一部件形成為大致均勻厚度，所述板狀透光部位于所述圖像形成元件的前面，且配置有所述施振部件的一個側壁部在固定有所述施振部件的部位以外的部位處， 被固定到所述保持部件上。根據本發明的另一個方面，提供了一種圖像設備，其特征在于，包括圖像形成元件，其具有圖像面，其中在該圖像面上生成光學圖像；保持部件，其保持所述圖像形成元件；防塵部件，其具有構成為使從所述圖像形成元件入射的光和入射到所述圖像形成元件的光中的一方透過的多邊形的板狀透光部，和從該多邊形的透光部的至少一邊彼此不接觸地以預定角度傾斜延伸的至少一個板狀的側壁部；以及施振部件，其被固定在所述至少一個板狀的側壁部中的一個上，構成為施加相對于所述透光部的面垂直的振動振幅，其中所述透光部和所述側壁部使用同一部件形成為大致均勻的厚度，所述板狀透光部位于所述圖像形成元件的前面，且配置有所述施振部件的一個側壁部在固定有所述施振部件的部位以外的部位處， 被固定到所述保持部件上。根據本發明，能夠提供小型的振動裝置及使用這種振動裝置的圖像設備，該振動裝置使用同一部件高強度地形成防塵部件的透光部和側壁部，在該側壁部上配置施振部件，并且在固定有該施振部件的部位以外的部位處，將該側壁部固定到保持部件上，因此不需要在防塵部件的透光部上設置固定用的區域，即使該透光部的面積相同，也因為減去了固定用的區域，所以能夠減小防塵部件自身的面積(投影面積)。


圖1是簡要示出作為本發明的圖像設備的第1實施例的數字照相機的以電氣為主的系統結構例的框圖。圖2A是數字照相機的包括塵埃去除機構的攝像元件單元的側視縱剖面圖(圖2B 中的AA線剖面圖)。圖2B是從鏡頭側觀察塵埃去除機構時的主視圖。圖3A是構成塵埃去除機構的主要部分(振子)的立體圖。圖;3B是圖3A的BB線剖面圖。圖3C是圖3A的CC線剖面圖。圖4A是防塵過濾器的主視圖，用于說明防塵過濾器上產生的振動的狀態。圖4B是圖4A的BB線剖面圖。圖4C是圖4A的CC線剖面圖。圖5A是防塵過濾器的主視圖，用于說明防塵過濾器上產生的不同振動的狀態。圖5B是圖5A的BB線剖面圖。圖5C是圖5A的CC線剖面圖。圖6A是示出防塵過濾器的不同形式的立體圖。圖6B是圖6A的BB線剖面圖。圖6C是圖6A的CC線剖面圖。圖7是防塵過濾器的示意圖，用于說明防塵過濾器上產生的駐波。圖8是簡要示出防塵過濾器控制電路的結構的電路圖。圖9示出了用于說明從防塵過濾器控制電路中的各個構成部件輸出的各個信號的時序圖。圖IOA示出了例示第1實施例中的數字照相機的機身控制用微型計算機進行的照相機處理序列(主程序)的步驟的流程圖的第1部分。圖IOB示出了例示照相機處理序列(主程序)的步驟的流程圖的第2部分。圖11示出了表示圖IOA中的子程序“無音施振動作”的動作步驟的流程圖。圖12示出了表示在圖11中的子程序“無音施振動作”的步驟S201的時候并行執行的“顯示動作”的動作步驟的流程圖。圖13示出了表示在圖11中的子程序“無音施振動作”的步驟S203的時候并行執行的“顯示動作”的動作步驟的流程圖。圖14示出了表示在圖11中的子程序“無音施振動作”的步驟S205的時候并行執行的“顯示動作”的動作步驟的流程圖。圖15示出了在無音施振動作中連續提供給施振部件的諧振頻率的波形。圖16示出了表示作為本發明的圖像設備的第2實施例的數字照相機中的子程序 “無音施振動作”的動作步驟的流程圖。
具體實施例方式以下，參照

用于實施本發明的最佳方式。
[第1實施例]以下具體例示的本發明的圖像設備具有攝像元件單元的塵埃去除機構，該攝像元件單元通過光電轉換來獲得圖像信號，此處作為一例說明了有關電子照相機(以下簡稱為 “照相機”)的塵埃去除功能的改良技術。尤其在本第1實施例中，參照圖1 圖2B說明可更換鏡頭的電子照相機(數字照相機)。首先，參照圖1說明本實施例的數字照相機10的系統結構示例。該數字照相機10 由作為照相機機身的機身單元100、和作為更換鏡頭(附件裝置的一種)的鏡頭單元200構成系統。鏡頭單元200通過設于機身單元100前面的未圖示的鏡頭安裝部件，能夠在機身單元100上自由裝卸。鏡頭單元200的控制由鏡頭單元200自身具有的鏡頭控制用微型計算機(以下稱為“LUCom”)201進行。機身單元100的控制由機身單元100自身具有的機身控制用微型計算機(以下稱為“Bucom”)101進行。在將鏡頭單元200安裝在機身單元100 上的狀態下，這些Lucom 201和Bucom 101經由通信連接器102電氣連接成能夠互相通信。 并且，照相機系統構成為使Lucom 201從屬于Bucom 101協同工作。鏡頭單元200還具有攝影鏡頭202、光圈203、鏡頭驅動機構204和光圈驅動機構 205。攝影鏡頭202由設于鏡頭驅動機構204內的未圖示的步進電機驅動。光圈203由設于光圈驅動機構205內的未圖示的步進電機驅動。Lucom 201根據Bucom 101的指令來控制這些各個電機。在機身單元100內，例如按照圖示配置有快門108、快門上緊機構112以及快門控制電路113。快門108是配置在攝影光軸上的焦面式快門。快門上緊機構112對用于驅動快門108的前簾和后簾的未圖示的彈簧進行上緊。快門控制電路113控制這些快門108的前簾和后簾的動作。另外，在機身單元100內，在攝影光軸上設有攝像單元116，用于對通過上述光學系統的被攝體像進行光電轉換。該攝像單元116是通過支架145將圖像形成單元和作為防塵部件的防塵過濾器119 一體化而成的單元。圖像形成單元包括作為圖像形成元件(其具有圖像面，在該圖像面上生成光學圖像)的攝像元件即CXD 117和設于該CXD 117的前面的光學低通濾波器(LPF) 118。在此，光學低通濾波器(LPF) 118是由石英等構成的光學元件。防塵過濾器119是由石英或玻璃等構成的光學元件，也可以是透明的塑料。S卩，防塵過濾器119只要是能夠形成例如截面L字型等的具體后述的形式、且能夠進行振動的透明部件即可。在上述防塵過濾器119的周緣部的一側，安裝有壓電元件120。壓電元件120具有兩個電極。作為驅動部的防塵過濾器控制電路121使壓電元件120按照由防塵過濾器119 的尺寸和材質確定的預定頻率振動。通過該壓電元件120的振動，使防塵過濾器119產生預定的振動，從而能夠去除附著在該防塵過濾器119的表面上的塵埃。并且，針對攝像單元 116附加有校正抖動用的防抖單元。另外，本實施例中的數字照相機10構成為具有C⑶接口電路122、液晶監視器 123、SDRAM 124、閃存125和圖像處理控制器126，由此能夠提供電子攝像功能和電子記錄顯示功能。此外，在電子攝像功能中，包括記錄動態圖像的動態圖像記錄功能和所謂的瀏覽圖像顯示功能，該瀏覽圖像顯示功能是指將由CCD 117拍攝的圖像作為動態圖像同時顯示在液晶監視器123上來用作取景器。關于取景器功能也可以設置光學式的單反取景器等。 C⑶接口電路122與CXD 117連接。SDRAM IM和閃存125作為存儲區域發揮作用。圖像處理控制器1 利用這些SDRAM 124和閃存125等進行圖像處理。并且，記錄介質127被安裝成為能夠更換，并能夠通過未圖示的通信連接器與機身單元100通信。該記錄介質127 是各種存儲卡或外置的HDD等外部記錄介質，用于記錄通過攝影得到的圖像數據。作為其他存儲區域，例如由EEPROM構成的非易失性存儲器1 被設置成為能夠從Bucom 101進行存取。該非易失性存儲器1 存儲進行照相機控制所需要的預定的控制參數。動作顯示用IXD 129、動作顯示用LED 130、照相機操作開關131和閃光燈控制電路132與Bucom 101連接。動作顯示用IXD 1 和動作顯示用LED 130用于通過顯示輸出將該數字照相機10的動作狀態通知給用戶。例如，在動作顯示用LCD 1 或動作顯示用 LED 130設有有顯示部，其顯示在防塵過濾器控制電路121動作的期間防塵過濾器119的振動動作。照相機操作開關131是包括例如釋放開關、模式變更開關和電源開關等操作該數字照相機10所需要的操作按鈕的開關組。閃光燈控制電路132驅動閃光燈133。另外，在該機身單元100內設有作為電源的電池134和電源電路135，電源電路 135把該電池134的電壓轉換為構成該數字照相機10的各個電路單元所需要的電壓并提供該電壓。并且，也設有電壓檢測電路(未圖示)，用于檢測從外部電源通過未圖示的插座提供電流時的電壓變化。如上所述構成的數字照相機10的各個部分大致按照下面所述動作。首先，圖像處理控制器1 按照Bucom 101的指令，控制CXD接口電路122，從CXD 117獲取圖像數據。 該圖像數據由圖像處理控制器126轉換為視頻信號，并由液晶監視器123輸出并顯示。用戶能夠根據該液晶監視器123的顯示圖像確認所拍攝到的圖像影像。SDRAM 124是圖像數據的臨時保存用存儲器，被用作轉換圖像數據時的工作區域等。并且，圖像數據在被轉換為例如JPEG數據后，被保存在記錄介質127中。此處，圖像數據在為動態圖像時被轉換為MPEG數據等。如下進行攝影鏡頭202的對焦。根據一邊依次變更攝影鏡頭202的位置一邊拍攝得到的攝影圖像，由Bucom 101運算對比度最高的位置。該位置通過通信連接器102從 Bucom 101被傳遞至Lucom 201, Lucom 201對攝影鏡頭202進行位置控制使得到達該位置。 對于測光，根據從攝影圖像檢測到的光量進行公知的測光處理。下面，參照圖2A和圖2B說明包括CXD 117的攝像單元116。另外，應該注意到圖 2B中的陰影是為了容易理解各個部件的形狀而使用的，不是示出剖面。攝像單元116如上所述具有CXD 117、光學LPF 118、防塵過濾器119和壓電元件 120。CXD 117是獲得圖像信號的攝像元件，該圖像信號對應于透過攝影光學系統并照射在 CXD 117的光電轉換面上的光。光學LPF 118設于CXD 117的光電轉換面側，用于從透過攝影光學系統后照射的被攝體光束中去除高頻成分。防塵過濾器119是在該光學LPF 118的前面側隔開預定間隔與該光學LPF 118相對配置的截面L字型的防塵部件。壓電元件120 設于該防塵過濾器119的側壁部，是對防塵過濾器119施加預定的振動的施振部件。此處，CXD 117的CXD芯片136被直接安裝在撓性基板137上，該撓性基板137設于固定板138上。從該撓性基板137的兩端引出連接部139a、139b。并且，連接器140a、 140b設于主電路基板141上。連接部139a、139b與該連接器140a、140b連接，由此撓性基板137與主電路基板141側連接。并且，CXD 117具有防護玻璃142。該防護玻璃142隔著墊片143固定安裝在撓性基板137上。并且，在CXD 117和光學LPF 118之間，由彈性部件等構成的過濾器支承部件144 被設置在CCD 117的前面側周緣部的避開光電轉換面的有效范圍的位置上。該過濾器支承部件144與光學LPF 118的背面側周緣部的附近抵接，由此作為保持(XD117與光學LPF 118之間的大致氣密性的密封部件發揮作用。并且，設有氣密地覆蓋CCD 117和光學LPF 118的支架145。該支架145在攝影光軸周圍的大致中央部分具有矩形狀的開口 146。在該開口 146的防塵過濾器119側的內周緣部形成有剖面大致呈L字形狀的臺階部147。從開口 146的后方側配置光學LPF 118和CXD 117，由此成為保持CXD 117的保持部件。該情況下，將光學LPF 118配置成為使其前面側周緣部與臺階部147大致氣密地接觸。這樣，由臺階部147實現光學LPF 118在攝影光軸方向的位置限制，防止其從支架145的內部向前面側脫出。另外，關于CXD 117與光學LPF 118的氣密狀態，只要是能夠防止由于塵埃的進入使得塵埃被攝入到攝影圖像中、導致塵埃對該圖像造成影響的程度即可，不一定是完全防止氣體進入的程度。另一方面，在支架145的前面側設置有成為成像光線通過區域149的開口部。包圍該開口部在支架145的前面側環狀地形成有支承部件150。該支承部件150用于在光學 LPF 118的前面隔開預定間隔保持防塵過濾器119，由橡膠或樹脂等具有振動衰減性的彈性部件構成。截面L字型的防塵過濾器119具有板狀的底面部119a和板狀的側壁部119b， 底面部119a由上述支承部件150保持。底面部119a是入射到上述CXD 117的光透過的多邊形的板狀透光部。側壁部11%從該多邊形的底面部119a的一邊相互不接觸地以預定角度(此處為大致90° )傾斜延伸。該側壁部119b被利用螺釘等緊固部件151固定在支架 145的上述開口部的周緣部。此時，上述底面部119a以在預定的按壓狀態下被上述支承部件150支承的方式被固定。沒有延伸出上述側壁部11%的上述底面部119a的一邊成為自由端。支承部件150利用橡膠或樹脂等具有振動衰減性的彈性部件形成，因此不會阻礙防塵過濾器119的振動。此外，關于防塵過濾器119和LPF 118形成的空間，由于支承部件 150根據防塵過濾器119的振動狀態進行變形，對塵埃形成密封，所以攝入到圖像的塵埃不會從外部進入該空間內。支架145、支承部件150和使CXD 117與光學LPF 118之間氣密的過濾器支承部件144構成在該CCD 117和該防塵過濾器119的周緣部進行密封的密封結構，該支架145形成為對作為圖像形成元件的CXD 117進行搭載的期望大小。攝像單元116 利用該密封結構，將CCD 117和防塵過濾器119相對而形成的區域構成為氣密構造。另外， 關于防塵過濾器119與支承部件150的氣密狀態，只要是能夠防止由于塵埃的進入使得塵埃被攝入到攝影圖像中、導致塵埃對該圖像造成影響的程度即可，不一定是完全防止氣體進入的程度。另外，作為撓性印刷基板的撓性基板157與作為施振部件的壓電元件120的端部電連接。通過該撓性基板157，將來自防塵過濾器控制電路121的后面敘述的預定電信號輸入到壓電元件120，使壓電元件120產生預定的振動。撓性基板157利用樹脂和銅箔等制成，具有柔軟性，所以很少產生使壓電元件120的振動衰減的情況。并且，通過把撓性基板157設置在振動振幅小的部位(后面敘述的振動的波節位置)，能夠進一步抑制振動的衰減。另一方面，在具有下面敘述的抖動校正機構的情況下，壓電元件120相對于機身單元 100進行相對移動。因此，在防塵過濾器控制電路121位于與機身單元100 —體的固定部件中的情況下，撓性基板157根據抖動校正機構的動作而變形并移位。該情況下，由于撓性基板157具有柔軟性而且薄，所以是有效的。在本實施例的情況下，撓性基板157能從一處拉出，結構簡單，所以最適合于具有抖動校正機構的照相機。從防塵過濾器119的表面脫離的塵埃如后面所述，由于其振動的慣性力和重力的作用，落到機身單元100的下側。因此，在本實施例中，在防塵過濾器119的下側附近設置臺158，在該臺158上設置利用粘接部件、粘接帶等形成的保持部件159。該保持部件159 可靠地保持落下的塵埃，使其不再返回到防塵過濾器119的表面。下面，簡單說明抖動校正功能。該抖動校正機構如圖1所示，由X軸陀螺儀160、Y 軸陀螺儀161、防抖控制電路162、Χ軸致動器163、Υ軸致動器164、Χ框165、Υ框166 (支架 145)、框架167、位置檢測傳感器168和致動器驅動電路169構成。X軸陀螺儀160檢測照相機繞X軸的抖動的角速度。Y軸陀螺儀161檢測照相機繞Y軸的抖動的角速度。防抖控制電路162根據這些來自X軸陀螺儀160和Y軸陀螺儀161的角速度信號，運算抖動補償量。致動器驅動電路169根據該運算的抖動補償量，在設攝影光軸的方向為Z軸方向的情況下，使作為攝像元件的C⑶117在垂直于攝影光軸的XY平面內垂直的作為第1方向的X軸方向和作為第2方向的Y軸方向上位移移動，以補償抖動。其中，在從致動器驅動電路169 輸入了預定的驅動信號時，X軸致動器163沿X軸方向驅動X框165。同樣，在從致動器驅動電路169輸入了預定的驅動信號時，Y軸致動器164沿Y軸方向驅動Y框166。因此，把這些X軸致動器163和Y軸致動器164用作驅動源，把X框165和搭載了攝像單元116中的CCD 117的Y框166(支架14 作為相對于框架167移動的移動對象物。其中，X軸致動器163和Y軸致動器164采用組合了電磁旋轉電機和絲杠進給機構等的機構、使用了音圈電機的直進電磁電機、或直進壓電電機等。另外，位置檢測傳感器168檢測X框165和Y 框166的位置。防抖控制電路162根據該位置檢測傳感器168的檢測結果，通過致動器驅動電路169驅動X軸致動器163和Y軸致動器164，控制CXD 117的位置。此處，參照圖3A 圖7更具體地說明第1實施例的塵埃去除機構。如圖3A所示， 防塵過濾器119形成為截面L字型。其底面部119a形成由包含圓的曲線圍成的形狀、或者總體形成多邊形的板狀(在本實施例中為四邊形)。并且，該防塵過濾器119的底面部 119a的至少從能夠得到最大振動振幅的位置沿放射方向具有預定范圍的區域構成透光部。 另外，該防塵過濾器119的底面部119a也可以是總體上形成圓形，并將該圓的一部分剪切成直線狀而成為具有一條邊的D形狀。或者，還可以使四邊形的兩邊形成為圓弧狀，形成為具有上下兩條邊的鼓形。這樣，也可以是組合了曲線和直線的形狀。此外，防塵過濾器119 具有側壁部119b，該側壁部119b從底面部119a的至少一邊(在圖3A中從一邊的端面部) 朝向上述CXD 117的方向彼此不接觸地以預定角度傾斜延伸出來。上述側壁部119b形成了由上述板狀底面部119a的一邊和比該板狀底面部119a的一邊短的邊構成的矩形形狀。 并且，該防塵過濾器119的透光部以在光學LPF 118的前面側隔開預定的間隔與光學LPF 118相對配置的方式，通過上述緊固部件151將上述側壁部119b固定到上述支架145上。 此處，截面L字型的防塵過濾器119的上述底面部119a和側壁部119b使用同一部件形成為大致均勻的厚度。
此外，在防塵過濾器119的上述側壁部119b上，通過例如粘接劑的粘接等固定有壓電元件120。壓電元件120是施加相對于該防塵過濾器119的作為透光部的底面部119a 的面垂直的振動振幅的施振部件。另外，上述壓電元件120形成為矩形形狀，該壓電元件 120配置成收納在上述側壁部119b內。并且，上述側壁部11%在固定有該壓電元件120的部位以外的部位處，利用上述緊固部件151被固定到上述支架145上。通過這樣在防塵過濾器119上配置壓電元件120，形成振子170。在對壓電元件120施加了預定的頻率電壓時， 該振子170諧振振動，并以較大的振幅產生圖4A 圖4C所示的與底面部119a垂直的彎曲振動。這里，當考慮對側壁部119b和底面部119a進行一體成型時，構成防塵過濾器119 的側壁部119b與作為透光部的底面部119a所成的角度優選為90°以上。并且，考慮其投影面積的放大和剛性時，可以設為135°左右以下。此外，在如圖3A和圖;3B所示，用近似于圓筒面的面構成連接底面部119a和側壁部119b的面時，防塵過濾器119的剛性更高，從而能夠使防塵過濾器119小型化。即，側壁部11%在光軸方向上剛性較高且不引起變形， 但是作為透光部的底面部119a作為懸臂梁而可自由彎曲。因此，防塵過濾器119和壓電元件120的安裝結構簡單，即使簡化該安裝結構也無損于性能，從而能夠提供可在防塵過濾器119上產生期望的振動波形的小型振子170。如圖3A所示，在壓電元件120上形成有信號電極171和信號電極172，信號電極 172設在與該信號電極171相對的背面，并通過側壁部繞到具有上述信號電極171的一側的面。并且，上述具有導電性圖案的撓性基板157與信號電極171和信號電極172電連接。 由通過撓性基板157連接的防塵過濾器控制電路121對各個信號電極171、172施加具有預定周期的驅動電壓。通過施加該驅動電壓，能夠使防塵過濾器119產生圖4A 圖4C所示的二維駐波彎曲振動。并且，防塵過濾器119的底面部119a的尺寸為長邊的長度是LA， 與該長邊垂直的短邊的長度是LB。圖4A所示的彎曲振動表示駐波振動。在圖4A中，在表示振動的波節區域(振動振幅小的區域)173的黑色線狀區域中，黑色越深，振動振幅越小。 另外，圖4A中所示的網格是有限元法的分割網格。在振動速度大的情況下，如圖4A所示，在波節區域173的間隔小時，在波節區域 173中產生大的面內振動(沿著面的方向的振動)。由此，使處于波節區域173的塵埃沿面內振動方向產生大的慣性力(參照后面敘述的圖7的質點Y2的移動。以波節為中心，在Y2 和Y2'之間進行圓弧振動)。如果使防塵過濾器119的面在與重力平行的方向上傾斜，以使沿著塵埃的附著面的力發揮作用，則慣性力和重力發揮作用，也能夠去除附著在波節區域173上的塵埃。另外，圖4Α中的白色區域表示振動振幅大的區域。附著在該白色區域中的塵埃可以通過振動所施加的慣性力來去除。也可以對壓電元件120輸入不同頻率的電信號，并按照在波節區域173中具有振動振幅的其他振動模式(例如圖5Α所示的振動模式)進行施振來去除附著在振動波節區域173上的塵埃。圖4Α所示的彎曲振動模式是X方向的彎曲振動和Y方向的彎曲振動合成而形成的。即使如本實施例那樣沿一條邊配置壓電元件，也成為振動振幅非常大的振動模式(產生與以往的圓形防塵過濾器相同程度的振動振幅)。此時，成為圖4Α的振動模式。在該振動模式中，從防塵過濾器119的關于通過其重心119c的第1假想線VLl對稱的一條邊朝向與該一條邊相對配置的另一條邊側，形成有呈大致同心圓狀連續存在的振動振幅的波峰的峰線，來自X方向的邊的反射波和來自Y方向的邊的反射波高效地合成而形成駐波。此處， 壓電元件120以該壓電元件120的重心位于上述第1假想線VLl上的方式，配置成其長度方向的一邊與上述防塵過濾器119的作為透光部的底面部119a的一邊大致平行。此外，具有最大的振動速度、振動振幅的中心振動區域175的重心17 與防塵過濾器119的重心119c 同樣位于上述第1假想線VLl上。S卩，第1假想線VLl和第2假想線VL2 —致，第1假想線 VLl連接壓電元件120的長度方向的一邊中間點和與該成像光線通過區域149對應的作為板狀透光部的底面部119a的一邊中間點(防塵過濾器119的重心119c)，第2假想線VL2 連接該板狀透光部的底面部119a的振動中心(中心振動區域175的重心175a)和該板狀底面部119a的一邊中間點(防塵過濾器119的重心119c)。但是，因為僅配置一個壓電元件120，因此該中心振動區域175的重心17 從防塵過濾器119的重心119c向配置有上述壓電元件120的一邊側偏離。這里，即使施加驅動電壓，壓電元件120的重心也不進行伸縮，因此期望以壓電元件120的重心位于波節區域處的方式安裝壓電元件120。另一方面，防塵過濾器119的側壁部119b在所產生的振動的振幅方向上延伸，因此底面部119a和側壁部119b的上述第1 假想線VLl上的邊界部分不振動，而成為波節區域173。因此，將壓電元件120配置成其重心位于上述第1假想線VLl上的上述邊界部分。此時，在將壓電元件120配置于防塵過濾器119的底面部119a時，即使在上述邊界部分處沿著長邊進行了配置，重心的位置也成為具有一定程度較大振動振幅的位置。這是因為在壓電元件120的短邊方向具有一定程度的尺寸。與此相對，在將壓電元件120配置于防塵過濾器119的側壁部119b時，壓電元件120 的厚度方向的尺寸較小，因此重心位置大致成為上述邊界部分，因此優選。圖4A 圖4C所示的振子170的防塵過濾器119為25. Omm(X方向LA、 LF) X24. 2mm(Y方向:LB) X4. 2mm(Z方向H)，底面部119a和側壁部119b為壁厚均勻的 0.2mm的玻璃板(光學元件)。并且，壓電元件120利用16. 6mm(X方向)X2. 4mm(Y方向)X0. 6mm(厚度)的鋯鈦酸鉛陶瓷制成。利用環氧樹脂類的粘接劑將該壓電元件120沿著防塵過濾器119的側壁部11%進行粘接固定。更具體地講，在X方向、Z方向上，上述壓電元件120被配置成為關于與通過防塵過濾器119的側壁部中心的X軸平行的軸以及與Z 軸平行的軸是軸對稱的。此時，圖4A所示的振動模式的諧振頻率為90kHz左右。在防塵過濾器119的中央位置，能夠獲得中心振動區域175，該中心振動區域175具有與防塵過濾器構成為四邊形的防塵過濾器119所內接的大小的圓形時差不多的最大振動速度、振動振幅。此外，圖5A 圖5C的振動模式是通過改變圖4A 圖4C的防塵過濾器119的施振用頻率(例如78kHz左右)而產生的模式。圖6A 圖6C所示的振子170的又一變形例為側壁部119b分別從防塵過濾器 119的作為矩形透光部的底面部119a的相對一邊延伸出來，從而使防塵過濾器119總體上形成為截面U字狀。并且，壓電元件120設置在該兩個側壁部119b中的一方上。沒有延伸出上述側壁部11%的上述底面部119a的另一邊分別成為自由端。這樣，作為透光部的底面部119a可作為雙臂梁自由彎曲。因此，防塵過濾器119和壓電元件120的安裝結構簡單， 即使簡化該安裝結構也無損于性能，從而能夠提供可在防塵過濾器119上產生期望的振動波形的小型振子170。此外，在這種結構中，在相對的部位處，用緊固部件151相對于支架 145固定防塵過濾器119，因此大致氣密性比截面L字型的防塵過濾器119高。另外，將防塵過濾器119的材質說明為透明的玻璃，但是也可以是甲基苯烯酸甲酯樹脂、聚碳酸酯樹脂等樹脂。最適當的為可成型的樹脂、玻璃材料。下面，使用圖7具體說明塵埃的去除。圖7表示與圖4B相同的剖面。壓電元件 120沿圖7中的箭頭177所示的方向被實施極化。當在某個時間點、對該壓電元件120施加了預定的頻率電壓時，振子170成為實線所示的狀態。在設振動的角速度為ω、設Z方向的振幅為Α、并且設為Y =(λ 彎曲振動的波長)時，位于振子170表面的任意位置y處的質點Y在任意時刻t的Z方向的振動ζ如下式⑴所示ζ = A · sin (Y) · cos (ω t) (1)該式表示圖4A所示的駐波振動。S卩，在y = s · λ /2時(其中，s為整數)，Y = sJi, sin(Y)為零。因此，與時間無關，每λ/2具有Z方向的振動振幅為零的波節178，這是駐波振動。并且，在圖7中虛線所示的狀態表示相對于時間、的狀態振動為反相的t = k^i/ω的狀態(其中，k為奇數)。其次，關于防塵過濾器119上的點Y1的振動ζ (Y1)，因為成為彎曲駐波振動的波腹 179的位置，所以在Z方向的振動中振動振幅為A，如下式(2)所示ζ (Y1) = A · cos ( ω t) (2)在設振動的頻率為f時，點Y1的振動速度Vz (Y1)為ω =2Jif，所以將上述式⑵ 按照時間進行微分后，如下式C3)所示
權利要求
1.一種振動裝置，其特征在于，包括保持部件，其構成為保持具有圖像面的圖像形成元件，其中在該圖像面上生成光學圖像；防塵部件，其具有構成為使從所述圖像形成元件入射的光和入射到所述圖像形成元件的光中的一方透過的多邊形的板狀透光部、和從該多邊形的透光部的至少一邊彼此不接觸地以預定角度傾斜延伸的至少一個板狀的側壁部；以及施振部件，其被固定在所述至少一個板狀的側壁部中的一個上，構成為施加相對于所述透光部的面垂直的振動振幅，所述透光部和所述側壁部使用同一部件形成為大致均勻厚度， 所述板狀透光部位于所述圖像形成元件的前面，并且配置有所述施振部件的一個側壁部在固定有所述施振部件的部位以外的部位處，被固定到所述保持部件上。
2.根據權利要求1所述的振動裝置，其特征在于，在所述板狀透光部與所述保持部件之間配置有彈性部件，并且沒有延伸出所述側壁部的透光部的一邊成為自由端。
3.根據權利要求1所述的振動裝置，其特征在于，所述側壁部形成為由所述板狀透光部的一邊和比該板狀透光部的一邊短的邊構成的矩形形狀。
4.根據權利要求3所述的振動裝置，其特征在于， 所述施振部件形成為矩形形狀，并且該施振部件被配置成收納在所述一個側壁部內。
5.根據權利要求1所述的振動裝置，其特征在于，所述施振部件被配置成其長度方向的一邊與所述板狀透光部的一邊大致平行，并且第1假想線和第2假想線一致，其中第1假想線連接該施振部件的長度方向的一邊的中間點與該板狀透光部的一邊的中間點，第2假想線連接該板狀透光部的振動中心與該板狀透光部的一邊的中間點。
6.根據權利要求1所述的振動裝置，其特征在于， 所述透光部形成為矩形形狀，所述側壁部從所述透光部的相對的邊延伸出來，并且所述防塵部件總體上形成為U字狀。
7.根據權利要求1所述的振動裝置，其特征在于，所述側壁部相對于所述透光部的延長線在0° 135°的范圍內傾斜。
8.一種圖像設備，其特征在于，包括圖像形成元件，其具有圖像面，其中在該圖像面上生成光學圖像； 保持部件，其保持所述圖像形成元件；防塵部件，其具有構成為使從所述圖像形成元件入射的光和入射到所述圖像形成元件的光中的一方透過的多邊形的板狀透光部、和從該多邊形的透光部的至少一邊彼此不接觸地以預定角度傾斜延伸的至少一個板狀的側壁部；以及施振部件，其被固定在所述至少一個板狀的側壁部中的一個上，構成為施加相對于所述透光部的面垂直的振動振幅，所述透光部和所述側壁部使用同一部件形成為大致均勻厚度， 所述板狀透光部位于所述圖像形成元件的前面，并且配置有所述施振部件的一個側壁部在固定有所述施振部件的部位以外的部位處，被固定到所述保持部件上。
全文摘要
振動裝置及使用該振動裝置的圖像設備。振動裝置具有保持部件、防塵部件和施振部件。保持部件構成為保持具有圖像面的圖像形成元件，其中在該圖像面上生成光學圖像。防塵部件具有構成為使從所述圖像形成元件入射的光和入射到所述圖像形成元件的光中的一方透過的多邊形的板狀透光部，和從該多邊形的透光部的至少一邊彼此不接觸地以預定角度傾斜延伸的板狀側壁部。施振部件被固定在所述至少一個板狀側壁部上，構成為施加相對于所述透光部的面垂直的振動振幅。所述透光部和所述側壁部使用同一部件形成為大致均勻厚度。所述板狀透光部位于所述圖像形成元件的前面。所述側壁部中的配置有施振部件的側壁部在固定有所述施振部件的部位以外的部位處，被固定到所述保持部件上。
文檔編號H04N5/225GK102572234SQ201110366329
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月17日 優先權日2010年12月22日
發明者吉田修一 申請人:奧林巴斯映像株式會社