振動構(gòu)件驅(qū)動方法、振動設備、包括振動設備的驅(qū)動設備及光學裝置制造方法
【專利摘要】提供了一種振動構(gòu)件驅(qū)動方法，其可以有效率地用振動在預定方向上移動包括灰塵的被驅(qū)動對象。在該振動構(gòu)件驅(qū)動方法中把至少兩個驅(qū)動電壓施加到被設置在振動構(gòu)件中的至少一個電氣機械能量轉(zhuǎn)換元件，并且在振動構(gòu)件中生成在階數(shù)上彼此不同的其之間設置有時間相位差的多個駐波，由此產(chǎn)生從多個駐波得到的合成振動，該振動構(gòu)件驅(qū)動方法包括：改變至少兩個驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率和時間相位差中的至少一個，以使得合成振動的振幅分布被改變。
【專利說明】振動構(gòu)件驅(qū)動方法、振動設備、包括振動設備的驅(qū)動設備及光學裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及振動構(gòu)件驅(qū)動方法、振動設備、包括振動設備的驅(qū)動設備、以及光學裝置。
[0002]更特別地，本發(fā)明涉及光學裝置，諸如照相機、傳真機、掃描儀、投影儀、復印機、激光打印機、噴墨打印機、透鏡、雙目鏡以及圖像顯示裝置等。此外，本發(fā)明涉及用作用于這些光學裝置的除塵設備的振動設備，并涉及用于以振動驅(qū)動被驅(qū)動構(gòu)件的驅(qū)動設備。
【背景技術】
[0003]在近來的圖像拾取裝置中，在使用期間附著于光學系統(tǒng)的灰塵變?yōu)樵诠鈱W傳感器的分辨率增加的情況下影響拾取圖像的因素。特別地，因為在視頻照相機和靜態(tài)照相機中使用的圖像拾取設備的分辨率顯著增加，所以如果灰塵附著到在圖像拾取設備附近的光學路徑中布置的光學元件，就可能發(fā)生圖像缺陷。
[0004]例如，如果從外部進入的灰塵或從裝置內(nèi)部的機械摩擦表面生成的磨蝕粉末附著到例如紅外截止濾光器或光學低通濾光器，則灰塵等可能被拍入拾取圖像中，這是因為在圖像拾取設備的表面處發(fā)生的模糊被保持較小。
[0005]另一方面，在復印機、傳真機、掃描儀等的圖像捕獲單元中，通過相對于原稿掃描線傳感器或相對于接近的線傳感器掃描原稿來讀取平面原稿。
[0006]當灰塵附著到用于線傳感器的光入射部分時，灰塵可能被拍入掃描圖像中。
[0007]此外，在掃描原稿的所謂的流讀取類型裝置(S卩，其中在傳送來自自動原稿進給器的原稿的同時進行讀取的復印機和傳真機的讀取器部分)中，一塊灰塵可能被拍攝為在原稿進給方向上連續(xù)的線性圖像。
[0008]這產(chǎn)生了圖像質(zhì)量大大降級的問題。
[0009]圖像質(zhì)量可通過手動擦掉灰塵來恢復。然而，僅在拾取圖像之后才能確認在使用期間附著的灰塵。
[0010]換句話說，灰塵被拍攝到已被拾取并掃描的圖像中，然后才被確認。因此，要執(zhí)行用于圖像校正的使用軟件的圖像處理。在復印機的情況下，花費很多努力來進行圖像校正，這是因為圖像被輸出到紙介質(zhì)。
[0011]為了處理上述問題，迄今提出了用于通過施加振動來從圖像讀取部分移除灰塵的灰塵移除設備，以及包括該灰塵移除設備的光學裝置(參見專利文獻(PTL) I)。
[0012]圖13A示出在PTLl中公開的灰塵移除設備中的已知振動設備的構(gòu)造。
[0013]振動設備300附接到通過把接收到的被攝體圖像轉(zhuǎn)換為電信號來形成圖像數(shù)據(jù)的圖像拾取設備301。
[0014]圖像拾取設備301的前側(cè)的空間被振動設備300和圖像拾取設備301以密封方式圍繞。換句話說，振動設備300接合到圖像拾取設備301的前側(cè)，例如把密封構(gòu)件插入其間，使得振動設備300和圖像拾取設備301之間的空間被包圍。[0015]振動設備300由以矩形板形式的光學兀件302、一對電氣機械能量轉(zhuǎn)換兀件(即壓電元件303a和303b)構(gòu)成，該對元件通過接合而被固定到光學元件302的兩端。
[0016]交流電壓Va被施加到壓電元件303a作為驅(qū)動電壓，以及交流電壓Vb被施加到壓電元件303b作為驅(qū)動電壓。
[0017]在圖13B的圖中，A描繪一次面外彎曲振動(駐波)的位移分布，以及B描繪二次面外彎曲振動(駐波)的位移分布(駐波)。
[0018]圖中的垂直軸代表振動設備300的在與設置有圖像拾取設備301的側(cè)相反那一側(cè)的面外位移。朝圖像拾取設備301的方向被定義為負。圖中的水平軸對應于振動設備300在長度方向上的位置，如圖13B所見。
[0019]交流電壓Va和交流電壓Vb是具有引起一次面外彎曲振動和二次面外彎曲振動的諧振現(xiàn)象中的響應的周期的交流電壓。此外，交流電壓Va和交流電壓Vb在時間相位方面彼此不同。
[0020]因此，在振動設備300中激勵出由在時間相位方面彼此不同的兩類振動(即一次面外彎曲振動和二次面外彎曲振動)引起的合成振動。
[0021]圖14A、14B、15A、15B、16A、16B和17是以相繼的時間相位描繪出在兩類振動之間的時間相位差是90°并且兩類振動之間的振幅比率是1:1的條件下，一次面外彎曲振動和二次面外彎曲振動的相應位移、以及其中一次面外彎曲振動和二次面外彎曲振動彼此重疊的振動構(gòu)件的位移和位移速度的圖。
[0022]在每個圖中，垂直軸表示位移和位移速度。朝圖像拾取設備301的方向被定義為負。水平軸對應于振動設備300在長度方向上的位置，如圖13B中那樣。
[0023]在圖中，波形C代表一次面外彎曲振動的位移。波形D代表二次面外彎曲振動的位移。波形E代表其中兩類面外彎曲振動彼此重疊的振動設備300 (振動構(gòu)件)的位移。波形G代表在比波形E在時間相位上超前30°處的振動設備300 (振動構(gòu)件)的位移。
[0024]通過除塵設備的操作，在接收到在光學元件302的表面的法線方向上作用的力的情況下，當光學元件302把灰塵朝向面外側(cè)(即在圖14A至17中的垂直軸的正方向)推離時，使附著到光學元件302的表面的灰塵彈起并移動。
[0025]更具體地，當代表位移速度的波形F在每個時間相位具有正值時，通過接收在法線方向上的力，這對應于代表振動設備300在相關時間相位的位移的波形E,使灰塵朝向面外側(cè)推離并移動。在光學元件302被設置為處于某個角度(通常為直角)的姿態(tài)中的狀態(tài)中給出上述位移的條件下，當在接收到在光學元件302的表面的法線方向上作用的力的情況下使附著到光學元件302的表面的灰塵彈起時，灰塵被以某種概率通過重力落下，而不會再次附著到光學元件302的表面。
[0026]圖14A至17的每個箭頭h表示使灰塵移動的方向。
[0027]參見圖14A至17，在光學元件302的從位置60至300的范圍中，在一個振動周期期間，使灰塵在水平軸的正方向上移動的振動量相對而言要大于使灰塵在水平軸的負方向上移動的振動量。
[0028]因此，灰塵可被在水平軸的正方向上移動。
[0029]因此，當光學元件302相對于圖像拾取設備301的有效區(qū)域(也叫光學有效區(qū)域)在從60到300的范圍中時，灰塵可被從有效區(qū)移除。這里，術語“有效區(qū)”意味著當光學元件302被布置在圖像拾取設備301的光路中時入射到圖像拾取設備301上的光通過光學元件302的區(qū)域。
[0030]引文列表
[0031]專利文獻
[0032]PTLl 日本專利公開 N0.2008-207170
【發(fā)明內(nèi)容】

[0033]然而，上述振動設備具有待克服的以下問題。
[0034]在PTLl中公開的振動設備300中，在驅(qū)動中使用的兩個振動模型的諧振頻率附近存在很多振動模式。當試圖在諧振頻率附近激勵振動以增加驅(qū)動中使用的振動模式時，還引起其它無用的振動模式響應(即，這些模式也被激勵或激發(fā))。
[0035]在振動沒有振幅的無用振動模式中的節(jié)點位置(即未引起位移的位置)，可以實現(xiàn)滿意的振動狀態(tài)，而不會被無用振動模式的振動影響。然而在其它位置，由于無用振動模式的振動的影響，導致振幅分布和相位分布被干擾。
[0036]在這樣的干擾下，當在光學元件302的表面上的灰塵(被驅(qū)動對象)被朝向面外側(cè)推離時，可能生成使對象被移動的面內(nèi)方向反向的位置，或面內(nèi)方向的分量較小的位置。
[0037]當與指定狀態(tài)不同的振動狀態(tài)如上所述生成時，可能在某些位置發(fā)生在面內(nèi)的灰塵的移動方向彼此相反并且灰塵不能被移動，或者作用于移動灰塵的力小于灰塵的附著力并且移動灰塵的效率降低。
[0038]鑒于上述問題，本發(fā)明提出了一種振動構(gòu)件驅(qū)動方法和振動設備，以及分別包括該振動設備的驅(qū)動設備、除塵設備和光學裝置，其可以通過在驅(qū)動方法中附加地考慮在無用的振動模式中的振動響應來有效率地在預定方向上移動包括灰塵的被驅(qū)動對象。
[0039]作為透徹進行研究的結(jié)果，發(fā)明人已完成了本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種振動構(gòu)件驅(qū)動方法，該方法把至少兩個驅(qū)動電壓施加到被設置在振動構(gòu)件中的至少一個電氣機械能量轉(zhuǎn)換元件，并且在振動構(gòu)件中生成在階數(shù)上彼此不同的多個駐波，這多個駐波之間設置有時間相位差，由此產(chǎn)生從多個駐波得到的合成振動，其中該驅(qū)動方法包括:改變至少兩個驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率和時間相位差中的至少一個，以使得合成振動的振幅分布被改變。
[0040]此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種振動設備，包括:具有至少一個電氣機械能量轉(zhuǎn)換元件的振動構(gòu)件；以及控制單元，該控制單元被配置為把至少兩個驅(qū)動電壓施加到至少一個電氣機械能量轉(zhuǎn)換元件并且在振動構(gòu)件中生成在階數(shù)上彼此不同的多個駐波，這多個駐波之間設置有時間相位差，由此產(chǎn)生從多個駐波得到的合成振動，其中該控制單元改變至少兩個驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率和時間相位差中的至少一個，以使得合成振動的振幅分布被改變。
[0041]此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種驅(qū)動設備，包括:上述的振動設備；以及被驅(qū)動構(gòu)件，該被驅(qū)動構(gòu)件被振動設備驅(qū)動。
[0042]此外，根據(jù)本發(fā)明，上述振動設備充當用合成振動移動振動構(gòu)件上的灰塵由此移除灰塵的除塵設備。
[0043]此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種光學裝置，包括:上述的振動設備，該振動設備包括設置在光學路徑中的振動構(gòu)件并充當除塵設備；以及圖像拾取設備，已通過振動構(gòu)件的光入射到該圖像拾取設備上。
[0044]通過本發(fā)明的各實施例，可以用振動使包括灰塵的被驅(qū)動對象在預定方向上有效率地移動。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的照相機。
[0046]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的振動設備。
[0047]圖3A是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的第一振動模式中的光學元件的變形形狀的透視圖，以及圖3B是第二振動模式中的光學元件的變形形狀的透視圖。
[0048]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的第一振動模式和第二振動模式的各節(jié)點線、壓電元件的布局、以及電極圖案的對應關系。
[0049]圖5A是描繪振動激勵電壓的頻率針對每單位電壓的每個振動模式中的振動的響應增益的圖，圖5B是描繪振動激勵電壓的頻率針對每個振動模式中的振動的響應相位的圖。
[0050]圖6A是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的第三振動模式中的光學元件的變形形狀的透視圖，圖6B示出當在第一方向A上觀看時圖6A中的變形形狀。圖6C是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的第四振動模式中的光學元件的變形形狀的透視圖，圖6D示出當在第一方向A上觀看時圖6C中的變形形狀。
[0051]圖7A示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的用于指定區(qū)域的范圍、區(qū)域、以及交流電壓設置之間的對應關系，圖7B是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的第三振動模式中的光學元件的變形形狀的透視圖，以及圖7C示出當在第一方向A上觀看時的變形形狀，其中包括區(qū)域的布局。
[0052]圖8是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的在各交流電壓的設置中使用的第一至第四振動模式中的振動的響應的值的表。
[0053]圖9A是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的在各交流電壓的設置中使用的第十至第i 階振動的響應的值的表，圖9B是表不振動激勵電壓的量值和相位的表，以及圖9C是表示交流電壓的量值和相位、以及其間的電壓量值比率和時間相位差的表。
[0054]圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的在用以確定在區(qū)域邊界的振動狀態(tài)的計算中使用的第一至第四振動的響應的值的表。
[0055]圖11是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的在用以確定在區(qū)域邊界的振動狀態(tài)的計算中使用的第十至第十一階振動模式的響應的值的表。
[0056]圖12A是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的在區(qū)域邊界的振動狀態(tài)的表，圖12B是表示在振動狀態(tài)中的第十至和十一階振動之間的振幅比率和時間相位差的值的表。
[0057]圖13A不出相關技術的振動設備的構(gòu)造，圖13B不出相關技術振動設備中的振動構(gòu)件的一次面外彎曲振動和二次面外彎曲振動的位移分布，其中包括壓電元件的布局。
[0058]圖14A和14B是表示在相關技術振動設備中一次面外彎曲振動和二次面外彎曲振動之間的時間相位差為90°時，在相繼的時間相位處，這兩類振動的相應位移以及其中這兩類振動彼此重疊的振動構(gòu)件的位移的一組圖。[0059]圖15A和15B是表示在相關技術振動設備中一次面外彎曲振動和二次面外彎曲振動之間的時間相位差為90°時，在相繼的時間相位處，這兩類振動的相應位移以及其中這兩類振動彼此重疊的振動構(gòu)件的位移的一組圖。
[0060]圖16A和16B是表在相關技術振動設備中一次面外彎曲振動和二次面外彎曲振動之間的時間相位差為90°時，在相繼的時間相位處，這兩類振動的相應位移以及其中這兩類振動彼此重疊的振動構(gòu)件的位移的一組圖。
[0061]圖17是表示在相關技術振動設備中一次面外彎曲振動和二次面外彎曲振動之間的時間相位差為90°時，在相繼的時間相位處，這兩類振動的相應位移以及其中這兩類振動彼此重疊的振動構(gòu)件的位移的一組圖。
【具體實施方式】
[0062]在本發(fā)明中，在考慮上述的無用振動模式中的振動響應的情況下設置至少兩個交流電壓。這些驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率和時間相位差中的至少一個被改變。
[0063]本發(fā)明中使用的術語“振動構(gòu)件”意味著例如用粘合劑把由彈性體制成的光學元件和壓電元件接合為一體單元而獲得的構(gòu)件。
[0064]本發(fā)明提供以下描述實施的振動構(gòu)件驅(qū)動方法，以下描述構(gòu)造的振動設備，以及驅(qū)動設備、分別包括該振動設備的除塵設備和光學裝置。
[0065]應注意，本發(fā)明在以下更詳細被描述，但是本發(fā)明的范圍不受以下描述而限制。
[0066]第一實施例
[0067]圖1示出作為光學裝置的一個例子的照相機。照相機包括照相機主體11和鏡頭框12。
[0068]參照圖2描述根據(jù)第一實施例的照相機中配備的振動設備的示例性構(gòu)造。
[0069]根據(jù)該實施例的振動設備充當用于移動和移除灰塵的除塵設備。除塵設備被設置在光學裝置的光學路徑中。
[0070]在圖2中，附圖標記I表示光學元件。兩個電氣機械能量轉(zhuǎn)換元件，即兩個壓電元件2 (2a，2b)，通過接合從同一側(cè)被固定于作為圖像拾取設備4的光學元件I。應注意在本發(fā)明中，如同在PTLl中，壓電元件的數(shù)量不限于兩個并且確切地需要至少一個壓電元件。當設置單個壓電元件時，可以在壓電元件上設置分離的電極，并且不同的驅(qū)動電壓可被施加到分離的電極?？刂齐娐?00對由電源101生成作為驅(qū)動電壓的交流電壓的頻率、電壓值、以及時間相位進行設置。電源電連接到壓電元件2a和2b?？刂茊卧?000由控制電路100和電源101構(gòu)成。在本發(fā)明中需要至少兩個驅(qū)動電壓。
[0071]光學元件I和壓電元件2構(gòu)成振動構(gòu)件3。振動構(gòu)件3以圖像拾取設備4 (作為光接收元件)的前側(cè)上的空間被包圍成密封狀態(tài)的方式被附接到圖像拾取設備4。來自被攝體的光通過光學元件I并進入圖像拾取設備4。進入圖像拾取設備4的光在那時通過光學元件I的區(qū)域提供光學有效區(qū)域5。
[0072]在該實施例中，具有在同一方向并排延伸節(jié)點線并彼此階數(shù)不同的兩類面外彎曲振動(駐波)被以之間設置的時間相位差激勵，由此在振動構(gòu)件3中生成從兩類面外彎曲振動得到的合成振動，如PTLl中公開的相關技術中那樣。本發(fā)明中使用的術語“節(jié)點線”意味著通過連接憑借把振動施加到作為彈性體的振動對象(例如光學元件)的預定表面而在振動對象的預定表面中生成駐波時變?yōu)轳v波波節(jié)點的位置而形成的虛擬線。
[0073]在該實施例中，控制電路100設置由電源101生成的驅(qū)動電壓的頻率以引起10階面外彎曲振動模式(第一振動模式)和11階面外彎曲振動模式(第二振動模式)兩者中的響應，在每個模式中節(jié)點線被并排布置在圖紙上的左右方向(圖中的由A表示的第一方向)上并彼此階數(shù)不同，兩類響應在該頻率處基本相同。此處，術語“響應”意味著振動被激勵或激發(fā)。
[0074]圖3A是第一振動模式中的光學元件I的變形形狀的透視圖，圖3B是第二振動模式中的光學元件I的變形形狀的透視圖。在圖3A和3B中的每一個中，A表示第一方向，B表不與第一方向相交的第二方向。
[0075]在該實施例中，第一方向A和第二方向B彼此垂直。C表示振動模式中的節(jié)點線。在第一振動模式和第二振動模式中的每一個中，在第一方向A上存在并排布置的多個節(jié)點線。在第一方向A上并排布置的節(jié)點線的數(shù)量在第一振動模式中是11，在第一方向A上并排布置的節(jié)點線的數(shù)量在第二振動模式中是12。因此，節(jié)點線的數(shù)量在第一振動模式和第二振動模式之間不同。在第一振動模式中，因為面外彎曲變形的階數(shù)低于第二振動模式的階數(shù)并且波長長于第二振動模式中的波長，所以固有頻率低于第二振動模式中的固有頻率。
[0076]控制電路100設置由電源101生成的兩個驅(qū)動電壓之間的時間相位差。因此，在不同時間相位在振動構(gòu)件3中產(chǎn)生10階面外彎曲振動模式(第一振動模式)和11階面外彎曲振動模式(第二振動模式)。
[0077]使用從這兩個振動模式得到的合成振動，其中諸如灰塵之類的被驅(qū)動對象被朝面外側(cè)推離的面內(nèi)方向在光學元件I的基本上整個表面上是相同的，如(PTL1公開的)相關技術中那樣。因此，在一個面內(nèi)方向上作用的力可被施加于所有被驅(qū)動對象，用合成振動使這些被驅(qū)動對象移動，并且可以實現(xiàn)被驅(qū)動對象在一個面內(nèi)方向上的移動。
[0078]下面參照圖4描述根據(jù)該第一實施例的10階面外彎曲振動模式(第一振動模式)和11階面外彎曲振動模式(第二振動模式)的各節(jié)點線、壓電元件2的布局、以及電極圖案之間的對應關系。
[0079]圖表6描繪在振動構(gòu)件3中激勵的第一振動模式中的位移分布(圖4中用7表示)，以及在振動構(gòu)件3中激勵的第二振動模式中的位移分布(圖4中用8表示)。垂直軸表示朝向面外側(cè)的光學元件I的位移，與設置圖像拾取設備4的側(cè)相反那一側(cè)被定義為正。水平軸對應于在左右方向上沿著光學元件I的位置，如圖4中所示。此外，在該實施例中，在兩類彎曲振動之間的中立面位于光學元件I內(nèi)部。
[0080]被設置在與正位移對應的位置的壓電元件2在左右方向上伸縮變形，被設置在與負位移對應的位置的壓電元件2在左右方向上以相反相位(180° )伸縮變形。分別在左和右端的壓電元件2a和2b均為矩形板的形式。每個壓電元件2被設置為在左右方向上(即在第一方向A上)覆蓋從光學元件I的端部到光學有效區(qū)域5的區(qū)域，并且在上下方向上(即在第二方向B上)覆蓋直到達到光學元件I的兩端的區(qū)域。
[0081]壓電兀件2a和2b中的每一個都具有在其整個后表面(壓電兀件在后表面處接合到光學元件I)上的均勻電極，并且還在與后表面相反那一側(cè)的其前表面上具有多個分割的電極(下文中稱為“分割電極9”)。
[0082]分割電極9被分割的位置位于由第一振動模式中的位移分布7指示的位移基本為O的節(jié)點的位置和由第二振動模式中的位移分布8指示的位移基本為O節(jié)點的位置之間的中間點，這樣的關系由圖4中的點線表示。
[0083]當壓電元件2被極化時，在后表面上的電極被保持在地電勢，而在前表面上的分割電極9中的相鄰兩個經(jīng)受具有由圖4中的“ + ”和“ 一 ”表示的不同極性的電勢?！?+ ”、“ -”、“ + ”和“ 一 ”極性從左端相繼施加到左壓電元件2a的分割電極9，“ + ”、“ - ”、“ + ”和“一”極性從右端相繼施加到右壓電元件2b的分割電極9。極化方向是壓電元件2的厚度方向并垂直于圖4的圖紙。
[0084]在極化(極性處理)之后，涂覆具有導電性的導電涂料以在分割電極9上以跨越關系延伸。因此，當電壓被施加到分割電極9中的任一個時，一個壓電元件2的所有分割電極9都被保持在相同電勢。
[0085]壓電元件2的特性使得:當具有作為已經(jīng)施加用于極化的電勢的極性的相同極性的電勢被施加到壓電元件2時，生成起作用以使壓電元件2在垂直于極化方向的方向伸展的力；當具有與已經(jīng)施加用于極化的電勢的極性不同的極性的電勢被施加到壓電元件2時，生成起作用以使壓電元件2收縮的力。當施加交流電壓時，壓電元件2生成與交流電壓的周期匹配的周期性伸縮力。此外，當施加交流電壓時，根據(jù)已被施加用于極化的極性，確定伸縮力相對于交流電壓的相位(0°或180° )。
[0086]向左壓電元件2a施加以交流電壓形式的驅(qū)動電壓E (I) =V⑴X cos (2 ft)。驅(qū)動電壓E(I)是本發(fā)明中的第一驅(qū)動電壓。V(I)是所施加電壓的量值(振幅)，f是頻率，以及t是時間。向右壓電元件2b施加以交流電壓形式的驅(qū)動電壓E⑵=V⑵Xcos(2 3ift +δ X π/180)，其與驅(qū)動電壓E(I)在時間相位方面以度為單位相差δ。驅(qū)動電壓Ε(2)是本發(fā)明中的第二驅(qū)動電壓，V(2)是所施加電壓的量值(振幅)。
[0087]在此條件下，主要有助于10階面外彎曲振動模式(第一振動模式7)的電壓由E(差)給出，在10階面外彎曲振動模式中壓電元件2a和2b引起相反相位的彎曲變形，E(差)是通過把驅(qū)動電壓E(I)和E(2)之間的差分量分配給左和右壓電元件2a和2b獲得的。E(差)被定義為 E(差)=E(I)/2 - E(2)/2.[0088]另一方面，主要有助于11階面外彎曲振動模式(第二振動模式8)的電壓由E(和)給出，在11階面外彎曲振動模式中壓電元件2a和2b引起相同相位的彎曲變形，E(和)是通過把驅(qū)動電壓E(I)和E(2)之間的和分量分配給左和右壓電元件2a和2b獲得的。E(和)被定義為 E(和)=Ε(1)/2 + E(2)/20
[0089]通過施加E (差)在壓電元件2中生成的伸縮力的相位在后面在把E (差)視為相位基礎的條件下描述。在左壓電元件2a中生成的伸縮力的相位被以與分割電極9對應的從左端起的0°、180°、0°和180°的順序相繼分布。在右壓電元件2b中生成的伸縮力的相位被以從右端起的180°、0°、180°和0°的順序相繼分布。
[0090]伸縮力的這樣的相位分布基本與通過10階面外彎曲振動模式(第一振動模式)中的位移分布7表示的、由于壓電元件2的伸縮引起的變形的相位分布匹配。
[0091]因此，可以獲得10階面外彎曲振動模式(第一振動模式)中的較大振動。
[0092]然而，關于11階面外彎曲振動模式(第二振動模式)中的位移分布8，伸縮力的相位分布基本與左壓電元件2a中的位移分布8匹配，但是基本上與右壓電元件2b中的位移分布8相反。[0093]換句話說，在通過施加E(差)得到的11階面外彎曲振動模式(第二振動模式)中，由左壓電元件2a激勵的振動和由右壓電元件2b激勵的振動具有彼此相等的量值并且相位相反。因此，那些振動彼此抵消并且所得的量值幾乎變?yōu)镺。因此，在E(差)的情況下不生成11階面外彎曲振動模式(第二振動模式)中的振動。
[0094]此外，在與10階面外彎曲振動模式(第一振動模式)在左右方向上的節(jié)點數(shù)量方面不同的其它振動模式中，通過彼此抵消振動的效應也可減小振動的量值，這是因為伸縮力的相位分布與變形的相位分布不同。
[0095]接下來，通過施加E(和)在壓電元件2中生成的伸縮力的相位在后面在把E(和)視為相位基礎的條件下描述。在左壓電元件2a中生成的伸縮力的相位被以與分割電極9對應的從左端起的0°、180°、0°和180°的順序相繼分布。在右壓電元件2b中生成的伸縮力的相位被以從右端起的0°、180°、0°和180°的順序相繼分布。
[0096]伸縮力的這樣的相位分布基本與通過11階面外彎曲振動模式(第二振動模式)中的位移分布8表示的、由于壓電元件2的伸縮引起的變形的相位分布匹配。因此，可以獲得11階面外彎曲振動模式(第二振動模式)中的較大振動。
[0097]然而，關于10階面外彎曲振動模式(第一振動模式)中的位移分布7，伸縮力的相位分布基本與左壓電元件2a中的位移分布7匹配，但是基本上與右壓電元件2b中的位移分布7相反。
[0098]換句話說，在通過施加E(和)得到的10階面外彎曲振動模式(第一振動模式)中，由左壓電元件2a激勵的振動和由右壓電元件2b激勵的振動具有彼此相等的量值并且相位相反。因此，那些振動彼此抵消并且所得的量值幾乎變?yōu)镺。因此，在E(和)的情況下不生成10階面外彎曲振動模式(第一振動模式)中的振動。
[0099]此外，在與11階面外彎曲振動模式(第二振動模式)在左右方向上的節(jié)點數(shù)量方面不同的其它振動模式中，通過彼此抵消振動的效應也可減小振動的量值，這是因為伸縮力的相位分布與變形的相位分布不同。
[0100]下面詳細描述在第一振動模式中的振動、在第二振動模式中的振動、驅(qū)動電壓E (I)、以及驅(qū)動電壓E (2)之間的關系，其中不僅考慮上述的振動激勵電壓E(差)和振動激勵電壓E(和)，還考慮振動響應(響應振幅的增益和響應相位)。
[0101]關于對振動激勵電壓E(差)的第一振動模式的振動響應，響應振幅的增益被定義為α (I)，響應相位被定義為β (I)。類似地，關于對振動激勵電壓E(和)的第二振動模式的振動響應，響應振幅的增益被定義為α (2)，響應相位被定義為β (2)。響應振幅的增益α (I)和α (2)分別被提供為在圖4中示出的第一和第二振動模式中的位移分布中位移(振幅)為最大的位置處計算的值。最大振幅的位置與每個波長存在一對一的關系，在這些位置處的振幅具有相同值。
[0102]在每個振動模式中的響應相位的分布中，響應相位在位移為正的區(qū)域中取恒定值。此外，響應相位在位移為負的區(qū)域中取恒定值，但與位移為正的區(qū)域中的響應相位相反，即與后者相差180°。響應相位β (I)和β (2)的值是通過計算在位移為正的區(qū)域中的響應相位獲得的。
[0103]α (I)、β (I)、α (2)和β (2)被通過使用例如激光多普勒振動計測得并被提供作為已知值。此外，驅(qū)動電壓E(I)、驅(qū)動電壓Ε(2)、振動激勵電壓E(差)和振動激勵電壓E(和)被分別定義為V(1)、V(2)、V(差)和V(和)，并且其時間相位被分別定義為Θ (I)、Θ (2)、Θ (差)和 Θ (和)。
[0104]關于第一振動模式中的振動，用于獲得量值X(I)和時間相位Φ (I)的V(差)和Θ (差)分別通過以下公式(I)和(2)表示。量值X(I)被提供為在第一振動模式中的位移分布中位移為最大的位置處的振幅值，時間相位Φ (I)被提供為在位移為正的區(qū)域中的響應相位的值。
[0105]V(差)=Χ(1)/α (I)…(I)
[0106]Θ (差)=φ (I) - β (I)...(2)
[0107]類似地，關于第二振動模式中的振動，用于獲得量值Χ(2)和時間相位Φ (2)的V(和)和Θ (和)分別通過以下公式(3)和(4)表示。量值Χ(2)被提供為在第二振動模式中的位移分布中位移為最大的位置處的振幅值，時間相位Φ (2)被提供為在位移為正的區(qū)域中的響應相位的值。
[0108]V(和)=Χ(2)/α ⑵…(3)
[0109]Θ (和)=φ (2) — β (2)...(4)
[0110]此外，驅(qū)動電壓E(I)被提供為根據(jù)把E(和)和E(差)求和所得的值，驅(qū)動電壓E (2)被提供為根據(jù)從E(和)中減去E(差)所得的值。V⑴、Θ (I)、V (2)、和Θ⑵被分別通過以下等式(5)到⑶表示。
[0111]V⑴=[{V(和)Xcos Θ (和)+V(差)Xcos Θ (差)}2+{V(和)Xsin Θ (和)+V(差)Xs?ηθ (差)}2]0.5...(5)
[0112]Θ ( I) =tan_1 [ {V (和)X sin Θ (和)+ V (差)X sin Θ (差)} /{V (和)X cos Θ (和)+V (差)X cos Θ (差)}]…(6)
[0113]V(2) = [{V(和)Xcos Θ (和)—V(差)XCOS0 (差)}2+{V (和)X sin Θ (和)-V(差)Xsine (差)}2]0.5…(7)
[0114]Θ (2) =tan_1[ {V (和)Xsin0 (和)—V(差)Xsin0 (差)}/{V(和)Xcos Θ (和)-V(差)Xcos Θ (差)}]...(8)
[0115]在本發(fā)明中，第一振動模式中的振動和第二振動模式中的振動在量值方面要相同，并且其間的時間相位差要為90°，以便更有效率地移動灰塵等(即，用振動移動的所有對象)。這對應于X(I) =X(2) =X(O)和Φ(1) - Φ (2)=90°的條件。X(O)代表鑒于要被移動的對象的移動狀態(tài)而先前要被設置的振幅的量值。滿足那些條件的V(l)、V(2)、θ(1)、和Θ⑵是通過用等式⑴到⑶確定的。
[0116]可以通過使V(I)和V(2)中每一個乘以Y來使X(O)成Y倍。V(I)和V(2)之間的電壓振幅比率ε =V⑵/V⑴未改變。此外假定Θ⑴為時間相位的基礎，則時間相位差δ被表示為δ = θ⑵一Θ (I)。換句話說，可通過使用等式⑴到⑶、X⑴=X⑵的等式
(9)、以及Φ (I) — Φ (2)=90°的等式(10)來計算電壓振幅比率ε和時間相位差δ，以便更有效率地移動灰塵等。
[0117]為了更深入理解本發(fā)明，下面更詳細地描述(PTL1中公開的)相關技術的問題。圖5Α是描繪振動激勵電壓的頻率針對每單位電壓(IV)的每個振動模式中的振動的響應增益的圖，圖5Β是描繪振動激勵電壓的頻率針對每個振動模式中的振動的響應相位的圖。
[0118]在圖5Α中，圖線D代表當以交流電壓形式的上述振動激勵電壓E(差)是單位電壓(IV)時第一振動模式中的振動的響應增益α (I)。圖線E代表當以交流電壓形式的上述振動激勵電壓E(和)是單位電壓(IV)時第二振動模式中的振動的響應增益α (2)。在圖5Β中，圖線D代表第一振動模式中的振動相對于E(差)的響應相位β (I)。圖線E代表第二振動模式中的振動相對于E (和)的響應相位β (2)。
[0119]在振動構(gòu)件3中，在上述振動|旲式的固有頻率附近，存在其它的很多振動|旲式(由圖5Α中的圖線F、G和H表示)。
[0120]這些其它振動模式是這樣的模式:與第一振動模式D和第二振動模式E在位移分布方面不同，并且改變所生成的振動的振幅分布和相位分布。
[0121]由圖5A中的圖線F描繪的振動模式是這樣的模式(第三振動模式F):其不僅引起具有與第一振動模式D相同數(shù)量的在左右方向(第一方向A)上的彎曲階數(shù)的10階面外彎曲變形，還引起在上下方向(第二方向B)上的第一面外彎曲變形。第三振動模式F在上下方向(第二方向B)上的中心和上下端部處具有響應增益的最大值。圖5A中的圖線F代表當提供響應增益的最大值的E (差)是單位電壓(IV)時的量值。圖5B中的圖線F代表第三振動模式中的振動相對于E(差)的響應相位。
[0122]圖6A是第三振動模式F中的光學元件I的變形形狀的透視圖，圖6B示出當在第一方向A上觀看時圖6A中的變形形狀。
[0123]第三振動模式F中的變形形狀包括除了第一振動模式D中的變形形狀之外的在上下方向(第二方向B)上的變形。因此，第三振動模式F具有比第一振動模式D高一些的固
有頻率。
[0124]在很多無用的振動模式中，第三振動模式F中的振動特別增大。
[0125]第三振動模式F中的振動特別增大的原因如下。為了生成第一振動模式D中的振動和第二振動模式E中的振動，向壓電元件2a和2b施加驅(qū)動電壓以生成左右方向(第一方向A)上的伸縮力，由此引起振動構(gòu)件3中的彎曲變形力。
[0126]如上所述，分割電極9的分割位置位于第一振動模式D和第二振動模式E中的節(jié)點線的位置附近。
[0127]此外，在第三振動模式F中，在第一方向A上的伸縮變形的相位分布與由壓電元件2生成的伸縮力的相位分布接近。
[0128]因此，第三振動模式F中的振動增大。此外，因為在壓電元件2中上下方向(第二方向B)與極化方向正交，所以還在上下方向(第二方向B)上生成伸縮力，由此生成振動構(gòu)件3中的彎曲變形力。
[0129]因此，在第三振動模式F中，還在上下方向(第二方向B)上生成彎曲變形。相應地，第三振動模式F中的振動進一步增大。
[0130]具有由圖5A中的圖線G描繪的振動的量值的振動模式是這樣的模式(第四振動模式F):其不僅引起具有與第二振動模式E相同數(shù)量的在左右方向(第一方向A)上的彎曲階數(shù)的11階面外彎曲變形，還引起在上下方向(第二方向B)上的第一面外彎曲變形。因此，第四振動模式G中的振動也特別增大。第四振動模式在上下方向(第二方向B)上的中心和上下端部處具有響應增益的最大值。圖5A中的圖線G代表當提供響應增益的最大值的E(和)是單位電壓(IV)時的量值。圖5B中的圖線G代表第四振動模式中的振動相對于E(和)的響應相位。[0131]圖6C是第四振動模式G中的光學元件I的變形形狀的透視圖，圖6D示出當在第一方向A上觀看時圖6C中的變形形狀。
[0132]第四振動模式G中的變形形狀包括除了第二振動模式E中的變形形狀之外的在上下方向(第二方向B)上的變形。因此，第四振動模式G具有比第二振動模式E高一些的固
有頻率。
[0133]第三振動模式F和第四振動模式G相對于被激勵以移動灰塵等的第一振動模式D和第二振動模式E的區(qū)別在于上下方向(第二方向B)上的位移分布。因此，如果第三振動模式F和第四振動模式G中的振動較大，則改變了用于移動灰塵等的振動的振幅分布和相位分布。此外，存在不能移動灰塵的位置或移動灰塵的力較小的位置。因此降低了移動灰塵的效率。
[0134]下面考慮第三振動模式和第四振動模式中的振動(這些振動特別增大)的各自響應的情況下描述振幅分布和相位分布中的響應。在圖6A和6C中的節(jié)點線的位置處，第三振動模式和第四振動模式中的振動的振幅為O。因此，在那些位置處，沒有由第三振動模式和第四振動模式中的振動引起的影響。然而，在其它位置處，引起影響，這是因為第三振動模式和第四振動模式中的振動在其它位置處具有振幅。
[0135]在第一振動模式和第三振動模式中的每個振動模式中，10階面外彎曲提供在左右方向(第一方向A)上的位移分布。由在第一振動模式和第三振動模式中的振動得到的合成振動被定義為10階振動。10階振動的量值被定義為X(10，b)，并且其時間相位被定義為Φ (10，b)。此外，關于第三振動模式，響應量值的增益被定義α (3，b)，并且響應相位被定義為@(3，b)。在第三振動模式中，響應振幅和響應相位具有在第二方向B上的分布。注意，O中的b表示第二方向B上的位置，并且a (3，b)和β (3，b)每個都是位置b的函數(shù)。此夕卜，因為在10階振動中，響應振幅和響應相位具有在第二方向B上的分布，所以X(10，b)和Φ (10, b)也每個都是O中的b的函數(shù)，這表示第二方向B上的位置。
[0136]響應振幅的增益α (3，b)被提供為在第三振動模式針對位置b的位移分布中位移為最大的位置處計算出的值。最大振幅的位置與第一方向A上的每個波長存在一對一的關系，并且在那些位置處的振幅具有相同值。在第三振動模式中的響應相位的分布中，在相同位置b處位移為正的區(qū)域中響應相位取恒定值。此外，響應相位在位移為負的區(qū)域中取恒定值，但是其與位移為正的區(qū)域中的響應相位相反，即其與后者相差180°。響應相位β (3，b)的值是通過計算在位置b處位移為正的區(qū)域中的響應相位來獲得的。此外，關于從第一振動模式中的振動和第三振動模式中的振動得到的合成振動，響應量值相對于E (差)的增益被定義為α (10，b)，并且響應相位被定義為β (10，b)。因此，α (10, b)和β (10，b)每個都是在第二方向B上的位置b的函數(shù)。
[0137]α (10, b)和β (10，b)的值通過在僅施加E (差)的狀態(tài)中使用例如激光多普勒振動計來測量，并被提供為已知值。此外，可以通過使用有限元方法進行數(shù)值分析執(zhí)行模式分析來確定第三振動模式中的響應增益為O的節(jié)點的位置。在該節(jié)點位置，因為不存在第三振動模式的影響，所以第一振動模式中的振動的響應振幅的增益α (I)和響應相位β (I)可以用上面描述的測量來測得。第一振動模式在第二方向B上提供相同的響應。通過基于測得的α (10，b)和β (10，b)執(zhí)行α (I)和β (I)的數(shù)學向量分解，α (3, b)和β (3，b)的值可被提供為已知值。[0138]10階振動的量值X(10，b)和時間相位Φ (10，b)可通過以下公式(11)至(14)表
/Jn ο
[0139]X(10，b) = a (10，b) XV(差)...(11)
[0140]a (10，b) = [{ a (I) Xsin θ (I)+ a (3，b) Xsin θ (3，b)}2+{ a (I) Xcos Θ ⑴+ a (3，b) Xcos Θ (3，b)}2]0.5...(12)
[0141]Φ (10，b) = 3 (10,b)+ Θ (差)...(13)
[0142]β (10, b) =tan_1 [ { α (I) X sin θ (I) + α (3, b) X sin θ (3, b)} / { α (I) X cos θ (I) +α (3, b) X cos θ (3, b)}]…(14)
[0143]類似地，在第 二振動模式和第四振動模式中的每個模式中，11階面外彎曲提供在左右方向(第一方向A)上的位移分布。從第二振動模式中的振動和第四振動模式中的振動得到的合成振動被定義為被定義為11階振動。11階振動的量值被定義為X(ll，b)，并且其時間相位被定義為φ(11，《。此外，關于第四振動模式，響應量值的增益被定義a (4，b)，并且響應相位被定義為β (4，b)。在第四振動模式和11階振動的每個中，響應振幅和響應相位具有在第二方向B上的分布。注意，O中的b表示第二方向B上的位置，并且a (4，b)、β (4，b)、X(ll，b)和 Φ (11，b)每個都是位置 b 的函數(shù)。a (4，b)、β (4，b)、α (11, b)和β (11，b)被與上面描述過的a (3，b)、β (3，b)、α (10, b)和β (10，b)類似地定義。例如通過在僅施E (和)的狀態(tài)中用激光多普勒振動計進行測量，或者利用模式分析的結(jié)果，或者通過執(zhí)行向量分解，可以把α⑵、β⑵、a (4，b)、β (4，b)、α (11, b)和β (11，b)提供為已知值。
[0144]11階振動的量值X(ll，b)和時間相位Φ (11，b)可通過以下公式(15)至(18)表
/Jn ο
[0145]X(ll，b) = a (11，b) XV(和)...(15)
[0146]a (11，b) = [{ a (2) Xsin θ (2) + a (4，b) Xsin θ (4，b)}2+{ a (2) Xcos θ (2)+ a (4, b) X cos Θ (4, b) }2]0.5...(16)
[0147]φ (11，b) = 3 (11，b)+ Θ (和)...(17)
[0148]β (11, b) =tan_1 [ { a (2) X sin Θ (2) + a (4, b) X sin Θ (4, b)} / { a (2) X cos Θ (2) +a (4, b) X cos Θ (4, b)} ]...(18)
[0149]如在僅考慮第一振動模式和第二振動模式的上述情況中那樣，可通過使用等式
(11)到(18)、等式(5)到(8)、X(O) = X(10，b)=X(ll，b)的等式(19)、以及 Φ (10，b)—Φ (ll,b)=90°的等式(20)來計算的被調(diào)整為更有效地移動灰塵等的E(I)和E(2)之間電壓振幅比率ε和時間相位差δ，以便更有效率地移動灰塵等。X(O)代表鑒于要被移動的對象的移動狀態(tài)而要被先前設置的振幅的量值。
[0150]在(PTL1中公開的)相關技術中，考慮被主要激勵出的僅兩個振動模式(對應于第一振動模式和第二振動模式)中的振動。換句話說，還引起了其它振動模式中的響應，但是在相關技術中那些響應未被考慮。盡管在相關技術中已說明了修改電壓設置以改變要移動灰塵的方向，但是當灰塵要被移動的方向相同時僅設置兩個驅(qū)動電壓的一個組合。因此，當灰塵要被移動的方向相同時，兩個驅(qū)動電壓之間的時間相位差被設置為某個特定組合。當然，兩個驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率也被設置為某個特定組合。相應地，僅在與第三振動模式和第四振動模式中的振幅都是O的節(jié)點線相對應的位置附近獲得最優(yōu)振動狀態(tài)，并且在其它位置處移動灰塵的能力較低。換句話說，在振動構(gòu)件中生成的合成振動的振幅分布未被改變并保持恒定。
[0151 ] 在本發(fā)明中，無用振動模式(第三振動模式和第四振動模式)中的振動響應也被考慮進來以更有效率地在更寬區(qū)域上移動灰塵等。
[0152]下面描述根據(jù)第一實施例的振動響應、驅(qū)動方法以及有益效果。
[0153]驅(qū)動電壓E (I)和E (2)的頻率被設置為由圖5A中的f表示的頻率，在該頻率處當E(差)和E(和)的量值相同時第一和第二振動模式中的振動具有相同的量值。當E(I)和E⑵的頻率為f時，E (差)和E (和)的頻率也是f。
[0154]在頻率f處，第三振動模式F中的振動的量值的最大值是第一和第二振動模式中的振動的量值的一半。此外，第四振動模式G中的振動的量值的最大值是第一和第二振動模式中的振動的量值的四分之一。
[0155]當?shù)谌偷谒恼駝幽Ｊ街械恼駝拥牧恐当换诘谝徽駝幽Ｊ街械恼駝拥牧恐刀鴼w一化，則在α (I) = I和α (2) = I的條件下α (3, b)的最大值為0.5并且α (4, b)的最大值為0.25。
[0156]此外,第一振動模式D相對于E (差)的響應相位β (I)為一 165° ,并且第二振動模式E相對于E (和)的響應相位β (2)為一 15°。第三振動模式F相對于E (差)的響應相位β (3，b)在圖6A中的與第一方向A平行的兩個節(jié)點線C之間夾持的區(qū)域中為一157°，并在該區(qū)域外反轉(zhuǎn)為23°。
[0157]第四振動模式G相對于E (和)的響應相位β (4, b)在圖6C中的與第一方向A平行的兩個節(jié)點線C之間夾持的區(qū)域中為一 12°，并在該區(qū)域外反轉(zhuǎn)為168°。
[0158]下面描述相關技術中的詳細電壓設置和振動狀態(tài)。
[0159]等式⑴至(10)、α⑴和α⑵的值、以及β⑴和β (2)的值用于計算電壓設置中的電壓振幅比率ε和時間相位差δ。
[0160]通過把a (I)=I代入等式⑴中，獲得V(差)=Χ(1)。通過把a (2)=1代入等式
(3)中，獲得V (和)=X (2)。根據(jù)這些結(jié)果和等式(9)，獲得V (差)=V (和)。
[0161]通過把β(1)=— 165°代入等式⑵中，獲得Θ (差)=φ (1)+165°。通過把β(2)= — 15°代入等式(4)中，獲得Θ (和)=φ (2)+15°。根據(jù)這些結(jié)果和等式(10)，獲得Θ (差)一Θ (和)=240°。假設在把Θ (差)視為時間相位基礎的情況下Θ (差)=0°，則獲得 Θ (和)=一 240°。
[0162]通過把V(差)=V(和)、Θ (差)=0°以及Θ (和)=一 240°代入等式(5)至
(8)中，獲得 V ⑴=V(差)、V ⑵=1.732XV(差)、Θ (1)=60°、以及 Θ (2)=150°。根據(jù)這些結(jié)果，設置了電壓振幅比率ε =V(1)/V⑵= 1.732和時間相位差δ =90°。當電壓振幅比率ε和時間相位差δ具有那些值時，第一振動模式中的振動和第二振動模式中的振動進入量值相同并且時間相位差為90°的振動狀態(tài)中。例如，給定要被設置的振幅的量值為X(O) = 100，則電壓設置根據(jù)V (I) =100和V (2) =173.2而被提供，并且E (I)和E (2)之間的時間相位差δ被δ = 90°提供。振動狀態(tài)通過X(O) = X(I) = X(2) = 100并且Φ⑴一Φ (2) = 90。表示。
[0163]然而，因為如上所述存在第三和第四振動模式中的振動的影響，所以在與第三和第四振動模式中的振動的節(jié)點線相對應的位置之外的位置處，10階振動和11階振動不被保持在量值相同并且時間相位差為90°的狀態(tài)中。
[0164]下面作為示例描述在相同的電壓設置的情況下，在上下方向(第二方向B)上的中心和上下端部處的10階振動和11階振動的響應。
[0165]在上下方向(第二方向B)上的中心和上下端部處的10階振動和11階振動的響應是根據(jù)等式(11)至(14)、v(差)=V(和)、Θ (差)=0°、θ (和)=一 240°、d(3，b)=0.5、β (3，b) = — 165°、α (4, b)=0.25、以及 β (4，b) = — 12。確定的。結(jié)果，獲得X(10，b) =150、Φ (10, b)= - 162°、X(ll，b)=125、以及 Φ (ll，b)= — 254°。因此，X(10，b)和 X(ll，b)的量值不同，并且Φ (10，b)和Φ (11，b)之間的時間相位差不是90°。換句話說，X(10，b)和X(11,b)與要被設置的振幅的量值(即與X(O)=IOO)大大不同。
[0166]類似地，在上下方向(第二方向B)上的上下端部處的10階振動和11階振動的響應是根據(jù)等式(11)至(14)、v(差)=V(和)、Θ (差)=0°、θ (和)=一 240°、d(3，b)=0.5、β (3,b)=- 165°、a (4，b)=0.25、以及 β (4，b)= — 12。確定的。結(jié)果，獲得 X(10，b) =51、Φ (10, b)= - 173°、父(11，幻=75、以及小(11，13)= — 256°。因此，X(10，b)和 X(ll，b)的量值不同，并且Φ (10，b)和Φ (11，b)之間的時間相位差不是90°。換句話說，X(10，b)和X(ll，b)與要被設置的振幅的量值(即與X(O)=IOO)大大不同。
[0167]在該實施例中，控制單元在還考慮特別增大的第三振動模式和第四振動模式的振動的響應(激勵/激發(fā))的情況下改變驅(qū)動電壓E(I)和E(2)之間的電壓振幅比率ε和時間相位差δ。換句話說，驅(qū)動電壓E(I)和Ε(2)之間的電壓振幅比率ε和時間相位差δ在以預定時間為單位的時間序列中改變。第三振動模式和第四振動模式的振動的響應如上所述具有第二方向B上的分布。如圖7Α所示，在考慮第二方向B上的那些分布的情況下，基于被定義為第三振動模式中的振動的響應振幅的增益a (3，b)和響應相位β (3，b)的閾值，光學元件I在上下方向(第二方向B)上被虛擬劃分為10個區(qū)域(區(qū)域I至10)。圖7B是第三振動模式中的光學元件I的變形形狀的透視圖，圖7C示出當在第一方向A上觀看時的變形形狀，其中包括區(qū)域I至10的布局。
[0168]在本發(fā)明中，鑒于針對區(qū)域I至10中的每個區(qū)域存在交流電壓的最優(yōu)設置，驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率和時間相位差中的至少一個被改變，以使得合成振動的振幅分布被改變。在如此改變驅(qū)動電壓的情況下，按時間序列相繼轉(zhuǎn)換在其中獲得最優(yōu)振動狀態(tài)的每個區(qū)域。因此，理想地實現(xiàn)了在一個控制周期期間所有區(qū)域都相繼經(jīng)受了最優(yōu)振動狀態(tài)。
[0169]在第一至第四振動模式中的響應振幅的增益和響應相位的分布每個都在上下方向上對稱。相應地，如圖7A所示，區(qū)域I至10和交流電壓的設置被組合以使得在上下方向上在區(qū)域I至10之中的對稱區(qū)域被分類為其中設置有(施加)同一對交流電壓的一組區(qū)域。此外，第一至第五對交流電壓被分別針對五組區(qū)域設置，在每組區(qū)域中設置有同一對交流電壓。因此，在本發(fā)明中，“其中設置有同一對交流電壓的區(qū)域”不限于在某個范圍上物理連續(xù)的區(qū)域。換句話說，即使當區(qū)域物理上彼此遠離，如果向這些區(qū)域設置了同一對交流電壓，則這些區(qū)域中每個也可以是“其中設置有同一對交流電壓的區(qū)域”。因此，當“其中設置有同一對交流電壓的區(qū)域”被分開表示為“其中設置有同一對交流電壓的第一區(qū)域”和“其中設置有同一對交流電壓的第二區(qū)域”時，第一和第二區(qū)域中的每個區(qū)域可以形成一個在某個范圍上物理連續(xù)的區(qū)域。或者，這些區(qū)域中的至少一個區(qū)域可以是物理上彼此遠離的區(qū)域的集合。此外，同一對交流電壓被設置給屬于第一區(qū)域和第二區(qū)域中的一個區(qū)域中的一個或更多個區(qū)域，施加給第一區(qū)域的交流電壓的設置不同于施加給第二區(qū)域的交流電壓的設置。
[0170]在本發(fā)明中，對本發(fā)明的有益效果可以在存在至少兩個被設置(虛擬劃分)的區(qū)域被時獲得。然而，所設置(虛擬劃分)的區(qū)域的數(shù)量不限于兩個，并且光學元件I可以根據(jù)要被設置的振動的狀態(tài)而被設置(虛擬劃分)為三個或更多個區(qū)域。換句話說，振動構(gòu)件被虛擬劃分為第I至第η (η是大于等于2的整數(shù))個區(qū)域，并且針對每個區(qū)域有交流電壓的最優(yōu)設置。
[0171]此外，基于要被設置的振動的狀態(tài)和振動對象的形狀來適當?shù)卮_定區(qū)域設置(劃分)方式。例如，當振動對象是矩形時，振動對象可在與振動對象的長度方向垂直的方向被劃分以設置多個線形區(qū)域。振動對象也可在與振動對象的長度方向平行的方向被劃分以設置多個線形區(qū)域。或者，振動對象可在與振動對象的長度方向垂直和平行的方向被劃分以按照網(wǎng)格圖案設置多個線形區(qū)域。當振動對象是圓形時，可以如在矩形振動對象的情況中那樣設置多個線形區(qū)域。或者，可以設置多個同心圓區(qū)域。
[0172]在該實施例中，區(qū)域5和區(qū)域6都被定義為第一區(qū)域，其中第一對交流電壓被設置為相同的交流電壓。類似地，區(qū)域4和區(qū)域7都被定義為第二區(qū)域，其中第二對交流電壓被設置為相同的交流電壓。類似地，區(qū)域3和區(qū)域8都被定義為第三區(qū)域，其中第三對交流電壓被設置為相同的交流電壓。類似地，區(qū)域2和區(qū)域9都被定義為第四區(qū)域，其中第四對交流電壓被設置為相同的交流電壓。類似地，區(qū)域I和區(qū)域10都被定義為第五區(qū)域，其中第五對交流電壓被設置為相同的交流電壓。此外，第一至第五對交流電壓在電壓振幅比率和時間相位差中的至少一個的值方面彼此不同。
[0173]在本發(fā)明中的控制單元中，針對第一至第五區(qū)域中的每個區(qū)域設置交流電壓的最優(yōu)對，以使得第一至第五區(qū)域中的每個區(qū)域依次實現(xiàn)最優(yōu)振動狀態(tài)。圖7Α中示出區(qū)域和交流電壓的設置之間的對應關系。第一對交流電壓被設置為在第一區(qū)域中提供最優(yōu)振動狀態(tài)。第二對交流電壓被設置為在第二區(qū)域中提供最優(yōu)振動狀態(tài)。第三對交流電壓被設置為在第三區(qū)域中提供最優(yōu)振動狀態(tài)。第四對交流電壓被設置為在第四區(qū)域中提供最優(yōu)振動狀態(tài)。第五對交流電壓被設置為在第五區(qū)域中提供最優(yōu)振動狀態(tài)。在以上描述中，“第一對交流電壓的設置”意味著當存在兩個壓電元件時分別施加到第一壓電元件和第二壓電元件的交流電壓的“組合”，以便在“第一區(qū)域”中獲得最優(yōu)振動狀態(tài)。因此，按照分別施加到第一壓電元件和第二壓電元件的交流電壓之間的電壓振幅比率(第一電壓振幅比率)和時間相位差(第一時間相位差)，第一對交流電壓被設置。類似地，按照第二電壓振幅比率和第二時間相位差，第二對交流電壓被設置。類似地，按照第三到第五電壓振幅比率和第三到第五時間相位差，分別設置第三到第五對交流電壓。換句話說，按照交流電壓之間的電壓振幅比率(第η電壓振幅比率)和時間相位差(第η時間相位差)，來表示與第η區(qū)域?qū)牡讦菍涣麟妷旱脑O置。
[0174]圖8中列出的值被在用于設置交流電壓的計算中使用。在用于設置每對交流電壓的計算中，使用在相關區(qū)域中的中間值α (3，b)。在第一和第二振動模式中的振動的響應在上下方向(第二方向B)上是均勻的。因此，在所有區(qū)域中，提供a (1)=1, a (2)=1, β (I) = 一165°、和β (2)= — 15°。對于屬于其中設置有第一對交流電壓的第一區(qū)域中的區(qū)域5和區(qū)域6，α (3，b)在0.3到0.5的范圍并且使用中間值0.4。類似地，在設置其它對交流電壓中使用a (3，b)的范圍中的中間值。β (3，b)的值在夾在與圖7B中的第一方向A平行的兩條節(jié)點線C之間的區(qū)域中是一 157°并且在該區(qū)域之外是23°。對應地，P(3，b)的值被設置為如圖8中所示那樣。用于在區(qū)域3和區(qū)域8 (每個都屬于其中設置有第三對交流電壓的第三區(qū)域)中設置交流電壓的值在圖8中指示為一 157°或23°。然而，這樣的用于設置的值實際上沒有意義，這是因為在第三區(qū)域中使用的響應振幅的增益a (3，b)為O。
[0175]因為第四振動模式中在上下方向(第二方向B)上的位移分布與第三振動模式中的位移分布相同，所以保持a (4，b) oc α (3，b)。α (3，b)和α (4，b) 二者都在上下方向(第二方向B)上的中心和上下端部處具有最大值。前者的最大值是0.5，后者的最大值是0.25。因此，保持a (4，b) =0.5Χα (3，b)。β (4，b)的值在夾在與圖7B中的第一方向A平行的兩條節(jié)點線C之間的區(qū)域中是一 12°并且在該區(qū)域之外是168°。相應地，i3(4，b)的值被設置為如圖8中指示那樣。用于在區(qū)域3和區(qū)域8 (每個都屬于其中設置有第三對交流電壓的第三區(qū)域)中設置交流電壓的值在圖8中指示為一 12°或168°。然而，這樣的用于設置的值實際上沒有意義，這是因為在第三區(qū)域中使用的響應振幅的增益a (4，b)為O。
[0176]如相關技術中在上面描述的詳細電壓設置那樣在X(O)=IOO的條件下，通過使用圖8中指示的值和等式(5)到⑶和(11)到(20)，計算在設置交流電壓中使用的值。
[0177]根據(jù)圖8中指示的值和等式(12)、(14)、(16)和(18)，如圖9A中指示那樣提供在設置交流電壓的各個對中使用的α (10，b)、β (10，b)、α (11, b)和β (11，b)的值。根據(jù)圖9A中指示的值和等式(11)、(13)、(15)、(17)和(20)，如圖9B中指示那樣提供V(差)、Θ (差)、V(和)和Θ (和)。根據(jù)圖9B中指示的值和等式(5)到(8)，如圖9C中指示那樣提供V(l)、Θ (1)、V(2)和Θ (2)。圖9C中還指示了電壓振幅比率ε和時間相位差δ的值。第一至第五電壓振幅比率ε彼此不同。此外，第一至第五時間相位差δ彼此不同。
[0178]下面描述與交流電壓的各個對的設置相對應的區(qū)域中的振動狀態(tài)。
[0179]在每個區(qū)域中的計算用于設置對應的交流電壓中使用的位置，獲得X(IO)=X(Il)=X(O) = 100并且Φ (I)-Φ (2) =90。。因此，實現(xiàn)了最優(yōu)振動狀態(tài)。隨著從該位置偏離，在該區(qū)域中振動狀態(tài)逐漸惡化并且然后在區(qū)域之間的邊界(下文中稱為“區(qū)域邊界”)處變?yōu)樽顗摹?br> [0180]如下計算在區(qū)域邊界處的振動狀態(tài)。圖10指示在每個區(qū)域邊界處的α (I)、β⑴、α (2)、β⑵、α (3，b)、β (3，b)、α (4，b)和β (4，b)的值。根據(jù)圖10中指示的值和等式(12)、(14)、(16)和(18)，如圖11中指示那樣提供在每個區(qū)域邊界處的α (10，b)、β (10，b)、a (11，b)和β (11，b)的值。根據(jù)圖11中指示的值、圖9B中的用于設置交流電壓的值以及等式(11)、(13)、(15)和(17)，與交流電壓的各個對的設置相對應的在每個區(qū)域邊界處的振動狀態(tài)被指示于圖12A中。
[0181 ] 下面描述該實施例與相關技術相比的有益效果。
[0182]如上所述，用于有效率地移動灰塵等的最優(yōu)振動狀態(tài)是其中10階振動和11階振動具有相同的量值和它們之間的時間相位差為90°的狀態(tài)。X(10，b)/X(ll，b)和Φ (10, b) — Φ (11, b)的值可被用作代表振動狀態(tài)的指標。隨著X(10，b)/X(ll，b)越接近1，振動狀態(tài)越好，并且隨著Φ (10，b) - Φ (11，b)越接近90°，振動狀態(tài)也越好。
[0183]在用上述的相關技術來進行驅(qū)動電壓的設置時，一對交流電壓的設置被用于整個光學元件I。換句話說，兩個驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率和時間相位差是恒定的。在與第三和第四振動模式中的第一方向A平行的節(jié)點線的位置，X(I) =X (2) =X(10，b)=X(ll，b)和 X(10，b)/X(ll，b) = I 成立。此外，因為 Φ (1) = Φ (10，b)、Φ (2) = Φ (11，b)、和Φ (I) - Φ (2) = 90°，所以 Φ (10，b) - Φ (ll，b)=90° 成立。然而，例如其中 α (3, b)和a (4，b)具有最大值的在上下方向(第二方向B)上的中心和上下端部處，振動狀態(tài)與在節(jié)點線的位置處的振動狀態(tài)大大不同。如上所述，在中心處，提供X(10，b) =150、Φ (10, b)=—162。、X(ll，b)=125 和 Φ (ll，b)= — 254。。因此，得到 X(10, b)/X(ll, b)=150/125=l.2并且Φ (10，b) — Φ (11，b)= — 162° — ( — 254° )=92°。在上端部和下端部處，提供X(10，b)=51、Φ (10，b)=— 173。、X(ll，b)=75 和 Φ (ll，b)= — 256°。因此，得到 X(10，b)/X(ll，b)=51/75=0.68 并且 Φ (10，b) — Φ (ll，b)= — 173° —( — 256° )=83°。因此，在上端部和下端部的更壞振動狀態(tài)中，提供乂(10，13)/x(11，13)=0.68并且Φ (10，b)-Φ (ll,b)=83°。更壞振動狀態(tài)與最優(yōu)狀態(tài)相比在X(10，b)/X(ll，b)方面差32%，并且在Φ (10, b) — Φ (11, b)方面差 7%。
[0184]對比而言，使用根據(jù)該實施例的驅(qū)動電壓的設置，如圖12B中指示那樣計算出其中設置同一對交流電壓的每個區(qū)域的區(qū)域邊界處的X(10，b)/x(ll，b)和Φ(10，《 -Φ (11，b)。圖12A中指示的父(10，13)、父(11，13)、Φ (10，b)和Φ (11，b)的值被用于計算。
[0185]在根據(jù)該實施例的驅(qū)動過程中，從第一對交流電壓的設置到第五對交流電壓的設置按時間序列相繼轉(zhuǎn)換驅(qū)動電壓的設置，由此轉(zhuǎn)換在振動構(gòu)件中生成的合成振動的振幅分布和相位分布。換句話說，在本發(fā)明中，從第一對驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率到第η驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率按時間序列改變各驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率，或者從第一對驅(qū)動電壓之間的時間相位差到第η驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率按時間序列改變各驅(qū)動電壓之間的時間相位差。結(jié)果，分別與第一到第五對交流電壓對應的區(qū)域每個都被帶入滿意的振動狀態(tài)。每個對應區(qū)域中的振動狀態(tài)在區(qū)域邊界的位置處變得最壞，如圖12Β所指示的那樣。從圖12Β可見，在具有第五對交流電壓的設置的區(qū)域I和區(qū)域10中的每一個區(qū)域的上端部和下端部處發(fā)生區(qū)域邊界處的振動狀態(tài)的最壞振動狀態(tài)，即，X(10，b)/X(ll，b)=0.90 和 Φ (10，b) — Φ (ll，b)=87.6 °。與最優(yōu)狀態(tài) X(10，b)/X(ll，b)=l 和Φ (10，b) — Φ (ll，b)=90° 相比，X(10，b)/X(ll，b)相差 10%并且 Φ (10，b) — Φ (11，b)相差2.4°。
[0186]在驅(qū)動過程完成時，光學元件I中的所有位置都經(jīng)受了比上述最壞振動狀態(tài)好的振動狀態(tài)。在相關技術中，如上所述，與最優(yōu)狀態(tài)X(10，b)/X(ll，b)=l和Φ (10, b)—Φ (ll,b)=90° 相比，x(10，13)/(11，13)相差32%并且(35(10，13) — (35(11，13)相差7°。因此，在該實施例中，改進了 X(10，b)/X(ll，b)和Φ (10，b) — Φ (11，b) 二者。相應地，可以在光學元件I的所有位置處更有效率地移動灰塵等。此外，即使在區(qū)域邊界處，x(10，b)和x(ll，b)與相關技術中的那些相比可以被提供為更接近于對象值X(O) = 100的值。在本發(fā)明中，可以改變驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率和時間相位差中的至少一個以改變合成振動的振幅分布。然而，如在該實施例中那樣更希望改變電壓振幅比率和時間相位差二者。此外，在本發(fā)明中，除了按時間序列改變合成振動的振幅分布之外，還可以按時間序列改變合成振動的相位分布。而且，當按時間序列改變驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率和時間相位差時，它們可以逐漸改變或瞬時變換(切換)。
[0187]根據(jù)第一實施例的振動設備和驅(qū)動方法可以在作為光學裝置的另一示例的復印機的掃描儀單元中被采用，以便移除灰塵，或可以用于用于移動以粉末形式的調(diào)色劑的驅(qū)動設備中。通過這樣的應用，可以有效率的移動在寬廣區(qū)域上存在的灰塵和粉末，并且可以實現(xiàn)更薄的除塵設備和驅(qū)動設備。要由根據(jù)本發(fā)明的除塵設備移動的目標(被驅(qū)動對象)不限于灰塵和粉末，并且還可以移動固體、氣體和液體。根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動設備通過根據(jù)本發(fā)明的振動設備驅(qū)動被驅(qū)動構(gòu)件。被驅(qū)動構(gòu)件的示例包括要被驅(qū)動的結(jié)構(gòu)(例如，用于保持透鏡的保持構(gòu)件)和片材構(gòu)件。雖然第一至第四振動模式在第一實施例中被視為要被考慮的振動模式，但通過在計算交流電壓的設置值時還考慮一個或更多個其它振動模式，可以進一步增加使用本發(fā)明的有益效果。在無用的振動模式之中，給出最大影響的振動模式是第三振動模式，第四振動模式的影響程度比起第三振動模式來說相對較小。因此，即使當在某些情況下把第四振動模式從用于交流電壓的設置的計算中排除時，也可獲得使用本發(fā)明的有益效果。此外，在第一實施例中，10階面外彎曲振動模式(第一振動模式)和11階面外彎曲振動模式(第二振動模式)被用作主要有助于移動灰塵的振動模式。然而，本發(fā)明不限于振動模式的這樣的組合。例如，I階面外彎曲振動模式和2階面外彎曲振動模式可以彼此組合?；蛘?，m階面外彎曲振動模式和η階面外彎曲振動模式可以彼此組合。在這種情況下，m和η是不同的自然數(shù)。即使在主要有助于移動灰塵的振動模式的任意組合中，也可以通過在考慮與被組合的振動模式不同的其它一個或更多個振動模式的情況下設置區(qū)域和交流電壓的同時驅(qū)動光學元件來獲得使用本發(fā)明的有益效果。
[0188]在第一實施例中，設置了 10個區(qū)域并且其中振動響應相同的區(qū)域被在考慮振動響應的對稱性的情況下從10個區(qū)域中選擇。其中振動響應相同的區(qū)域被視為其中設置有同一對交流電壓的一組區(qū)域。以這樣的方式，設置了五組區(qū)域，并且向這五組區(qū)域施加了不同對的交流電壓。然而，在本發(fā)明中，其中設置有同一對的交流電壓的各組區(qū)域的數(shù)量不限于5。當存在其中設置有不同對的交流電壓的兩個或更多個區(qū)域時，可以通過對每個區(qū)域?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)振動狀態(tài)來獲得使用本發(fā)明的有益效果，即，在預定方向上有效率地移動包括灰塵的被驅(qū)動對象的能力。
[0189]此外，“交流電壓的設置”包括設置交流電壓之間的電壓振幅比率和交流電壓之間的時間相位差。針對振動構(gòu)件的第一區(qū)域進行具有第一電壓振幅比率和第一時間相位差的第一對交流電壓的設置。針對振動構(gòu)件的第二區(qū)域進行具有第二電壓振幅比率和第二時間相位差的第二對交流電壓的設置，第二區(qū)域與第一區(qū)域不同。此處，至少，第一電壓振幅比率和第二電壓振幅比率彼此不同，或者第一時間相位差和第二時間相位差彼此不同。通過在驅(qū)動振動構(gòu)件時轉(zhuǎn)換第一對交流電壓的設置和第二對交流電壓的設置，由此實現(xiàn)針對每個區(qū)域的最優(yōu)振動狀態(tài)，可以獲得使用本發(fā)明的有益效果，即在預定方向上有效率地移動被驅(qū)動對象的能力。因此，在本發(fā)明中，區(qū)域的數(shù)量也不限于在前述實施例中描述的數(shù)量。此外，在第一實施例中，與第一和第二振動模式具有相應的在左右方向(第一方向Α)上的相同位移分布的第三振動模式和第四振動模式被考慮作為無用的振動模式。因此，在光學元件I中激勵的振動不會由于在第三和第四振動模式中的振動而在左右方向(第一方向Α)上改變其位移分布。為此，在左右方向(第一方向Α)上未設置劃分的區(qū)域。然而，與第一實施例不同，存在無用的振動模式可以生成與主要有助于移動灰塵的第一和第二振動模式在左右方向(第一方向Α)上的位移分布不同的位移分布的相對較大量值的振動的情況。在這樣的情況下，也可以考慮上述無用振動模式適當?shù)卦O置在左右方向(第一方向Α)上虛擬地劃分光學元件I的區(qū)域。使用這樣的驅(qū)動方法，即使當在左右方向(第一方向A)上的位移分布被無用振動模式中的振動改變時，也可獲得使用本發(fā)明的有益效果，即實現(xiàn)針對每個區(qū)域的最優(yōu)振動狀態(tài)并且在預定方向上有效率地移動包括灰塵的被驅(qū)動對象的能力。
[0190]盡管在第一實施例中，Φ (10, b) - Φ (11，b)的值被設置為90°，但是在本發(fā)明中該值不限于90°。僅要求上述的10階振動和11階振動之間的時間相位差彼此不同。此外，通過把Φ(10，?3) - Φ (11, b)設置為大于一 180°并小于0°，可以反轉(zhuǎn)移動灰塵等的方向。還可以通過改變驅(qū)動電壓和把驅(qū)動電壓施加到的壓電元件2的組合使得驅(qū)動電壓E(I)被施加到右壓電元件2b并且驅(qū)動電壓E(2)被施加到左壓電元件2a，來使移動灰塵等的方向反轉(zhuǎn)。以這種方式對用于使移動灰塵的方向反轉(zhuǎn)的交流電壓的設置可以被添加到驅(qū)動過程。
[0191]雖然已經(jīng)參照示例性實施例描述了本發(fā)明，但應理解，本發(fā)明不限于公開的示例性實施例。所附權利要求的范圍將要被賦予最寬泛的解釋，以便包括所有這樣的修改以及等效的結(jié)構(gòu)和功能。
[0192]該申請要求2011年3月31日提交的日本專利申請N0.2011-079565和2012年3月8日提交的日本專利申請N0.2012-051948的權益，其全部內(nèi)容通過引用而合并于此。
[0193]附圖標記列表
[0194]I光學元件
[0195]2，2a，2b，2c，2d 壓電元件
[0196]3振動構(gòu)件
[0197]4圖像拾取設備
[0198]5光學有效范圍(光學有效區(qū)域)
[0199]6振動模式中的位移分布
[0200]7第一振動模式中的位移分布
[0201]8第二振動模式中的位移分布
[0202]9分割電極
[0203]10導電涂料
[0204]100控制電路
[0205]101 電源
【權利要求】
1.一種振動構(gòu)件驅(qū)動方法，該振動構(gòu)件驅(qū)動方法把至少兩個驅(qū)動電壓施加到被設置在振動構(gòu)件中的至少一個電氣機械能量轉(zhuǎn)換元件，并且在振動構(gòu)件中生成在階數(shù)上彼此不同的其之間設置有時間相位差的多個駐波，由此產(chǎn)生從多個駐波得到的合成振動，該振動構(gòu)件驅(qū)動方法包括: 改變至少兩個驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率和時間相位差中的至少一個，以使得合成振動的振幅分布被改變。
2.根據(jù)權利要求1所述的振動構(gòu)件驅(qū)動方法，其中，驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率和時間相位差中的至少一個被改變以使得合成振動的振幅分布和相位分布被改變。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的振動構(gòu)件驅(qū)動方法，其中，假定把振動構(gòu)件虛擬地劃分為第I至第η區(qū)域，η是大于等于2的整數(shù)， 針對第I區(qū)域設置的至少兩個交流電壓之間的電壓振幅比率被定義為第I電壓振幅比率，并且針對第I區(qū)域設置的至少兩個交流電壓之間的時間相位差被定義為第I時間相位差，以及 針對第η區(qū)域設置的至少兩個交流電壓之間的電壓振幅比率被定義為第η電壓振幅比率，并且針對第η區(qū)域設置的至少兩個交流電壓之間的時間相位差被定義為第η時間相位差， 該振動構(gòu)件驅(qū)動方法執(zhí)行以下中至少一個: 控制按照時間序列從第I電 壓振幅比率到第η電壓振幅比率相繼地改變驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率，以及 控制按照時間序列從第I時間相位差到第η時間相位差相繼地改變驅(qū)動電壓之間的時間相位差。
4.根據(jù)權利要求3所述的振動構(gòu)件驅(qū)動方法，其中該振動構(gòu)件驅(qū)動方法執(zhí)行以下中至少一個: 控制按照以預定時間為單位的時間序列從第I電壓振幅比率到第η電壓振幅比率相繼地轉(zhuǎn)換驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率，以及 控制按照以預定時間為單位的時間序列從第I時間相位差到第η時間相位差相繼地轉(zhuǎn)換驅(qū)動電壓之間的時間相位差。
5.—種振動設備,包括具有至少一個電氣機械能量轉(zhuǎn)換元件的振動構(gòu)件，以及 控制單元，被配置為把至少兩個驅(qū)動電壓施加到至少一個電氣機械能量轉(zhuǎn)換元件并且在振動構(gòu)件中生成在階數(shù)上彼此不同的其之間設置有時間相位差的多個駐波，由此產(chǎn)生從多個駐波得到的合成振動， 其中該控制單元改變至少兩個驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率和時間相位差中的至少一個，以使得合成振動的振幅分布被改變。
6.根據(jù)權利要求5所述的振動設備，其中，驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率和時間相位差中的至少一個被改變以使得合成振動的振幅分布和相位分布被改變。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的振動設備，其中，假定在控制單元中針對振動構(gòu)件的第I至第η區(qū)域中的每個區(qū)域設置至少兩個交流電壓之間的電壓振幅比率和時間相位差中的至少一個，η是大于等于2的整數(shù)， 針對第I區(qū)域設置的交流電壓之間的電壓振幅比率被定義為第I電壓振幅比率，并且針對第I區(qū)域設置的交流電壓之間的時間相位差被定義為第I時間相位差，以及 針對第η區(qū)域設置的交流電壓之間的電壓振幅比率被定義為第η電壓振幅比率，并且針對第η區(qū)域設置的交流電壓之間的時間相位差被定義為第η時間相位差， 該控制單元執(zhí)行以下中至少一個: 控制按照時間序列從第I電壓振幅比率到第η電壓振幅比率相繼地改變驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率，以及 控制按照時間序列從第I時間相位差到第η時間相位差相繼地改變驅(qū)動電壓之間的時間相位差。
8.根據(jù)權利要求5至7中任一項所述的振動設備，其中，該控制單元執(zhí)行以下中至少一個: 控制按照以預定時間為單位的時間序列從第I電壓振幅比率到第η電壓振幅比率相繼地轉(zhuǎn)換驅(qū)動電壓之間的電壓振幅比率，以及 控制按照以預定時間為單位的時間序列從第I時間相位差到第η時間相位差相繼地轉(zhuǎn)換驅(qū)動電壓之間的時間相位 差。
9.一種驅(qū)動設備,包括: 根據(jù)權利要求5至8中任一項所述的振動設備；以及 被驅(qū)動構(gòu)件，該被驅(qū)動構(gòu)件被振動設備驅(qū)動。
10.根據(jù)權利要求5至8中任一項所述的振動設備，其中，該振動設備充當用合成振動移動振動構(gòu)件上的灰塵由此移除灰塵的除塵設備。
11.一種光學裝置，包括: 根據(jù)權利要求10所述的振動設備，該振動設備包括設置在光學路徑中的振動構(gòu)件并充當除塵設備；以及 圖像拾取設備，已通過振動構(gòu)件的光入射到該圖像拾取設備上。
【文檔編號】B08B7/02GK103460591SQ201280016702
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月22日 優(yōu)先權日:2011年3月31日
【發(fā)明者】大橋海史, 浦上俊史 申請人:佳能株式會社