专利名称：振动装置及使用该振动装置的图像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有摄像元件和显示元件等图像形成元件的图像设备、及使在这种图像设备中配置在图像形成元件的前面的防尘部件振动的振动装置。
背景技术：
作为具有图像形成元件的图像设备，已经公知有具有如下摄像元件的摄像装置， 该摄像元件能够获得与照射在自身的光电转换面上的光对应的图像信号。另外，还公知有具有液晶等显示元件的图像投影装置，该显示元件显示要投影到屏幕上的图像。近年来，在使用这种图像形成元件的图像设备中，画质明显提高。因此，在摄像元件和显示元件这些图像形成元件的表面或者位于这些图像形成元件前面的透明部件(光学元件)的表面附着尘埃会导致在生成的图像上产生尘埃的影子，这成为一个大问题。例如，构成为能够在照相机机身上自由装卸摄影光学系统的所谓“可更换镜头”式的数字照相机已经普遍被实际应用。在用户需要时，这种可更换镜头的数字照相机通过任意地装卸更换所需要的摄影光学系统，由此能够在一个照相机机身中选择使用多种摄影光学系统。因此，在该照相机中，在从照相机机身上卸下该摄影光学系统时，有时在照相机所处的周围环境中浮游的尘埃进入照相机机身内，尘埃附着在摄像元件的表面上或位于其前面的镜头或玻璃罩等透明部件(光学元件)的表面上。另外，在照相机机身内部，例如配置有快门、光圈机构等进行机械动作的各种机构。这些各种机构等在动作时产生尘埃等，这些尘埃有时也附着在摄像元件的表面上。另外，使用光源和投影光学系统，将显示于CRT、液晶等显示元件上的图像放大投影在屏幕上来欣赏图像的投影仪也得到实际应用。在这种投影仪中也会产生这样的情况 尘埃附着在显示元件的表面上或位于该显示元件前面的镜头或玻璃罩等透明部件(光学元件)的表面上，尘埃的影子被放大投影在屏幕上。因此，开发了各种机构，用于去除附着在这种图像设备内部的图像形成元件表面上或位于该图像形成元件前面的镜头或玻璃罩等透明部件(光学元件)的表面上的尘埃。例如，美国US 2008/0018775 Al所公开的振动装置被组装到对由第1组到第3 组的光学部件构成的光学低通滤波器、压电元件和摄像元件等进行单元化而成的摄像单元中。即，在上述第1组光学部件的上边，粘接固定有截面为大致L字形状的振动传递部件。 在上述第1组光学部件的与上边相对的下边，粘接固定有截面为大致L字形状的作用力传递部件。此外，在保持上述低通滤波器的低通滤波器保持部件的框部的上边，形成有用于收纳上述压电元件的收纳部。上述压电元件以如下方式被保持其一端面通过粘接等固定于上述框部，电压施加引起的伸缩方向是与摄影光轴垂直的方向(照相机上下方向)。并且， 在作为防尘部件的上述第1组光学部件上，通过上述压电元件施加与摄影光轴垂直的方向的振动，从而去除附着在上述第1组光学部件的表面上的尘埃等异物。在上述美国US 2008/0018775 Al所公开的振动装置中，在作为防尘部件的上述第 1组光学部件上粘接固定有截面为大致L字形状的上述振动传递部件，因此该第1组光学部件总体上也形成为L字状的形状。但是，因为是粘接不同部件而成为L字状的形状，因此来自上述压电元件的振动在该部位处被转换。因此，在设计在上述第1组光学部件上产生的振动波形时，必须还考虑粘接剂和上述振动传递部件的形状来成为对准了振动波节的保持结构、以及适当的保持力量。此外，因为安装了粘接剂和上述振动传递部件，所以构造变复杂，振动装置相应地大型化，而且使用了这种振动装置的图像设备也大型化。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供小型的振动装置及使用这种振动装置的图像设备。根据本发明的一个方面，提供了一种振动装置，其特征在于，包括保持部件，其构成为保持具有图像面的图像形成元件，其中在该图像面上生成光学图像；防尘部件，其具有构成为使从所述图像形成元件入射的光和入射到所述图像形成元件的光中的一方透过的多边形的板状透光部，和从该多边形的透光部的至少一边彼此不接触地以预定角度倾斜延伸的至少一个板状的侧壁部；以及施振部件，其被固定在所述至少一个板状的侧壁部中的一个上，构成为施加相对于所述透光部的面垂直的振动振幅，其中所述透光部和所述侧壁部使用同一部件形成为大致均勻厚度，所述板状透光部位于所述图像形成元件的前面，且配置有所述施振部件的一个侧壁部在固定有所述施振部件的部位以外的部位处， 被固定到所述保持部件上。根据本发明的另一个方面，提供了一种图像设备，其特征在于，包括图像形成元件，其具有图像面，其中在该图像面上生成光学图像；保持部件，其保持所述图像形成元件；防尘部件，其具有构成为使从所述图像形成元件入射的光和入射到所述图像形成元件的光中的一方透过的多边形的板状透光部，和从该多边形的透光部的至少一边彼此不接触地以预定角度倾斜延伸的至少一个板状的侧壁部；以及施振部件，其被固定在所述至少一个板状的侧壁部中的一个上，构成为施加相对于所述透光部的面垂直的振动振幅，其中所述透光部和所述侧壁部使用同一部件形成为大致均勻的厚度，所述板状透光部位于所述图像形成元件的前面，且配置有所述施振部件的一个侧壁部在固定有所述施振部件的部位以外的部位处， 被固定到所述保持部件上。根据本发明，能够提供小型的振动装置及使用这种振动装置的图像设备，该振动装置使用同一部件高强度地形成防尘部件的透光部和侧壁部，在该侧壁部上配置施振部件，并且在固定有该施振部件的部位以外的部位处，将该侧壁部固定到保持部件上，因此不需要在防尘部件的透光部上设置固定用的区域，即使该透光部的面积相同，也因为减去了固定用的区域，所以能够减小防尘部件自身的面积(投影面积)。
图1是简要示出作为本发明的图像设备的第1实施例的数字照相机的以电气为主的系统结构例的框图。图2A是数字照相机的包括尘埃去除机构的摄像元件单元的侧视纵剖面图(图2B 中的AA线剖面图)。图2B是从镜头侧观察尘埃去除机构时的主视图。图3A是构成尘埃去除机构的主要部分(振子)的立体图。图;3B是图3A的BB线剖面图。图3C是图3A的CC线剖面图。图4A是防尘过滤器的主视图，用于说明防尘过滤器上产生的振动的状态。图4B是图4A的BB线剖面图。图4C是图4A的CC线剖面图。图5A是防尘过滤器的主视图，用于说明防尘过滤器上产生的不同振动的状态。图5B是图5A的BB线剖面图。图5C是图5A的CC线剖面图。图6A是示出防尘过滤器的不同形式的立体图。图6B是图6A的BB线剖面图。图6C是图6A的CC线剖面图。图7是防尘过滤器的示意图，用于说明防尘过滤器上产生的驻波。图8是简要示出防尘过滤器控制电路的结构的电路图。图9示出了用于说明从防尘过滤器控制电路中的各个构成部件输出的各个信号的时序图。图IOA示出了例示第1实施例中的数字照相机的机身控制用微型计算机进行的照相机处理序列(主程序)的步骤的流程图的第1部分。图IOB示出了例示照相机处理序列(主程序)的步骤的流程图的第2部分。图11示出了表示图IOA中的子程序“无音施振动作”的动作步骤的流程图。图12示出了表示在图11中的子程序“无音施振动作”的步骤S201的时候并行执行的“显示动作”的动作步骤的流程图。图13示出了表示在图11中的子程序“无音施振动作”的步骤S203的时候并行执行的“显示动作”的动作步骤的流程图。图14示出了表示在图11中的子程序“无音施振动作”的步骤S205的时候并行执行的“显示动作”的动作步骤的流程图。图15示出了在无音施振动作中连续提供给施振部件的谐振频率的波形。图16示出了表示作为本发明的图像设备的第2实施例的数字照相机中的子程序 “无音施振动作”的动作步骤的流程图。
具体实施例方式以下，参照
用于实施本发明的最佳方式。
[第1实施例]以下具体例示的本发明的图像设备具有摄像元件单元的尘埃去除机构，该摄像元件单元通过光电转换来获得图像信号，此处作为一例说明了有关电子照相机(以下简称为 “照相机”)的尘埃去除功能的改良技术。尤其在本第1实施例中，参照图1 图2B说明可更换镜头的电子照相机(数字照相机)。首先，参照图1说明本实施例的数字照相机10的系统结构示例。该数字照相机10 由作为照相机机身的机身单元100、和作为更换镜头(附件装置的一种)的镜头单元200构成系统。镜头单元200通过设于机身单元100前面的未图示的镜头安装部件，能够在机身单元100上自由装卸。镜头单元200的控制由镜头单元200自身具有的镜头控制用微型计算机(以下称为“LUCom”)201进行。机身单元100的控制由机身单元100自身具有的机身控制用微型计算机(以下称为“Bucom”)101进行。在将镜头单元200安装在机身单元100 上的状态下，这些Lucom 201和Bucom 101经由通信连接器102电气连接成能够互相通信。 并且，照相机系统构成为使Lucom 201从属于Bucom 101协同工作。镜头单元200还具有摄影镜头202、光圈203、镜头驱动机构204和光圈驱动机构 205。摄影镜头202由设于镜头驱动机构204内的未图示的步进电机驱动。光圈203由设于光圈驱动机构205内的未图示的步进电机驱动。Lucom 201根据Bucom 101的指令来控制这些各个电机。在机身单元100内，例如按照图示配置有快门108、快门上紧机构112以及快门控制电路113。快门108是配置在摄影光轴上的焦面式快门。快门上紧机构112对用于驱动快门108的前帘和后帘的未图示的弹簧进行上紧。快门控制电路113控制这些快门108的前帘和后帘的动作。另外，在机身单元100内，在摄影光轴上设有摄像单元116，用于对通过上述光学系统的被摄体像进行光电转换。该摄像单元116是通过支架145将图像形成单元和作为防尘部件的防尘过滤器119 一体化而成的单元。图像形成单元包括作为图像形成元件(其具有图像面，在该图像面上生成光学图像)的摄像元件即CXD 117和设于该CXD 117的前面的光学低通滤波器(LPF) 118。在此，光学低通滤波器(LPF) 118是由石英等构成的光学元件。防尘过滤器119是由石英或玻璃等构成的光学元件，也可以是透明的塑料。S卩，防尘过滤器119只要是能够形成例如截面L字型等的具体后述的形式、且能够进行振动的透明部件即可。在上述防尘过滤器119的周缘部的一侧，安装有压电元件120。压电元件120具有两个电极。作为驱动部的防尘过滤器控制电路121使压电元件120按照由防尘过滤器119 的尺寸和材质确定的预定频率振动。通过该压电元件120的振动，使防尘过滤器119产生预定的振动，从而能够去除附着在该防尘过滤器119的表面上的尘埃。并且，针对摄像单元 116附加有校正抖动用的防抖单元。另外，本实施例中的数字照相机10构成为具有C⑶接口电路122、液晶监视器 123、SDRAM 124、闪存125和图像处理控制器126，由此能够提供电子摄像功能和电子记录显示功能。此外，在电子摄像功能中，包括记录动态图像的动态图像记录功能和所谓的浏览图像显示功能，该浏览图像显示功能是指将由CCD 117拍摄的图像作为动态图像同时显示在液晶监视器123上来用作取景器。关于取景器功能也可以设置光学式的单反取景器等。 C⑶接口电路122与CXD 117连接。SDRAM IM和闪存125作为存储区域发挥作用。图像处理控制器1 利用这些SDRAM 124和闪存125等进行图像处理。并且，记录介质127被安装成为能够更换，并能够通过未图示的通信连接器与机身单元100通信。该记录介质127 是各种存储卡或外置的HDD等外部记录介质，用于记录通过摄影得到的图像数据。作为其他存储区域，例如由EEPROM构成的非易失性存储器1 被设置成为能够从Bucom 101进行存取。该非易失性存储器1 存储进行照相机控制所需要的预定的控制参数。动作显示用IXD 129、动作显示用LED 130、照相机操作开关131和闪光灯控制电路132与Bucom 101连接。动作显示用IXD 1 和动作显示用LED 130用于通过显示输出将该数字照相机10的动作状态通知给用户。例如，在动作显示用LCD 1 或动作显示用 LED 130设有有显示部，其显示在防尘过滤器控制电路121动作的期间防尘过滤器119的振动动作。照相机操作开关131是包括例如释放开关、模式变更开关和电源开关等操作该数字照相机10所需要的操作按钮的开关组。闪光灯控制电路132驱动闪光灯133。另外，在该机身单元100内设有作为电源的电池134和电源电路135，电源电路 135把该电池134的电压转换为构成该数字照相机10的各个电路单元所需要的电压并提供该电压。并且，也设有电压检测电路(未图示)，用于检测从外部电源通过未图示的插座提供电流时的电压变化。如上所述构成的数字照相机10的各个部分大致按照下面所述动作。首先，图像处理控制器1 按照Bucom 101的指令，控制CXD接口电路122，从CXD 117获取图像数据。 该图像数据由图像处理控制器126转换为视频信号，并由液晶监视器123输出并显示。用户能够根据该液晶监视器123的显示图像确认所拍摄到的图像影像。SDRAM 124是图像数据的临时保存用存储器，被用作转换图像数据时的工作区域等。并且，图像数据在被转换为例如JPEG数据后，被保存在记录介质127中。此处，图像数据在为动态图像时被转换为MPEG数据等。如下进行摄影镜头202的对焦。根据一边依次变更摄影镜头202的位置一边拍摄得到的摄影图像，由Bucom 101运算对比度最高的位置。该位置通过通信连接器102从 Bucom 101被传递至Lucom 201, Lucom 201对摄影镜头202进行位置控制使得到达该位置。 对于测光，根据从摄影图像检测到的光量进行公知的测光处理。下面，参照图2A和图2B说明包括CXD 117的摄像单元116。另外，应该注意到图 2B中的阴影是为了容易理解各个部件的形状而使用的，不是示出剖面。摄像单元116如上所述具有CXD 117、光学LPF 118、防尘过滤器119和压电元件 120。CXD 117是获得图像信号的摄像元件，该图像信号对应于透过摄影光学系统并照射在 CXD 117的光电转换面上的光。光学LPF 118设于CXD 117的光电转换面侧，用于从透过摄影光学系统后照射的被摄体光束中去除高频成分。防尘过滤器119是在该光学LPF 118的前面侧隔开预定间隔与该光学LPF 118相对配置的截面L字型的防尘部件。压电元件120 设于该防尘过滤器119的侧壁部，是对防尘过滤器119施加预定的振动的施振部件。此处，CXD 117的CXD芯片136被直接安装在挠性基板137上，该挠性基板137设于固定板138上。从该挠性基板137的两端引出连接部139a、139b。并且，连接器140a、 140b设于主电路基板141上。连接部139a、139b与该连接器140a、140b连接，由此挠性基板137与主电路基板141侧连接。并且，CXD 117具有防护玻璃142。该防护玻璃142隔着垫片143固定安装在挠性基板137上。并且，在CXD 117和光学LPF 118之间，由弹性部件等构成的过滤器支承部件144 被设置在CCD 117的前面侧周缘部的避开光电转换面的有效范围的位置上。该过滤器支承部件144与光学LPF 118的背面侧周缘部的附近抵接，由此作为保持(XD117与光学LPF 118之间的大致气密性的密封部件发挥作用。并且，设有气密地覆盖CCD 117和光学LPF 118的支架145。该支架145在摄影光轴周围的大致中央部分具有矩形状的开口 146。在该开口 146的防尘过滤器119侧的内周缘部形成有剖面大致呈L字形状的台阶部147。从开口 146的后方侧配置光学LPF 118和CXD 117，由此成为保持CXD 117的保持部件。该情况下，将光学LPF 118配置成为使其前面侧周缘部与台阶部147大致气密地接触。这样，由台阶部147实现光学LPF 118在摄影光轴方向的位置限制，防止其从支架145的内部向前面侧脱出。另外，关于CXD 117与光学LPF 118的气密状态，只要是能够防止由于尘埃的进入使得尘埃被摄入到摄影图像中、导致尘埃对该图像造成影响的程度即可，不一定是完全防止气体进入的程度。另一方面，在支架145的前面侧设置有成为成像光线通过区域149的开口部。包围该开口部在支架145的前面侧环状地形成有支承部件150。该支承部件150用于在光学 LPF 118的前面隔开预定间隔保持防尘过滤器119，由橡胶或树脂等具有振动衰减性的弹性部件构成。截面L字型的防尘过滤器119具有板状的底面部119a和板状的侧壁部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的光透过的多边形的板状透光部。侧壁部11%从该多边形的底面部119a的一边相互不接触地以预定角度(此处为大致90° )倾斜延伸。该侧壁部119b被利用螺钉等紧固部件151固定在支架 145的上述开口部的周缘部。此时，上述底面部119a以在预定的按压状态下被上述支承部件150支承的方式被固定。没有延伸出上述侧壁部11%的上述底面部119a的一边成为自由端。支承部件150利用橡胶或树脂等具有振动衰减性的弹性部件形成，因此不会阻碍防尘过滤器119的振动。此外，关于防尘过滤器119和LPF 118形成的空间，由于支承部件 150根据防尘过滤器119的振动状态进行变形，对尘埃形成密封，所以摄入到图像的尘埃不会从外部进入该空间内。支架145、支承部件150和使CXD 117与光学LPF 118之间气密的过滤器支承部件144构成在该CCD 117和该防尘过滤器119的周缘部进行密封的密封结构，该支架145形成为对作为图像形成元件的CXD 117进行搭载的期望大小。摄像单元116 利用该密封结构，将CCD 117和防尘过滤器119相对而形成的区域构成为气密构造。另外， 关于防尘过滤器119与支承部件150的气密状态，只要是能够防止由于尘埃的进入使得尘埃被摄入到摄影图像中、导致尘埃对该图像造成影响的程度即可，不一定是完全防止气体进入的程度。另外，作为挠性印刷基板的挠性基板157与作为施振部件的压电元件120的端部电连接。通过该挠性基板157，将来自防尘过滤器控制电路121的后面叙述的预定电信号输入到压电元件120，使压电元件120产生预定的振动。挠性基板157利用树脂和铜箔等制成，具有柔软性，所以很少产生使压电元件120的振动衰减的情况。并且，通过把挠性基板157设置在振动振幅小的部位(后面叙述的振动的波节位置)，能够进一步抑制振动的衰减。另一方面，在具有下面叙述的抖动校正机构的情况下，压电元件120相对于机身单元 100进行相对移动。因此，在防尘过滤器控制电路121位于与机身单元100 —体的固定部件中的情况下，挠性基板157根据抖动校正机构的动作而变形并移位。该情况下，由于挠性基板157具有柔软性而且薄，所以是有效的。在本实施例的情况下，挠性基板157能从一处拉出，结构简单，所以最适合于具有抖动校正机构的照相机。从防尘过滤器119的表面脱离的尘埃如后面所述，由于其振动的惯性力和重力的作用，落到机身单元100的下侧。因此，在本实施例中，在防尘过滤器119的下侧附近设置台158，在该台158上设置利用粘接部件、粘接带等形成的保持部件159。该保持部件159 可靠地保持落下的尘埃，使其不再返回到防尘过滤器119的表面。下面，简单说明抖动校正功能。该抖动校正机构如图1所示，由X轴陀螺仪160、Y 轴陀螺仪161、防抖控制电路162、Χ轴致动器163、Υ轴致动器164、Χ框165、Υ框166 (支架 145)、框架167、位置检测传感器168和致动器驱动电路169构成。X轴陀螺仪160检测照相机绕X轴的抖动的角速度。Y轴陀螺仪161检测照相机绕Y轴的抖动的角速度。防抖控制电路162根据这些来自X轴陀螺仪160和Y轴陀螺仪161的角速度信号，运算抖动补偿量。致动器驱动电路169根据该运算的抖动补偿量，在设摄影光轴的方向为Z轴方向的情况下，使作为摄像元件的C⑶117在垂直于摄影光轴的XY平面内垂直的作为第1方向的X轴方向和作为第2方向的Y轴方向上位移移动，以补偿抖动。其中，在从致动器驱动电路169 输入了预定的驱动信号时，X轴致动器163沿X轴方向驱动X框165。同样，在从致动器驱动电路169输入了预定的驱动信号时，Y轴致动器164沿Y轴方向驱动Y框166。因此，把这些X轴致动器163和Y轴致动器164用作驱动源，把X框165和搭载了摄像单元116中的CCD 117的Y框166(支架14 作为相对于框架167移动的移动对象物。其中，X轴致动器163和Y轴致动器164采用组合了电磁旋转电机和丝杠进给机构等的机构、使用了音圈电机的直进电磁电机、或直进压电电机等。另外，位置检测传感器168检测X框165和Y 框166的位置。防抖控制电路162根据该位置检测传感器168的检测结果，通过致动器驱动电路169驱动X轴致动器163和Y轴致动器164，控制CXD 117的位置。此处，参照图3A 图7更具体地说明第1实施例的尘埃去除机构。如图3A所示， 防尘过滤器119形成为截面L字型。其底面部119a形成由包含圆的曲线围成的形状、或者总体形成多边形的板状(在本实施例中为四边形)。并且，该防尘过滤器119的底面部 119a的至少从能够得到最大振动振幅的位置沿放射方向具有预定范围的区域构成透光部。 另外，该防尘过滤器119的底面部119a也可以是总体上形成圆形，并将该圆的一部分剪切成直线状而成为具有一条边的D形状。或者，还可以使四边形的两边形成为圆弧状，形成为具有上下两条边的鼓形。这样，也可以是组合了曲线和直线的形状。此外，防尘过滤器119 具有侧壁部119b，该侧壁部119b从底面部119a的至少一边(在图3A中从一边的端面部) 朝向上述CXD 117的方向彼此不接触地以预定角度倾斜延伸出来。上述侧壁部119b形成了由上述板状底面部119a的一边和比该板状底面部119a的一边短的边构成的矩形形状。 并且，该防尘过滤器119的透光部以在光学LPF 118的前面侧隔开预定的间隔与光学LPF 118相对配置的方式，通过上述紧固部件151将上述侧壁部119b固定到上述支架145上。 此处，截面L字型的防尘过滤器119的上述底面部119a和侧壁部119b使用同一部件形成为大致均勻的厚度。
此外，在防尘过滤器119的上述侧壁部119b上，通过例如粘接剂的粘接等固定有压电元件120。压电元件120是施加相对于该防尘过滤器119的作为透光部的底面部119a 的面垂直的振动振幅的施振部件。另外，上述压电元件120形成为矩形形状，该压电元件 120配置成收纳在上述侧壁部119b内。并且，上述侧壁部11%在固定有该压电元件120的部位以外的部位处，利用上述紧固部件151被固定到上述支架145上。通过这样在防尘过滤器119上配置压电元件120，形成振子170。在对压电元件120施加了预定的频率电压时， 该振子170谐振振动，并以较大的振幅产生图4A 图4C所示的与底面部119a垂直的弯曲振动。这里，当考虑对侧壁部119b和底面部119a进行一体成型时，构成防尘过滤器119 的侧壁部119b与作为透光部的底面部119a所成的角度优选为90°以上。并且，考虑其投影面积的放大和刚性时，可以设为135°左右以下。此外，在如图3A和图;3B所示，用近似于圆筒面的面构成连接底面部119a和侧壁部119b的面时，防尘过滤器119的刚性更高，从而能够使防尘过滤器119小型化。即，侧壁部11%在光轴方向上刚性较高且不引起变形， 但是作为透光部的底面部119a作为悬臂梁而可自由弯曲。因此，防尘过滤器119和压电元件120的安装结构简单，即使简化该安装结构也无损于性能，从而能够提供可在防尘过滤器119上产生期望的振动波形的小型振子170。如图3A所示，在压电元件120上形成有信号电极171和信号电极172，信号电极 172设在与该信号电极171相对的背面，并通过侧壁部绕到具有上述信号电极171的一侧的面。并且，上述具有导电性图案的挠性基板157与信号电极171和信号电极172电连接。 由通过挠性基板157连接的防尘过滤器控制电路121对各个信号电极171、172施加具有预定周期的驱动电压。通过施加该驱动电压，能够使防尘过滤器119产生图4A 图4C所示的二维驻波弯曲振动。并且，防尘过滤器119的底面部119a的尺寸为长边的长度是LA， 与该长边垂直的短边的长度是LB。图4A所示的弯曲振动表示驻波振动。在图4A中，在表示振动的波节区域(振动振幅小的区域)173的黑色线状区域中，黑色越深，振动振幅越小。 另外，图4A中所示的网格是有限元法的分割网格。在振动速度大的情况下，如图4A所示，在波节区域173的间隔小时，在波节区域 173中产生大的面内振动(沿着面的方向的振动)。由此，使处于波节区域173的尘埃沿面内振动方向产生大的惯性力(参照后面叙述的图7的质点Y2的移动。以波节为中心，在Y2 和Y2'之间进行圆弧振动)。如果使防尘过滤器119的面在与重力平行的方向上倾斜，以使沿着尘埃的附着面的力发挥作用，则惯性力和重力发挥作用，也能够去除附着在波节区域173上的尘埃。另外，图4Α中的白色区域表示振动振幅大的区域。附着在该白色区域中的尘埃可以通过振动所施加的惯性力来去除。也可以对压电元件120输入不同频率的电信号，并按照在波节区域173中具有振动振幅的其他振动模式(例如图5Α所示的振动模式)进行施振来去除附着在振动波节区域173上的尘埃。图4Α所示的弯曲振动模式是X方向的弯曲振动和Y方向的弯曲振动合成而形成的。即使如本实施例那样沿一条边配置压电元件，也成为振动振幅非常大的振动模式(产生与以往的圆形防尘过滤器相同程度的振动振幅)。此时，成为图4Α的振动模式。在该振动模式中，从防尘过滤器119的关于通过其重心119c的第1假想线VLl对称的一条边朝向与该一条边相对配置的另一条边侧，形成有呈大致同心圆状连续存在的振动振幅的波峰的峰线，来自X方向的边的反射波和来自Y方向的边的反射波高效地合成而形成驻波。此处， 压电元件120以该压电元件120的重心位于上述第1假想线VLl上的方式，配置成其长度方向的一边与上述防尘过滤器119的作为透光部的底面部119a的一边大致平行。此外，具有最大的振动速度、振动振幅的中心振动区域175的重心17 与防尘过滤器119的重心119c 同样位于上述第1假想线VLl上。S卩，第1假想线VLl和第2假想线VL2 —致，第1假想线 VLl连接压电元件120的长度方向的一边中间点和与该成像光线通过区域149对应的作为板状透光部的底面部119a的一边中间点(防尘过滤器119的重心119c)，第2假想线VL2 连接该板状透光部的底面部119a的振动中心(中心振动区域175的重心175a)和该板状底面部119a的一边中间点(防尘过滤器119的重心119c)。但是，因为仅配置一个压电元件120，因此该中心振动区域175的重心17 从防尘过滤器119的重心119c向配置有上述压电元件120的一边侧偏离。这里，即使施加驱动电压，压电元件120的重心也不进行伸缩，因此期望以压电元件120的重心位于波节区域处的方式安装压电元件120。另一方面，防尘过滤器119的侧壁部119b在所产生的振动的振幅方向上延伸，因此底面部119a和侧壁部119b的上述第1 假想线VLl上的边界部分不振动，而成为波节区域173。因此，将压电元件120配置成其重心位于上述第1假想线VLl上的上述边界部分。此时，在将压电元件120配置于防尘过滤器119的底面部119a时，即使在上述边界部分处沿着长边进行了配置，重心的位置也成为具有一定程度较大振动振幅的位置。这是因为在压电元件120的短边方向具有一定程度的尺寸。与此相对，在将压电元件120配置于防尘过滤器119的侧壁部119b时，压电元件120 的厚度方向的尺寸较小，因此重心位置大致成为上述边界部分，因此优选。图4A 图4C所示的振子170的防尘过滤器119为25. Omm(X方向LA、 LF) X24. 2mm(Y方向:LB) X4. 2mm(Z方向H)，底面部119a和侧壁部119b为壁厚均勻的 0.2mm的玻璃板(光学元件)。并且，压电元件120利用16. 6mm(X方向)X2. 4mm(Y方向)X0. 6mm(厚度)的锆钛酸铅陶瓷制成。利用环氧树脂类的粘接剂将该压电元件120沿着防尘过滤器119的侧壁部11%进行粘接固定。更具体地讲，在X方向、Z方向上，上述压电元件120被配置成为关于与通过防尘过滤器119的侧壁部中心的X轴平行的轴以及与Z 轴平行的轴是轴对称的。此时，图4A所示的振动模式的谐振频率为90kHz左右。在防尘过滤器119的中央位置，能够获得中心振动区域175，该中心振动区域175具有与防尘过滤器构成为四边形的防尘过滤器119所内接的大小的圆形时差不多的最大振动速度、振动振幅。此外，图5A 图5C的振动模式是通过改变图4A 图4C的防尘过滤器119的施振用频率(例如78kHz左右)而产生的模式。图6A 图6C所示的振子170的又一变形例为侧壁部119b分别从防尘过滤器 119的作为矩形透光部的底面部119a的相对一边延伸出来，从而使防尘过滤器119总体上形成为截面U字状。并且，压电元件120设置在该两个侧壁部119b中的一方上。没有延伸出上述侧壁部11%的上述底面部119a的另一边分别成为自由端。这样，作为透光部的底面部119a可作为双臂梁自由弯曲。因此，防尘过滤器119和压电元件120的安装结构简单， 即使简化该安装结构也无损于性能，从而能够提供可在防尘过滤器119上产生期望的振动波形的小型振子170。此外，在这种结构中，在相对的部位处，用紧固部件151相对于支架 145固定防尘过滤器119，因此大致气密性比截面L字型的防尘过滤器119高。另外，将防尘过滤器119的材质说明为透明的玻璃，但是也可以是甲基苯烯酸甲酯树脂、聚碳酸酯树脂等树脂。最适当的为可成型的树脂、玻璃材料。下面，使用图7具体说明尘埃的去除。图7表示与图4B相同的剖面。压电元件 120沿图7中的箭头177所示的方向被实施极化。当在某个时间点、对该压电元件120施加了预定的频率电压时，振子170成为实线所示的状态。在设振动的角速度为ω、设Z方向的振幅为Α、并且设为Y =(λ 弯曲振动的波长)时，位于振子170表面的任意位置y处的质点Y在任意时刻t的Z方向的振动ζ如下式⑴所示ζ = A · sin (Y) · cos (ω t) (1)该式表示图4A所示的驻波振动。S卩，在y = s · λ /2时(其中，s为整数)，Y = sJi, sin(Y)为零。因此，与时间无关，每λ/2具有Z方向的振动振幅为零的波节178，这是驻波振动。并且，在图7中虚线所示的状态表示相对于时间、的状态振动为反相的t = k^i/ω的状态(其中，k为奇数)。其次，关于防尘过滤器119上的点Y1的振动ζ (Y1)，因为成为弯曲驻波振动的波腹 179的位置，所以在Z方向的振动中振动振幅为A，如下式(2)所示ζ (Y1) = A · cos ( ω t) (2)在设振动的频率为f时，点Y1的振动速度Vz (Y1)为ω =2Jif，所以将上述式⑵ 按照时间进行微分后，如下式C3)所示
权利要求
1.一种振动装置，其特征在于，包括保持部件，其构成为保持具有图像面的图像形成元件，其中在该图像面上生成光学图像；防尘部件，其具有构成为使从所述图像形成元件入射的光和入射到所述图像形成元件的光中的一方透过的多边形的板状透光部、和从该多边形的透光部的至少一边彼此不接触地以预定角度倾斜延伸的至少一个板状的侧壁部；以及施振部件，其被固定在所述至少一个板状的侧壁部中的一个上，构成为施加相对于所述透光部的面垂直的振动振幅，所述透光部和所述侧壁部使用同一部件形成为大致均勻厚度， 所述板状透光部位于所述图像形成元件的前面，并且配置有所述施振部件的一个侧壁部在固定有所述施振部件的部位以外的部位处，被固定到所述保持部件上。
2.根据权利要求1所述的振动装置，其特征在于，在所述板状透光部与所述保持部件之间配置有弹性部件，并且没有延伸出所述侧壁部的透光部的一边成为自由端。
3.根据权利要求1所述的振动装置，其特征在于，所述侧壁部形成为由所述板状透光部的一边和比该板状透光部的一边短的边构成的矩形形状。
4.根据权利要求3所述的振动装置，其特征在于， 所述施振部件形成为矩形形状，并且该施振部件被配置成收纳在所述一个侧壁部内。
5.根据权利要求1所述的振动装置，其特征在于，所述施振部件被配置成其长度方向的一边与所述板状透光部的一边大致平行，并且第1假想线和第2假想线一致，其中第1假想线连接该施振部件的长度方向的一边的中间点与该板状透光部的一边的中间点，第2假想线连接该板状透光部的振动中心与该板状透光部的一边的中间点。
6.根据权利要求1所述的振动装置，其特征在于， 所述透光部形成为矩形形状，所述侧壁部从所述透光部的相对的边延伸出来，并且所述防尘部件总体上形成为U字状。
7.根据权利要求1所述的振动装置，其特征在于，所述侧壁部相对于所述透光部的延长线在0° 135°的范围内倾斜。
8.一种图像设备，其特征在于，包括图像形成元件，其具有图像面，其中在该图像面上生成光学图像； 保持部件，其保持所述图像形成元件；防尘部件，其具有构成为使从所述图像形成元件入射的光和入射到所述图像形成元件的光中的一方透过的多边形的板状透光部、和从该多边形的透光部的至少一边彼此不接触地以预定角度倾斜延伸的至少一个板状的侧壁部；以及施振部件，其被固定在所述至少一个板状的侧壁部中的一个上，构成为施加相对于所述透光部的面垂直的振动振幅，所述透光部和所述侧壁部使用同一部件形成为大致均勻厚度， 所述板状透光部位于所述图像形成元件的前面，并且配置有所述施振部件的一个侧壁部在固定有所述施振部件的部位以外的部位处，被固定到所述保持部件上。
全文摘要
振动装置及使用该振动装置的图像设备。振动装置具有保持部件、防尘部件和施振部件。保持部件构成为保持具有图像面的图像形成元件，其中在该图像面上生成光学图像。防尘部件具有构成为使从所述图像形成元件入射的光和入射到所述图像形成元件的光中的一方透过的多边形的板状透光部，和从该多边形的透光部的至少一边彼此不接触地以预定角度倾斜延伸的板状侧壁部。施振部件被固定在所述至少一个板状侧壁部上，构成为施加相对于所述透光部的面垂直的振动振幅。所述透光部和所述侧壁部使用同一部件形成为大致均匀厚度。所述板状透光部位于所述图像形成元件的前面。所述侧壁部中的配置有施振部件的侧壁部在固定有所述施振部件的部位以外的部位处，被固定到所述保持部件上。
文档编号H04N5/225GK102572234SQ201110366329
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月17日 优先权日2010年12月22日
发明者吉田修一 申请人:奥林巴斯映像株式会社