專(zhuān)利名稱(chēng)：振動(dòng)裝置及包含它的驅(qū)動(dòng)裝置、除塵裝置和光學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及振動(dòng)裝置，更特別地，涉及用于通過(guò)振動(dòng)來(lái)移動(dòng)物體的振動(dòng)裝置，即， 用于諸如照相機(jī)、傳真機(jī)、掃描儀、投影儀、復(fù)印機(jī)、激光束打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、鏡頭、雙目 鏡或圖像顯示裝置之類(lèi)的光學(xué)裝置的除塵裝置中的振動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，圖像拾取裝置的光學(xué)傳感器的分辨率得到提高。伴隨這種提高，由圖像拾 取裝置拍攝的圖像變得更嚴(yán)重地受到在使用過(guò)程中粘附于光學(xué)系統(tǒng)的灰塵的影響。特別地，攝像機(jī)或靜態(tài)照相機(jī)的圖像拾取元件的分辨率顯著提高。因此，如果灰塵 粘附于設(shè)置在圖像拾取元件附近的光學(xué)元件，那么會(huì)在圖像中導(dǎo)致缺陷。例如，如果來(lái)自外部的灰塵或在內(nèi)部的機(jī)械滑動(dòng)摩擦面上產(chǎn)生的磨損粉末粘附于 紅外截止濾波器或光學(xué)低通濾波器，那么，對(duì)于圖像拾取元件的表面上的圖像的少量的模 糊，灰塵更加明顯地在拍攝的圖像中顯現(xiàn)。另一方面，復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)或掃描儀的圖像拾取部分通過(guò)掃描線(xiàn)傳感器或通過(guò)掃 描接近線(xiàn)傳感器的原稿而讀取平面文檔。在這種情況下，如果灰塵粘附于關(guān)于線(xiàn)傳感器的 光束入射部分，那么灰塵在掃描圖像中顯現(xiàn)。特別地，在諸如傳真機(jī)的讀取部分之類(lèi)的采用掃描原稿的系統(tǒng)的裝置的情況下， 或者，在來(lái)自復(fù)印機(jī)的自動(dòng)原稿傳輸裝置的原稿在被傳輸?shù)耐瑫r(shí)被讀取的所謂的流動(dòng)讀取 類(lèi)型的情況下，一?；覊m作為在原稿傳輸方向上持續(xù)的線(xiàn)圖像而顯現(xiàn)。作為結(jié)果，出現(xiàn)圖像質(zhì)量大大受損的問(wèn)題。當(dāng)通過(guò)人力擦除灰塵時(shí)，可恢復(fù)圖像質(zhì)量。但是，在使用過(guò)程中粘附的灰塵只能在 圖像拍攝之后被確認(rèn)。在灰塵被確認(rèn)之前被拍攝或被掃描的圖像使灰塵在圖像中顯現(xiàn)，這 需要通過(guò)軟件進(jìn)行校正。此外，在復(fù)印機(jī)的情況下，具有灰塵的圖像同時(shí)被輸出到諸如紙張 片材之類(lèi)的介質(zhì)，這需要相當(dāng)大的努力進(jìn)行校正。鑒于上述的問(wèn)題，在常規(guī)上提出了通過(guò)施加振動(dòng)從圖像讀取部分移除灰塵的圖像 讀取裝置(美國(guó)專(zhuān)利No. 7，006，138和美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2009/207493)。圖8A示出在美國(guó)專(zhuān)利No. 7，006, 138中公開(kāi)的常規(guī)的防塵元件部分的配置。防塵元件部分包含用作光學(xué)元件的玻璃板27。光束穿過(guò)玻璃板27內(nèi)側(cè)的成像光 束透射范圍27a，并且在圖像拾取元件(未示出)上成像。此外，壓電體271、272、273和274被固定到玻璃板27。用于接地的電氣端子275被設(shè)置在各壓電體和玻璃板27之間。各壓電體沿長(zhǎng)度方向包含極性方向交替改變的區(qū)間(在圖8A中由“ + ”和“_”指 示)。壓電體271和壓電體273沿長(zhǎng)度方向具有相同的極性布置。此外，壓電體272和壓電體274沿長(zhǎng)度方向具有相同的極性布置。當(dāng)“ + ”和“-” 的區(qū)間長(zhǎng)度被定義為λ時(shí)，壓電體272和壓電體274的極性布置相對(duì)于壓電體271和壓電 體273的極性布置沿長(zhǎng)度方向各位移λ/4。
壓電體271和壓電體273通過(guò)振蕩器以相同的周期各被施加相同時(shí)間相位的電壓。另一方面，壓電體272和壓電體274通過(guò)振蕩器以相同的周期被施加時(shí)間相位由 90度移相器從壓電體271和壓電體273的時(shí)間相位偏移的電壓。圖8B示出從上述的圖8A的h方向觀(guān)察的在玻璃板27的表面上產(chǎn)生的行波。行波向圖8B中的右方(箭頭i的方向)行進(jìn)。當(dāng)在玻璃板27的表面上產(chǎn)生行波 時(shí)，在玻璃板27的表面上的任何質(zhì)點(diǎn)上都發(fā)生圖8B的紙面上的逆時(shí)針?lè)较蛏系臋E圓運(yùn)動(dòng)。因此，粘附于玻璃板27的表面的灰塵向圖8B的左方移動(dòng)，以從成像光束透射區(qū)域 27a被去除。圖9A示出在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2009/207493中公開(kāi)的常規(guī)的除塵裝置的振動(dòng)裝置 的配置。對(duì)圖像拾取元件301設(shè)置振動(dòng)裝置300，所述圖像拾取元件301將接收的物體圖像 轉(zhuǎn)換成電信號(hào)以便產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)。圖像拾取元件301的表面(前表面)中的空間被振動(dòng)裝置300和圖像拾取元件 301氣密密封。振動(dòng)裝置300包含光學(xué)元件302和一對(duì)壓電元件303a和303b。光學(xué)元件302具 有矩形板形狀的形式。壓電元件303a和30 通過(guò)接合而被固定到光學(xué)元件302的兩個(gè)端 部，并且，各用作電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件。壓電元件303a被施加交變電壓A，壓電元件30 被施加交變電壓B。圖9B示出面外一階彎曲振動(dòng)A的位移分布和面外二階彎曲振動(dòng)B的位移分布?？v軸表示振動(dòng)裝置300的表面的面外方向上的位移，該表面與設(shè)置圖像拾取元件 301的側(cè)相對(duì)，其中，圖像拾取元件301側(cè)被定義為負(fù)側(cè)。如圖9B所示，橫軸對(duì)應(yīng)于振動(dòng)裝 置300的長(zhǎng)度方向上的位置。交變電壓A和交變電壓B均是周期響應(yīng)于伴隨面外一階彎曲振動(dòng)和面外二階彎曲 振動(dòng)而發(fā)生的共振現(xiàn)象的交變電壓。此外，交變電壓A和交變電壓B在時(shí)間相位上相互不 同。因此，在振動(dòng)裝置300中，兩個(gè)振動(dòng)-即時(shí)間相位不同的面外一階彎曲振動(dòng)和面外 二階彎曲振動(dòng)-的組合振動(dòng)被激勵(lì)。圖10、圖11、圖12和圖13是對(duì)于各時(shí)間相位示出面外一階彎曲振動(dòng)和面外二階 彎曲振動(dòng)在這兩種振動(dòng)具有90度的時(shí)間相位差并且其間的振幅比為1 1的情況下的位 移以及組合這些振動(dòng)的振動(dòng)體的位移的曲線(xiàn)圖。在圖10、圖11、圖12和圖13中，波形C示出面外一階彎曲振動(dòng)的位移。波形D示 出面外二階彎曲振動(dòng)的位移。波形E示出其中組合這兩種振動(dòng)的振動(dòng)裝置300的位移。波形G示出時(shí)間相位比波形E超前30度的振動(dòng)裝置300的位移。波形F示出振動(dòng)裝置300中的Y方向上的歸一化位移速率。在操作除塵裝置的情 況下，當(dāng)光學(xué)元件302使粘附于光學(xué)元件302的表面的灰塵上升到面外(沿與設(shè)置圖9B的 圖像拾取元件301的側(cè)相對(duì)的方向(正方向))時(shí)，該灰塵被施加光學(xué)元件302的表面的法 線(xiàn)方向上的力，并且以彈跳的方式移動(dòng)。換句話(huà)說(shuō)，在各時(shí)間相位中，當(dāng)示出Y方向上的位移速率的波形F取正值時(shí)，灰塵上升到面外，并且被施加示出相應(yīng)時(shí)間相位中的振動(dòng)裝置 300的位移的波形E的法線(xiàn)方向上的力。然后，灰塵一旦脫離初始粘附位置，即使灰塵再次 粘附于光學(xué)元件，也重新定位于與初始粘附位置不同的位置(移動(dòng)后的位置)。以這種方 式，灰塵通過(guò)以如上所述的方式反復(fù)脫離和重新定位而保持移動(dòng)。圖10 圖13的箭頭h指示灰塵的移動(dòng)方向。參照?qǐng)D10 圖13，在光學(xué)元件302的位置60和位置300之間的范圍中，在一個(gè)振 動(dòng)周期中，用于在X方向的正方向上移動(dòng)灰塵的振動(dòng)量顯著大于用于在X方向的負(fù)方向上 移動(dòng)灰塵的振動(dòng)量。因此，灰塵會(huì)在X方向的正方向上被移動(dòng)。當(dāng)光學(xué)元件302的關(guān)于圖像拾取元件301的有效部分落入位置60和位置300之 間的范圍內(nèi)時(shí)，灰塵可從有效部分被去除。但是，上述的振動(dòng)裝置具有以下的問(wèn)題。在美國(guó)專(zhuān)利No. 7，006, 138中公開(kāi)的振動(dòng) 裝置中，玻璃板27的端部干擾行波的行進(jìn)方向。行波被所述端部反射，結(jié)果是入射波和反 射波相互重疊，這會(huì)形成不行進(jìn)的駐波。駐波不產(chǎn)生橢圓運(yùn)動(dòng)，這使得難以?xún)H沿一個(gè)方向移動(dòng)灰塵。作為替代方案，如果采用消除反射波的方法，那么，由于僅當(dāng)入射波和反射波相互 重疊時(shí)發(fā)生共振現(xiàn)象，因此可能難以利用共振現(xiàn)象。作為結(jié)果，不能獲得大的振幅，由此，橢圓運(yùn)動(dòng)的速度也降低。因此，灰塵以低速移 動(dòng)，這有損效率。同時(shí)，在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2009/207493中公開(kāi)的振動(dòng)裝置中，由于共振現(xiàn)象，獲 得大的響應(yīng)振幅。但是，振動(dòng)裝置300具有許多的共振模式，由此，也會(huì)產(chǎn)生除了這兩種希 望的振動(dòng)以外的不必要的振動(dòng)。當(dāng)產(chǎn)生不必要的振動(dòng)時(shí)，如果該不必要的振動(dòng)增大到某個(gè)值或更大，那么使光學(xué) 元件302的表面上的物體上升到面外的力的面內(nèi)方向可能在表面的一些區(qū)域中變得相反， 或者，所述力可能具有更少量的面內(nèi)方向的分量。在一些區(qū)域中，面內(nèi)移動(dòng)方向可能變得彼 此相反，從而導(dǎo)致灰塵不能被移動(dòng)或者移動(dòng)灰塵的力變得小于灰塵的粘附力的狀況，結(jié)果 是移動(dòng)灰塵的效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的問(wèn)題，做出了本發(fā)明，因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供振動(dòng)裝置及包 含該振動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)裝置、除塵裝置和光學(xué)裝置，這些裝置能夠通過(guò)振動(dòng)而在預(yù)定方向上 有效移動(dòng)包括灰塵的物體。本發(fā)明提供被如下配置的振動(dòng)裝置及包含該振動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)裝置、除塵裝置和光 學(xué)裝置。根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)裝置包括振動(dòng)體，包含多個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件；電源，用 于向所述多個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件施加交變電壓；和控制電路，用于控制要由電源施加 的交變電壓，所述振動(dòng)裝置通過(guò)控制電路以預(yù)定的時(shí)間相位差在振動(dòng)體中產(chǎn)生第一駐波和 第二駐波，所述第一駐波和所述第二駐波具有在相同方向上排列(aligned)的多個(gè)節(jié)線(xiàn)并 且在階次方面是不同的，其中，所述振動(dòng)體包含所述多個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件中的在所述多個(gè)節(jié)線(xiàn)延伸的方向上設(shè)置的至少一個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件，并且還包含所述多個(gè)電 氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件中的在排列所述多個(gè)節(jié)線(xiàn)的方向上設(shè)置的至少另一個(gè)電氣機(jī)械能量 轉(zhuǎn)換元件。此外，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置具有包含上述振動(dòng)裝置的特征。此外，本發(fā)明的除塵裝置具有包含上述振動(dòng)裝置的特征。并且，本發(fā)明的光學(xué)裝置具有包含上述振動(dòng)裝置的特征。根據(jù)本發(fā)明，可以獲得振動(dòng)裝置及包含該振動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)裝置、除塵裝置和光學(xué) 裝置，這些裝置能夠通過(guò)振動(dòng)而在預(yù)定方向上有效地移動(dòng)包括灰塵的物體。參照附圖閱讀示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的振動(dòng)裝置的透視圖。圖2是示出常規(guī)振動(dòng)裝置中的激振力的頻率和振動(dòng)響應(yīng)的大小之間的關(guān)系的曲 線(xiàn)圖。圖3示出振動(dòng)體中的面外十階彎曲振動(dòng)和面外十一階彎曲振動(dòng)的位移分布以及 壓電元件的布置。圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的振動(dòng)裝置的透視圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的振動(dòng)裝置的透視圖。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的壓電元件中的電極的布置。圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的振動(dòng)裝置的透視圖。圖8A示出常規(guī)振動(dòng)裝置的配置。圖8B示出從圖8A的h方向觀(guān)察的在玻璃板的表面上產(chǎn)生的行波。圖9A示出常規(guī)振動(dòng)裝置的配置。圖9B示出常規(guī)振動(dòng)裝置的振動(dòng)體中的面外一階彎曲振動(dòng)A的位移分布和面外二 階彎曲振動(dòng)B的位移分布以及壓電元件的布置。圖10對(duì)于各時(shí)間相位示出常規(guī)振動(dòng)裝置中的面外一階彎曲振動(dòng)和面外二階彎曲 振動(dòng)在這兩種振動(dòng)具有90度的時(shí)間相位差的情況下的位移以及組合這些振動(dòng)的振動(dòng)體 的位移的曲線(xiàn)圖。圖11對(duì)于各時(shí)間相位示出常規(guī)振動(dòng)裝置中的面外一階彎曲振動(dòng)和面外二階彎曲 振動(dòng)在這兩種振動(dòng)具有90度的時(shí)間相位差的情況下的位移以及組合這些振動(dòng)的振動(dòng)體的 位移的曲線(xiàn)圖。圖12對(duì)于各時(shí)間相位示出常規(guī)振動(dòng)裝置中的面外一階彎曲振動(dòng)和面外二階彎曲 振動(dòng)在這兩種振動(dòng)具有90度的時(shí)間相位差的情況下的位移以及組合這些振動(dòng)的振動(dòng)體的 位移的曲線(xiàn)圖。圖13對(duì)于各時(shí)間相位示出常規(guī)振動(dòng)裝置中的面外一階彎曲振動(dòng)和面外二階彎曲 振動(dòng)在這兩種振動(dòng)具有90度的時(shí)間相位差的情況下的位移以及組合這些振動(dòng)的振動(dòng)體的 位移的曲線(xiàn)圖。
具體實(shí)施例方式以下，描述本發(fā)明的實(shí)施例。(第一實(shí)施例)參照?qǐng)D1，描述根據(jù)第一實(shí)施例的在照相機(jī)中安裝的振動(dòng)裝置的配置例子。根據(jù)第一實(shí)施例的振動(dòng)裝置用作用于移動(dòng)去除灰塵的除塵裝置。圖1示出光學(xué)元件1、用作電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件的四個(gè)壓電元件W2a、2b、2c、 2d)和圖像拾取元件4。在與圖像拾取元件4相同的側(cè)，壓電元件2通過(guò)接合被固定到光學(xué) 元件1。壓電元件2中的兩個(gè)(h、2b)在垂直方向上延伸，并且被設(shè)置在光學(xué)元件1的水 平方向上的兩個(gè)端部上。壓電元件2中的另外兩個(gè)(2c、2d)在水平方向上延伸，并且相對(duì)于光學(xué)元件1的 垂直方向上的兩個(gè)端部而被設(shè)置在內(nèi)側(cè)?？刂齐娐?00設(shè)定要由電源101產(chǎn)生的交變電壓的頻率、電壓值和時(shí)間相位。電源101與壓電元件h、2b、2c和2d電連接。光學(xué)元件1和壓電元件2形成振動(dòng)體3。振動(dòng)體3被連附到用作受光元件的圖像拾取元件4，使得圖像拾取元件4的表面 中的空間被氣密密封。來(lái)自對(duì)象的光穿過(guò)光學(xué)元件1并且進(jìn)入圖像拾取元件4。允許光在穿過(guò)光學(xué)元件 1之后進(jìn)入此時(shí)的圖像拾取元件4的范圍被定義為光學(xué)有效區(qū)域5。即使在第一實(shí)施例中，與美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2009/207493類(lèi)似，也以時(shí)間相位差激 勵(lì)兩個(gè)面外彎曲振動(dòng)，所述兩個(gè)面外彎曲振動(dòng)在振動(dòng)階次方面互不相同并且具有在相同方 向上排列的節(jié)線(xiàn)。
出于這種原因，在第一實(shí)施例中，控制電路100把要由電源101產(chǎn)生的交變電壓的 頻率設(shè)為對(duì)于在振動(dòng)的階次方面互不相同并且具有在紙面上的水平方向上排列的節(jié)線(xiàn)的 面外十階彎曲振動(dòng)(第一駐波)和面外十一階彎曲振動(dòng)(第二駐波)二者均表現(xiàn)出響應(yīng)的頻率。這里，根據(jù)本發(fā)明的上述的節(jié)線(xiàn)被形成如下。即，當(dāng)向要被振動(dòng)的物體(例如光學(xué) 元件)的預(yù)定表面施加振動(dòng)使得在要被振動(dòng)的物體的表面上產(chǎn)生駐波時(shí)，連接駐波的節(jié)點(diǎn) 的線(xiàn)被稱(chēng)為節(jié)線(xiàn)。進(jìn)一步地，當(dāng)節(jié)線(xiàn)在相同的方向上被排列時(shí)，在存在排列的多個(gè)節(jié)線(xiàn)的情 況下，該方向?qū)?yīng)于節(jié)線(xiàn)被排列的方向(與節(jié)線(xiàn)正交的方向)。此外，控制電路100設(shè)定要由電源101產(chǎn)生的四個(gè)交變電壓的時(shí)間相位。作為結(jié)果，以不同的時(shí)間相位在振動(dòng)體3中產(chǎn)生面外十階彎曲振動(dòng)(第一駐波) 和面外十一階彎曲振動(dòng)(第二駐波)。這些振動(dòng)被組合為當(dāng)在面外方向上提升物體時(shí)在光學(xué)元件1的表面的幾乎整個(gè) 區(qū)域上在相同的面內(nèi)方向上指向的振動(dòng)。作為結(jié)果，要通過(guò)振動(dòng)而被移動(dòng)的包括灰塵的所有物體可被施加僅一個(gè)面內(nèi)方向 上的力，由此獲得單向的移動(dòng)。這里，進(jìn)一步詳細(xì)描述現(xiàn)有技術(shù)(美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2009/207493)中固有的上述 問(wèn)題。
圖2是示出如現(xiàn)有技術(shù)(美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2009/207493)中那樣僅在水平方向上 的兩個(gè)端部上設(shè)置壓電元件2的情況下的激振力的頻率和各振動(dòng)的響應(yīng)的大小之間的關(guān) 系的曲線(xiàn)圖。具有在水平方向上排列的節(jié)線(xiàn)并且在振動(dòng)的階次方面互不相同的兩個(gè)振動(dòng)A和B 有助于物體的單向移動(dòng)。在這兩個(gè)振動(dòng)中，振動(dòng)A的共振頻率比振動(dòng)B低。在圖2中，振動(dòng)C、振動(dòng)D和振動(dòng)E被作為其它的不必要的振動(dòng)而示出。不必要的振動(dòng)C在水平方向上的彎曲振動(dòng)的階次方面與振動(dòng)A相同，并且同時(shí)引 起垂直方向上的一階彎曲形變。振動(dòng)C的波長(zhǎng)與振動(dòng)A基本上相同，并且具有接近振動(dòng)A 的共振頻率的共振頻率。當(dāng)振動(dòng)C大時(shí)，位移分布在垂直方向上變得不均勻，從而導(dǎo)致灰塵在一些區(qū)域中 不能被移動(dòng)或者移動(dòng)灰塵的力在一些區(qū)域中會(huì)減小的狀況，結(jié)果是移動(dòng)灰塵的效率降低。類(lèi)似地，不必要的振動(dòng)D在水平方向上的彎曲振動(dòng)的階次方面與振動(dòng)B相同，并且 同時(shí)引起垂直方向上的一階形變。振動(dòng)D的波長(zhǎng)與振動(dòng)B基本上相同，并且具有接近振動(dòng)B的共振頻率的共振頻率。當(dāng)振動(dòng)D大時(shí)，位移分布在垂直方向上變得不均勻，從而導(dǎo)致灰塵在一些區(qū)域中 不能被移動(dòng)或者移動(dòng)灰塵的力在一些區(qū)域中會(huì)減小的狀況，結(jié)果是移動(dòng)灰塵的效率降低。當(dāng)使用允許從振動(dòng)A和振動(dòng)B獲得大的響應(yīng)的圖2的頻率f作為驅(qū)動(dòng)頻率時(shí)，不 必要的振動(dòng)C和振動(dòng)D在共振頻率和驅(qū)動(dòng)頻率上變得相互接近，由此，它們的響應(yīng)也增大。作為結(jié)果，不必要的振動(dòng)C或不必要的振動(dòng)D可能妨礙物體的單向移動(dòng)。不必要的振動(dòng)E在水平方向上的彎曲振動(dòng)的階次方面與振動(dòng)A或振動(dòng)B不同，由 此，振動(dòng)E產(chǎn)生垂直方向上的彎曲形變。如果不必要的振動(dòng)E的響應(yīng)大，那么組合振動(dòng)的 水平方向上的位移分布混亂，由此，使光學(xué)元件1的表面上的物體提升到面外的力的面內(nèi) 方向在表面的一些區(qū)域中可能變得相反，從而導(dǎo)致灰塵在一些區(qū)域中不能被單向移動(dòng)的狀 況。作為結(jié)果，灰塵可能在一些區(qū)域中不被移動(dòng)，或者移動(dòng)灰塵的力可能在一些區(qū)域中減 小，結(jié)果是移動(dòng)灰塵的效率降低。下面，參照?qǐng)D3，描述根據(jù)第一實(shí)施例的振動(dòng)體3的振動(dòng)位移和壓電元件2的布置 與電極圖案之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。此外，還描述對(duì)于在現(xiàn)有技術(shù)(美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2009/207493)中固有的上述問(wèn) 題產(chǎn)生的效果。繪圖7示出在振動(dòng)體3中被激勵(lì)并且具有在水平方向上排列的節(jié)線(xiàn)的面外十階彎 曲振動(dòng)的位移分布(在圖3中由A表示)和面外十一階彎曲振動(dòng)的位移分布(在圖3中由 B表示)ο縱軸表示光學(xué)元件1的面外方向上的位移，正側(cè)落在與設(shè)置圖像拾取元件4的側(cè) 相反的一側(cè)。橫軸對(duì)應(yīng)于圖3中的光學(xué)元件1的水平方向上的位置。此外，在第一實(shí)施例中，這兩個(gè)彎曲振動(dòng)的中性面落在光學(xué)元件1內(nèi)部。設(shè)置在位移的正部分中的壓電元件2經(jīng)受水平方向上的彈性形變，而設(shè)置在位移 的負(fù)部分中的壓電元件2經(jīng)受相反的時(shí)間相位(偏移180° )的水平方向上的彈性形變。這兩個(gè)振動(dòng)以時(shí)間相位差被激勵(lì)，由此與現(xiàn)有技術(shù)(美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)8No. 2009/207493)類(lèi)似地僅在一個(gè)方向上移動(dòng)灰塵，使得可從光學(xué)有效部分5去除灰塵。此外，繪圖8示出一種振動(dòng)的垂直方向上的位移分布，在該振動(dòng)中同時(shí)發(fā)生水平 方向上的彎曲形變和垂直方向上的一階彎曲形變。縱軸對(duì)應(yīng)于圖3中的光學(xué)元件1的垂直方向上的位置。橫軸代表光學(xué)元件1的面 外方向上的位移，并且，正側(cè)落在與設(shè)置圖像拾取元件4的側(cè)相反的一側(cè)。當(dāng)振動(dòng)大時(shí)，位移分布在垂直方向上變得不均勻，從而導(dǎo)致灰塵在一些區(qū)域中不 能被移動(dòng)或者移動(dòng)灰塵的力在一些區(qū)域中會(huì)減小的狀況，結(jié)果是移動(dòng)灰塵的效率降低。水平方向上的兩端上的壓電元件加和2b各具有矩形板的形式，這些元件在垂直 方向上跨過(guò)光學(xué)元件1的兩個(gè)端部被設(shè)置而在水平方向上從光學(xué)元件1的各端到光學(xué)有 效區(qū)域5被設(shè)置。壓電元件加和2b各包含跨過(guò)整個(gè)后表面均勻形成的電極，通過(guò)該后表面，壓電元 件加和2b與光學(xué)元件1耦接。壓電元件加和2b各在相反側(cè)的前表面上包含被分割成多 個(gè)段的電極(以下，稱(chēng)為分段電極9)。分段電極9在面外十階彎曲振動(dòng)的位移分布基本上變?yōu)榱愕墓?jié)點(diǎn)和面外十一階 彎曲振動(dòng)的位移分布基本上變?yōu)榱愕墓?jié)點(diǎn)之間的中間位置處被分割，其間的對(duì)應(yīng)關(guān)系由圖 3的虛線(xiàn)所示。這里，位移分布基本上為零的情況包括位移分布沒(méi)有位移的情況，并且還包 括位移分布可具有足夠小的位移使得位移施加于振動(dòng)體的振動(dòng)狀態(tài)的影響可被忽略的情 況。在極化(polarization)過(guò)程中，后表面上的電極被設(shè)為接地電勢(shì)，而前表面上的 分段電極9的各段如圖3中的“ + ”和“_”所示的那樣被施加彼此相鄰的段之間的極性不同 的電勢(shì)。左邊的壓電元件加的分段電極9的段從左邊起被極化為“+-+-”，而右邊的壓電元 件2b的分段電極9的段從右邊起被極化為“-+_+”。在極化之后，由于跨著分段電極9施加的具有導(dǎo)電性的導(dǎo)電涂層材料6，因此，當(dāng) 分段電極9的任何一個(gè)段被施加電壓時(shí)，分段電極9的所有的段都變?yōu)橄嗤碾妱?shì)。壓電元件2具有如下特性當(dāng)被施加與極化期間的電勢(shì)的極性相同的電勢(shì)極性時(shí) 膨脹，并且，當(dāng)被施加與極化期間的電勢(shì)的極性不同的電勢(shì)極性時(shí)收縮。當(dāng)被施加交變電壓時(shí)，隨著交變電壓的循環(huán)而產(chǎn)生周期性的膨脹和收縮力。此外，當(dāng)施加交變電壓時(shí)，根據(jù)極化期間的極性確定關(guān)于交變電壓的膨脹和收縮 力的時(shí)間相位(0度或180度)。左邊的壓電元件加被施加Vl =AixcoSOJIft)的交變電壓，這里，Al表示電壓 振幅值，f表示頻率，t表示時(shí)間。右邊的壓電元件2b被施加V2 = A2xCOS ( 2π +φ )的交變電壓，這里，A2表示電壓振幅值。V2的交變電壓在時(shí)間相位上與Vi的交變電壓相差φ。此時(shí)，交變電壓Vl和V2之間的、作為V(差值)=V1-V2獲得的差值的成分V(差 值)主要有助于面外十階彎曲形變，該面外十階彎曲形變是其中壓電元件加和2b處于相 反的時(shí)間相位的彎曲形變。另一方面，交變電壓Vl和V2的、作為V(和)=V1+V2獲得的和的成分V(和)主 要有助于面外十一階彎曲形變，該面外十一階彎曲形變是其中壓電元件加和2b處于相同 的時(shí)間相位的彎曲形變。
這里，以成分V (差值)為時(shí)間相位的基準(zhǔn)，描述由于成分V (差值)而在壓電元件 2中產(chǎn)生的膨脹和收縮力的時(shí)間相位。要在左邊的壓電元件加中產(chǎn)生的膨脹和收縮力的時(shí)間相位的分布與分段電極9 對(duì)應(yīng)地從左邊起為0°、180°、0°、180°。在右邊的壓電元件2b中，時(shí)間相位的分布從右 邊起變?yōu)?180°、0°、180°、0°。膨脹和收縮力的時(shí)間相位分布與根據(jù)面外十階彎曲振動(dòng)的位移分布(在圖3中由 A表示)的壓電元件2的膨脹和收縮形變的時(shí)間相位的分布基本上相符。因此，可以獲得面外十階彎曲振動(dòng)的大的響應(yīng)。另一方面，根據(jù)面外十一階彎曲振動(dòng)的位移分布(在圖3中由B表示)的壓電元件 2的膨脹和收縮形變的時(shí)間相位分布在左邊的壓電元件加和右邊的壓電元件2b之間逆轉(zhuǎn)。 在由成分V(差值)產(chǎn)生的面外十一階彎曲振動(dòng)中，由左邊的壓電元件加激勵(lì)的振動(dòng)和由 右邊的壓電元件2b激勵(lì)的振動(dòng)的量相等，并且具有相反的時(shí)間相位，由此相互抵消掉。因 此，面外十一階彎曲振動(dòng)不產(chǎn)生響應(yīng)。此外，關(guān)于在水平方向上的節(jié)點(diǎn)數(shù)量方面與面外十階彎曲振動(dòng)不同的不必要的振 動(dòng)，膨脹和收縮力的時(shí)間相位分布與形變的時(shí)間相位分布不同，并由此可獲得振動(dòng)相互抵 消掉的效果，并由此可減少不必要的振動(dòng)的響應(yīng)。下面，以成分V(和)為時(shí)間相位的基準(zhǔn)，描述由于成分V(和)而在壓電元件2中 產(chǎn)生的膨脹和收縮力的時(shí)間相位。要在左邊的壓電元件加中產(chǎn)生的膨脹和收縮力的時(shí)間相位的分布與分段電極9 對(duì)應(yīng)地從左邊起為0°、180°、0°、180°。在右邊的壓電元件2b中，時(shí)間相位的分布從右邊起為0°、180°、0°、180°。膨脹和收縮力的時(shí)間相位分布與根據(jù)面外十一階彎曲振動(dòng)的位移分布(在圖3中 由B表示)的壓電元件2的膨脹和收縮形變的時(shí)間相位分布基本上相符。因此，可以獲得 面外十一階彎曲振動(dòng)的大的響應(yīng)。在由成分V(和)的膨脹和收縮力產(chǎn)生的面外十階彎曲振動(dòng)中，由左邊的壓電元件 2a激勵(lì)的振動(dòng)和由右邊的壓電元件2b激勵(lì)的振動(dòng)的量相等，并且具有相反的時(shí)間相位，并 由此相互抵消掉。因此，面外十階彎曲振動(dòng)不產(chǎn)生響應(yīng)。此外，關(guān)于在水平方向上的節(jié)點(diǎn)數(shù)量方面與面外十一階彎曲振動(dòng)不同的不必要的 振動(dòng)，膨脹和收縮力的時(shí)間相位分布與形變的時(shí)間相位分布不同，并由此可獲得振動(dòng)相互 抵消掉的效果。因此，可減少不必要的振動(dòng)的響應(yīng)。第一實(shí)施例還包括壓電元件2c和2d，壓電元件2c和2d在面外十階彎曲振動(dòng)和面 外十一階彎曲振動(dòng)的節(jié)線(xiàn)被排列的方向上設(shè)置。壓電元件2c被設(shè)置在光學(xué)有效區(qū)域5的上側(cè)，壓電元件2d被設(shè)置在光學(xué)有效區(qū) 域5的下側(cè)。此外，壓電元件2c和2d被設(shè)置在垂直方向上的這樣的位置中，所述位置跨著其中 同時(shí)發(fā)生水平方向上的彎曲形變和垂直方向上的一階彎曲形變的振動(dòng)位移分布(參見(jiàn)圖3 的8)的節(jié)點(diǎn)。與壓電元件加和2b類(lèi)似，壓電元件2c和2d各包含跨著整個(gè)后表面而均勻形成 的電極，通過(guò)該后表面，壓電元件2c和2d與光學(xué)元件1耦接。
此外，壓電元件2c和2d各在相反側(cè)的前表面上包含分段電極9，所述分段電極9 在與面外十階彎曲振動(dòng)的位移分布基本上變?yōu)榱愕墓?jié)點(diǎn)和面外十一階彎曲振動(dòng)的位移分 布基本上變?yōu)榱愕墓?jié)點(diǎn)之間的中間位置所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)處被分割成多個(gè)段。在極化期間，后表面(通過(guò)該后表面，壓電元件2c和2d與光學(xué)元件1耦接)上的 電極被設(shè)為接地電勢(shì)，而分段電極9的各段被施加在彼此相鄰的段之間極性不同的電勢(shì)。在壓電元件2c和2d兩者中，分段電極9的段均從左邊起被極化為“-+-+-+”，并 且，極性與壓電元件加和2b的極性的順序連續(xù)。沒(méi)有電極被設(shè)置在中心位置中，在該中心 位置處，從壓電元件加開(kāi)始的極性的順序和從壓電元件2b開(kāi)始的極性的順序彼此相反。此外，在極化之后，由于連接圖3中的分段電極9的右半部分和左半部分的具有導(dǎo) 電性的導(dǎo)電性涂層材料6，因此，當(dāng)分段電極9的任何一個(gè)段被施加電壓時(shí)，分段電極9的所 有段變?yōu)橄嗤碾妱?shì)。在操作期間，具有與上述的要被施加到壓電元件加的Vl相同的時(shí)間相位的交變 電壓被施加到圖3中的壓電元件2c的左側(cè)和壓電元件2d的左側(cè)兩者，而具有與上述的要 被施加到壓電元件2b的V2相同的時(shí)間相位的交變電壓被施加到圖3中的壓電元件2c的 右側(cè)和壓電元件2d的右側(cè)兩者。以這種方式，關(guān)于面外十階彎曲振動(dòng)和面外十一階彎曲振動(dòng)，可以以相同的時(shí)間 相位激勵(lì)由壓電元件加和2b激勵(lì)的振動(dòng)和由壓電元件2c和2d激勵(lì)的振動(dòng)。當(dāng)組合這些 振動(dòng)時(shí)，面外十階彎曲振動(dòng)和面外十一階彎曲振動(dòng)可產(chǎn)生更大的響應(yīng)。同時(shí)，鑒于導(dǎo)致水平方向上的彎曲形變和垂直方向上的一階彎曲形變同時(shí)發(fā)生的 不必要的振動(dòng)，壓電元件2c和2d被設(shè)置為處于跨過(guò)垂直方向上的位移分布(如圖3的曲 線(xiàn)8所示)的節(jié)點(diǎn)的位置中，這些位置包含膨脹和收縮形變的時(shí)間相位逆轉(zhuǎn)的區(qū)域。另一方面，分段電極9的垂直方向上的壓電元件2c和2d在極化期間處于相同的 極性，并且在操作中處于相同的電勢(shì)，由此，膨脹和收縮力的時(shí)間相位分布和形變的時(shí)間相 位分布互不相同。因此，不增大對(duì)于導(dǎo)致水平方向上的彎曲形變和垂直方向上的一階彎曲 形變同時(shí)發(fā)生的不必要的振動(dòng)的激振力，由此可以相對(duì)減小不必要的振動(dòng)的響應(yīng)。如上所述，根據(jù)第一實(shí)施例，在用于通過(guò)使用水平方向上的彎曲振動(dòng)的階次方面 互不相同并且具有設(shè)置在其間的時(shí)間相位差的兩個(gè)振動(dòng)而單向移動(dòng)物體的振動(dòng)裝置中，在 節(jié)線(xiàn)延伸的方向上設(shè)置壓電元件W2a、2b)，并且，還在節(jié)線(xiàn)被排列的方向上設(shè)置壓電元件 2(2c>2d)。通過(guò)該配置，有助于物體的移動(dòng)的振動(dòng)的響應(yīng)可增大，由此產(chǎn)生提高移動(dòng)物體的 效率的效果。此外，有助于物體的移動(dòng)的振動(dòng)的響應(yīng)增大會(huì)導(dǎo)致妨礙物體的移動(dòng)的不必要的振 動(dòng)的響應(yīng)的相對(duì)減小。即使在這一方面，第一實(shí)施例也可產(chǎn)生提高移動(dòng)物體的效率的效果。此外，壓電元件2c和2d被設(shè)置在垂直方向上的這樣的位置中，所述位置跨過(guò)其中 同時(shí)發(fā)生水平方向上的彎曲形變和垂直方向上的一階彎曲形變的垂直方向上的位移分布 的節(jié)點(diǎn)，并由此可產(chǎn)生進(jìn)一步相對(duì)減小妨礙物體的移動(dòng)的不必要的振動(dòng)的響應(yīng)的效果。(第二實(shí)施例)參照?qǐng)D4，描述根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的振動(dòng)裝置的配置例子。第二實(shí)施例與第 一實(shí)施例的不同在于，第一實(shí)施例中的在垂直方向上設(shè)置的壓電元件2被減少為第二實(shí)施例中的僅僅一個(gè)壓電元件2d。第二實(shí)施例的配置的其余方面與第一實(shí)施例的類(lèi)似。即使在第二實(shí)施例中，與第 一實(shí)施例類(lèi)似，具有在水平方向上排列的節(jié)線(xiàn)并且有助于物體的移動(dòng)的面外十階彎曲振動(dòng) 和面外十一階彎曲振動(dòng)的響應(yīng)可增大。此外，不必要的振動(dòng)的響應(yīng)可減小。作為結(jié)果，物體可以被有效地移動(dòng)。第二實(shí)施例的制造成本可降低，這是因?yàn)榕c第一實(shí)施例相比，構(gòu)成元件的數(shù)量減 少一個(gè)。此外，第二實(shí)施例的尺寸減少。(第三實(shí)施例)參照?qǐng)D5，描述根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的振動(dòng)裝置的配置例子。描述第三實(shí)施例 和第二實(shí)施例之間的不同。第二實(shí)施例中的在水平方向上設(shè)置的壓電元件2在第三實(shí)施例中減少為僅僅一 個(gè)壓電元件加。壓電元件加被形成為在水平方向上從面外十一階彎曲振動(dòng)的端部延伸到 第一節(jié)點(diǎn)的位置，并且，具有在其前表面上均勻形成的電極。壓電元件2d被形成為使得其一個(gè)端部在水平方向上延伸到壓電元件加的端部的 附近。此外，壓電元件2d具有關(guān)于光學(xué)元件1的中心對(duì)稱(chēng)的形狀。配置的其余部分與第 二實(shí)施例的類(lèi)似。要由壓電元件加和2d產(chǎn)生的膨脹和收縮力的時(shí)間相位分布基本上與由面外十階 彎曲振動(dòng)或面外十一階彎曲振動(dòng)導(dǎo)致的形變的時(shí)間相位分布相符。即使在第三實(shí)施例中，與第一和第二實(shí)施例類(lèi)似，具有在水平方向上排列的節(jié)線(xiàn) 并且有助于物體的移動(dòng)的面外十階彎曲振動(dòng)和面外十一階彎曲振動(dòng)的響應(yīng)會(huì)增大。此外，不必要的振動(dòng)的響應(yīng)會(huì)減小。作為結(jié)果，物體可以有效地被移動(dòng)。第三實(shí)施例的制造成本可降低，這是因?yàn)榕c第二實(shí)施例相比，構(gòu)成元件的數(shù)量減 少一個(gè)。此外，第三實(shí)施例的尺寸減小。(第四實(shí)施例)參照?qǐng)D6，描述根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的振動(dòng)裝置的配置例子。圖6示出根據(jù)第四實(shí)施例的壓電元件加中的電極的布置。根據(jù)第四實(shí)施例的振動(dòng)裝置具有其中壓電元件加中的電極的布置與第三實(shí)施例 中的不同的配置。與第三實(shí)施例類(lèi)似，壓電元件加具有在后表面上均勻形成的電極，通過(guò)該后表 面，壓電元件加與光學(xué)元件1耦接。壓電元件加的前表面上的電極被分割成四個(gè)電極，即上電極10、接地電極11、用 于感測(cè)振動(dòng)的電極12和下電極13。電極沿與有助于物體的移動(dòng)的面外十階彎曲振動(dòng)和面 外十一階彎曲振動(dòng)的節(jié)線(xiàn)正交的方向被分割。通過(guò)離子鍍形成包含金的離子鍍膜14，以便該離子鍍膜14被設(shè)置為跨過(guò)壓電元 件加的接地電極11和后表面上的電極。通過(guò)該配置，后表面上的電極和接地電極11相互電連接。在極化期間，在接地電極11與上電極10、用于感測(cè)振動(dòng)的電極12和下電極13之 間在相同方向上施加直流電場(chǎng)，使得這些電極可在相同的方向上被極化。在操作期間，用于產(chǎn)生交變電壓的電源(未示出)與接地電極11、上電極10和下電極13電連接。在操作期間，交流電場(chǎng)作用于與上電極10以及與下電極13對(duì)應(yīng)的部分，使得在壓 電元件加中產(chǎn)生膨脹和收縮力，由此激勵(lì)面外十階彎曲振動(dòng)和面外十一階彎曲振動(dòng)。用于感測(cè)振動(dòng)的電極12與控制電路(未示出)連接。在操作期間，由于壓電效應(yīng)， 在用于感測(cè)振動(dòng)的電極12和接地電極11之間產(chǎn)生交變電勢(shì)?？赏ㄟ^(guò)控制電路計(jì)算該交變電勢(shì)，以由此檢測(cè)振動(dòng)裝置的振動(dòng)狀態(tài)(諸如響應(yīng)的 大小和時(shí)間相位)。圖6示出畸變的分布15，該畸變的分布15是響應(yīng)于其中同時(shí)發(fā)生水平方向上的面 外彎曲形變和垂直方向上的一階彎曲形變的振動(dòng)(不必要的振動(dòng)C和D)而在壓電元件加 中產(chǎn)生的。縱軸表示垂直方向上的位置，橫軸表示畸變量。上電極10被設(shè)置在其中畸變量的 空間積分值基本上變?yōu)榱愕姆秶?。為了激?lì)一定的振動(dòng)而要由電壓元件產(chǎn)生的激振力與 壓電元件中的要由振動(dòng)導(dǎo)致的畸變的量、電場(chǎng)值和極化方向的正負(fù)的乘積的空間積分值成 比例。關(guān)于不必要的振動(dòng)C和D，設(shè)置上電極10的位置中的畸變量的空間積分值基本上 為零，而電場(chǎng)值恒定并且極化方向的正負(fù)均勻。在這種情況下，壓電元件中的畸變量、電場(chǎng)值和極化方向的正負(fù)的乘積的空間積 分值基本上變?yōu)榱?，由此，用于產(chǎn)生不必要的振動(dòng)C和D的激振力在設(shè)置上電極10的位置 中基本上為零。下電極13也被設(shè)置在由不必要的振動(dòng)C和D導(dǎo)致的畸變的量的空間積分值基本 上變?yōu)榱愕姆秶小ｎ?lèi)似地，用于產(chǎn)生不必要的振動(dòng)C和D的激振力在設(shè)置下電極13的部分中基本上為零。通過(guò)該配置，用于產(chǎn)生不必要的振動(dòng)C和D的激振力基本上為零，由此，不必要的 振動(dòng)C和D的響應(yīng)的大小可被減小到極小的大小。應(yīng)當(dāng)注意，在第四實(shí)施例中，使得不對(duì)壓電元件加的驅(qū)動(dòng)起作用的部分(非驅(qū)動(dòng) 區(qū)域16)的垂直方向上的中心位置與壓電元件加的垂直方向上的中心位置一致。描述通 過(guò)該配置產(chǎn)生的效果。與有助于物體的移動(dòng)的面外十階彎曲振動(dòng)或面外十一階彎曲振動(dòng)對(duì)應(yīng)的壓電元 件加的畸變量在垂直方向上基本上恒定。用于產(chǎn)生面外十階彎曲振動(dòng)或面外十一階彎曲 振動(dòng)的激振力基本上與排除非驅(qū)動(dòng)區(qū)域16的面積的驅(qū)動(dòng)范圍17的面積成比例。為了獲得 更大量的用于產(chǎn)生面外十階彎曲振動(dòng)或面外十一階彎曲振動(dòng)的激振力，非驅(qū)動(dòng)區(qū)域16的 面積優(yōu)選為較小。因此，為了進(jìn)一步減小不必要的振動(dòng)C和D對(duì)于面外十階彎曲振動(dòng)和面外i^一階 彎曲振動(dòng)的影響，非驅(qū)動(dòng)區(qū)域16的面積可被進(jìn)一步減小，使得壓電元件加中的畸變量的空 間積分值可基本上減小為零，這是優(yōu)選的。與不必要的振動(dòng)C和D對(duì)應(yīng)的壓電元件加中的畸變量由圖6的線(xiàn)15示出，假如 紙面的左側(cè)為正，那么該畸變量在垂直方向上在中心具有正的范圍并且在兩端具有負(fù)的范 圍。
正區(qū)域的積分值比負(fù)區(qū)域的積分值大。因此，優(yōu)選將非驅(qū)動(dòng)區(qū)域16設(shè)置在作為 畸變量的正區(qū)域的中心的部分，而不設(shè)置在作為畸變量的負(fù)區(qū)域的垂直方向上的任一個(gè)端 部。如果對(duì)于正區(qū)域和負(fù)區(qū)域均設(shè)置非驅(qū)動(dòng)區(qū)域16，那么作為與以上不同的另一例子，為 了將驅(qū)動(dòng)范圍17中的畸變量的空間積分值基本上減小為零，正區(qū)域和負(fù)區(qū)域中的非驅(qū)動(dòng) 區(qū)域均需要增大，結(jié)果是作為正區(qū)域和負(fù)區(qū)域中的非驅(qū)動(dòng)區(qū)域的組合區(qū)域的非驅(qū)動(dòng)區(qū)域16 也增大。此外，壓電元件加中的畸變的量在垂直方向上的中心處具有最大的正值，該正值 隨著到中心的距離的增大而減小。鑒于此，為了在將驅(qū)動(dòng)范圍17中的畸變量的空間積分 值基本上減小為零的同時(shí)進(jìn)一步減小非驅(qū)動(dòng)區(qū)域16的面積，進(jìn)一步優(yōu)選使得垂直方向上 的非驅(qū)動(dòng)區(qū)域16的中心位置與垂直方向上的壓電元件加的中心位置一致。如上所述，在第四實(shí)施例中，使得不對(duì)壓電元件加的驅(qū)動(dòng)起作用的部分(非驅(qū)動(dòng) 區(qū)域16)的垂直方向上的中心位置與垂直方向上的壓電元件加的中心位置一致，以由此進(jìn) 一步減小不必要的振動(dòng)C和D對(duì)于面外十階彎曲振動(dòng)和面外十一階彎曲振動(dòng)的影響。作為替代方案，可對(duì)于第四實(shí)施例采用另一配置，其中，可以部分地改變驅(qū)動(dòng)范圍 17的極化方向，或者可以改變其電場(chǎng)值或極性，以由此類(lèi)似地減少關(guān)于不必要的振動(dòng)C和D 的激振力。作為另一替代方案，如圖7所示，可一體化形成壓電元件加和2d。作為另一替代方案，與第四實(shí)施例類(lèi)似，可以將在與節(jié)線(xiàn)正交的方向上分割的分 段電極9提供給根據(jù)第一和第二實(shí)施例的振動(dòng)裝置，以由此減小對(duì)于不必要的振動(dòng)C和D 的激振力，在所述根據(jù)第一和第二實(shí)施例的振動(dòng)裝置中，在節(jié)線(xiàn)延伸的方向上設(shè)置兩個(gè)壓 電元件2a和2b。參照上述的實(shí)施例描述的振動(dòng)裝置可被應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)裝置，以由此形成能夠在預(yù)定 方向上驅(qū)動(dòng)物體的驅(qū)動(dòng)裝置。此外，該振動(dòng)裝置可被應(yīng)用于除塵裝置，以由此形成能夠通過(guò)在預(yù)定方向上移動(dòng) 灰塵而去除灰塵的除塵裝置。此外，上述的除塵裝置可被用于形成能夠去除光路上的灰塵的光學(xué)裝置。特別地，例如，該振動(dòng)裝置可被應(yīng)用于諸如照相機(jī)、傳真機(jī)、掃描儀、投影儀、復(fù)印 機(jī)、激光束打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、鏡頭、雙目鏡或圖像顯示裝置之類(lèi)的光學(xué)裝置。雖然已參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于公開(kāi)的示例性 實(shí)施例。以下的權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋以包含所有的變更方式以及等同的結(jié) 構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種振動(dòng)裝置，包括振動(dòng)體，包含多個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件；電源，用于向所述多個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件施加交變電壓；和控制電路，用于控制要由電源施加的交變電壓，所述振動(dòng)裝置通過(guò)控制電路以預(yù)定的時(shí)間相位差在振動(dòng)體中產(chǎn)生第一駐波和第二駐 波，所述第一駐波和所述第二駐波具有在相同方向上排列的多個(gè)節(jié)線(xiàn)并且在階次方面是不 同的，其中，所述振動(dòng)體包含所述多個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件中的在所述多個(gè)節(jié)線(xiàn)延伸的方 向上設(shè)置的至少一個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件，并且還包含所述多個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件 中的在排列所述多個(gè)節(jié)線(xiàn)的方向上設(shè)置的至少另一個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)裝置，其中，所述多個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件中的在排 列所述多個(gè)節(jié)線(xiàn)的方向上設(shè)置的所述至少另一個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件包含在基本上與 以下兩個(gè)位置之一對(duì)應(yīng)的位置處被分割的電極第一駐波和第二駐波之一的所述多個(gè)節(jié)線(xiàn) 中的任何一個(gè)節(jié)線(xiàn)的位置，以及第一駐波和第二駐波的所述多個(gè)節(jié)線(xiàn)中的彼此相鄰的節(jié)線(xiàn) 之間的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振動(dòng)裝置，其中，所述多個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件中的在所 述多個(gè)節(jié)線(xiàn)延伸的方向上設(shè)置的所述至少一個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件包含在與所述多個(gè) 節(jié)線(xiàn)正交的方向上分割的電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任一項(xiàng)所述的振動(dòng)裝置，其中，由控制電路控制的交變電壓表現(xiàn)出頻率響應(yīng)；以及所述多個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件中的在排列所述多個(gè)節(jié)線(xiàn)的方向上設(shè)置的所述至少 另一個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件被設(shè)置在具有與第一駐波和第二駐波的所述多個(gè)節(jié)線(xiàn)的方 向不同或者位置不同的節(jié)線(xiàn)的振動(dòng)的節(jié)線(xiàn)的位置處。
5.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)使 用該振動(dòng)裝置而在預(yù)定方向上驅(qū)動(dòng)物體。
6.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)裝置的除塵裝置，其中，所述除塵裝置通過(guò)使 用該振動(dòng)裝置而在預(yù)定方向上移動(dòng)灰塵，以由此去除該灰塵。
7.一種包括根據(jù)權(quán)利要求6所述的除塵裝置的光學(xué)裝置，其中，所述光學(xué)裝置通過(guò)使 用該除塵裝置而去除光路上的灰塵。
全文摘要
本發(fā)明涉及振動(dòng)裝置及包含該振動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)裝置、除塵裝置和光學(xué)裝置。提供一種振動(dòng)裝置，包括振動(dòng)體，包含多個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件；電源，用于向所述多個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件施加交變電壓；和控制電路，用于控制要由電源施加的交變電壓，所述振動(dòng)裝置通過(guò)控制電路以預(yù)定的時(shí)間相位差在振動(dòng)體中產(chǎn)生第一駐波和第二駐波，所述第一駐波和所述第二駐波具有在相同方向上排列的多個(gè)節(jié)線(xiàn)并且在階次方面是不同的，其中，所述振動(dòng)體包含所述多個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件中的在所述多個(gè)節(jié)線(xiàn)延伸的方向上設(shè)置的至少一個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件，并且還包含所述多個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件中的在排列所述多個(gè)節(jié)線(xiàn)的方向上設(shè)置的至少另一個(gè)電氣機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件。
文檔編號(hào)H02N2/00GK102055372SQ201010519929
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月26日
發(fā)明者大橋海史, 月本貴之 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社