CN104236534A - 压电装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种压电装置及电子设备，其中，压电装置包括振子、压电驱动单元、以及第一压电检测器。振子包括第一表面、沿第一轴方向形成的第一凹槽、以及平行于第一凹槽形成的第二凹槽。压电驱动单元包括被设置在第一凹槽中并在正交于第一轴方向以及平行于第一表面的第二轴方向中彼此相对的第一电极对，以及被设置在第一电极对之间并且能够使得振子振动的第一压电体。第一压电检测器包括被设置在第二凹槽中并在第二轴方向彼此相对的第二电极对，以及被设置在第二电极对之间并且能够检测振子的振动的第二压电体。

Description

压电装置及电子设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年6月12日提交的日本优先专利申请JP2013-123355的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及应用于例如振荡装置或振动陀螺仪传感器的压电装置以及包括该压电装置的电子设备。

背景技术

作为消费者角速度传感器，振动陀螺仪传感器被广泛使用。振动陀螺仪传感器以振子以预定频率振动的方式检测角速度以及在振子中生成的科里奥利(Coriolis)力由压电元件或其类似物检测。陀螺仪传感器被安装在例如电子设备，例如摄像机，摄像机，虚拟现实设备，以及汽车导航系统中，陀螺仪传感器被分别用作例如摇动检测、动作检测和方向检测的传感器。

例如，日本专利No.4858662(在下文中，被称为专利文献1)描述加速度传感器，其包括环状框架，促使所述框架在预定平面内振荡的驱动部件，以及检测角速度的检测部件。所述框架具有彼此相对的第一组梁(beam)，以及正交于第一组梁并彼此相对的第二组梁。所述驱动部件包括被设置在所述梁中的多个压电元件，并且在当第一组和第二组梁中的一组彼此更接近，而另外一组彼此分离时，以及在当一组梁彼此分离，另外一组彼此更接近时，所述驱动部件促使所述框架以振荡模式在预定平面内振荡。检测部件包括压电元件，所述压电元件能够基于框架在预定平面内的变形量，检测围绕垂直于所述预定平面的轴的角速度。

使用用于驱动单元的压电膜的压电装置通常利用压电膜以正交于电压施加方向的方向扩张和收缩的压电特性。例如，在专利文献1中描述的角速度传感器中，驱动单元和检测器中各自具有下部电极层、压电材料层和上部电极层的层叠结构，以及被设置在框架的相同表面上。

发明内容

近年来，例如，在包括由压电元件构成的驱动单元和检测器的陀螺仪传感器中，可能会发生不期望的谐振模式的振荡，从而无法产生期望谐振模式的稳定振荡。因此，很难提高角速度的检测精度。

鉴于上述情况，提供能够实现预期谐振模式的稳定振荡的压电装置和包括压电装置的电子设备是可取的。

根据本公开的实施方式，其提供包括振子、压电驱动单元和第一压电检测器的压电装置。

振子包括第一表面、第一凹槽和第二凹槽。第一凹槽在第一表面中沿第一轴方向形成。第二凹槽平行于第一凹槽在第一表面中形成。

压电驱动单元包括第一电极对和第一压电体。第一电极对被设置在第一凹槽中并在第二轴方向彼此相对，第二轴方向正交于第一轴方向并且平行于第一表面。第一压电体被设置在第一电极对之间。压电驱动单元被配置为能够由于在第一电极对之间的电压施加而使振子在平行于第一表面的平面中振动。

第一压电检测器包括第二电极对和第二压电体。第二电极对被设置在第二凹槽中并在第二轴方向彼此相对。第二压电体被设置在第二电极对之间。第一压电检测器被配置为能够检测在平行于第一表面的平面中的振子的振动。

在压电装置中，从第一电极对到第一压电体的电压施加方向与振子的激励方向被配置为彼此一致。由此，在平行于第一表面的平面中使得振子稳定振荡以及由第一压电检测器高度精确检测在这个平面中的振子的振动是可能的。

振子可以进一步包括在与第一轴方向和第二轴方向正交的第三轴方向中与第一表面相对的第二表面，并且第一凹槽可以形成具有从第一表面延伸到第二表面的深度并包括两个侧表面部分。在这种情况下，第一凹槽的两个侧表面部分被压电驱动单元覆盖。

由此，抑制振子在不同于第一表面的向内方向的方向中的振荡是可能的，因此，在第一表面的向内方向的稳定振荡可以实现。

振子可以进一步包括在第一轴方向延伸并在第二轴方向布置的多个臂。压电驱动单元和第一压电检测器中的每个可以被设置在多个臂的至少一个臂中。

压电驱动单元和第一压电检测器可以被设置在相同臂或不同臂中。

多个臂可以包括第一臂和第二臂。在这种情况下，压电驱动单元可以被设置在第一臂和第二臂的每个中，以及被配置为能够在平行于第一表面的平面中使得第一臂和第二臂以相反的相位振动。

由此，例如，配置用于检测围绕第一轴的角速度的振子是可能的。

振子可以进一步包括一对第一梁，一对第二梁，以及多个连接部。该一对第一梁在第一轴方向延伸并在第二轴方向彼此相对。该一对第二梁在第二轴方向延伸并在第一轴方向彼此相对。多个连接部在第一梁与第二梁之间连接。

在这种情况下，压电驱动单元被设置在第一梁和第二梁中的至少一个梁中，使得框体以当一对第一梁和一对第二梁中的一对梁彼此靠拢时，另一对梁彼此分开，以及当一对梁彼此分开时，另一对梁彼此靠拢的振动模式振动。

由此，例如，配置用于检测围绕垂直于第一表面的轴的角速度的振子是可能的。压电装置可以进一步包括支持部、耦接部以及电极结构。

支持部被配置为支持振子。耦接部被配置为在振子与支持部之间弹性连结。电极结构被设置在耦接部中，并被配置为能够静电检测振子在平行于第一表面的平面中相对于支持部的相对运动。

由此，基于电极结构的电容变化，检测作用于振子的在平面内方向的加速度是可能的。

压电装置可以进一步包括第二压电检测器。

第二压电检测器被设置在第一表面中并被配置为能够检测在垂直于第一表面的平面中的振子的振动。

由此，由第二压电检测器检测绕振子的轴作用的角速度是可能的。

第一凹槽可以包括彼此平行布置的多个凹槽。在这种情况下，第一电极对包括被设置在多个凹槽中并且彼此平行电连接的多个电极对。第一压电体包括被设置在多个电极对之间的多个压电体。

可供选择地，第一电极对可以包括被设置在第一凹槽中并且彼此平行电连接的多个电极对。在这种情况下，第一压电体包括被设置在多个电极对之间的多个压电体。

由此，增加压电驱动单元的驱动力是可能的。

第二凹槽可以包括彼此平行布置的多个凹槽。第二电极对包括被设置在多个凹槽中并且彼此电串联连接的多个电极对。第二压电体包括被设置在多个电极对之间的多个压电体。

可供选择地，第二电极对可以包括被设置在第二凹槽中并且彼此电串联连接的多个电极对。在这种情况下，第二压电体包括被设置在多个电极对之间的多个压电体。

由此，增加第一压电检测器的检测电压是可能的。

根据本公开的实施方式，其提供压电装置。压电装置包括振子、压电驱动单元、以及第一压电检测器。

振子包括第一表面、第一凹槽和第二凹槽。第一凹槽在第一表面中沿第一轴方向形成。第二凹槽在第一表面中平行于第一凹槽形成。

压电驱动单元包括第一电极对和第一压电体。第一电极对被设置在第一凹槽中并在第二轴方向彼此相对，第二轴方向正交于第一轴方向并且平行于第一表面。第一压电体被设置在第一电极对之间。压电驱动单元被配置为能够由于在第一电极对之间的电压施加而使得振子在平行于第一表面的平面中振动。

第一压电检测器包括第二电极对和第二压电体。第二电极对被设置在第二凹槽中并在第二轴方向彼此相对。第二压电体被设置在第二电极对之间。第一压电检测器被配置为能够检测在平行于第一表面的平面中的振子的振动。

如上，根据本公开的实施方式，实现预期谐振模式的稳定振荡是可能的。

如附图所示，根据本公开最佳模式实施方式的下列具体实施方式，本公开的这些和其他目标、特征和优点将变得更加显而易见。

附图说明

图1是示出根据本公开的第一实施方式的压电装置的配置的示意性立体图；

图2示出根据第一实施方式的臂的主要部分横截面视图，其示出压电装置中的压电驱动单元的配置；

图3示出根据第一实施方式的臂的主要部分横截面视图，其示出压电装置中的压电检测器的配置；

图4A和图4B示出解释以d31模式驱动的压电体的运动示例的示意图；

图5A和图5B是示出根据第一实施方式的压电装置的典型运动示例的主要部分立体图；

图6A和图6B是示出根据对比示例的振荡器的配置示例的主要部分立体图和横截面视图；

图7A到图7D示出根据第一实施方式，解释制造压电装置的方法的主要部分的过程的横截面视图；

图8示出根据本公开的第二实施方式的压电装置的示意性立体图及其主要部分横截面视图；

图9A到图9D示出根据第二实施方式，解释制造压电装置的方法的主要部分的过程的横截面视图；

图10是简要示出根据本公开的第三实施方式的压电装置的配置的平面视图；

图11示出根据第三实施方式的根据所述压电装置的所述压电装置的横截面视图；

图12是示出根据第三实施方式的压电装置的运动示例的示意性平面视图；

图13A和图13B示出根据第三实施方式，解释压电装置的另一种运动示例的主要部分示意性立体图；

图14是简要示出根据本公开的第四实施方式的压电装置的配置的平面视图；

图15示出根据第四实施方式的压电装置的主要部分横截面视图；

图16A到图16C是示出根据本公开的第五实施方式的压电装置中的压电驱动单元的配置及其等效电路图的主要部分平面视图；

图17A和图17B是示出根据本公开的第五实施方式的压电装置中的压电检测器的配置及其等效电路图的主要部分平面视图；

图18A和图18B是示出根据本公开的第五实施方式的压电装置中的压电检测器的另一种配置及其等效电路图的主要部分平面视图；

图19A到图19C示出解释极化根据第五实施方式的压电检测器的方法的主要部分的过程的平面视图；

图20A到图20D是示出压电驱动单元和压电检测器的其他配置示例的主要部分横截面视图；

图21A到图21D示出解释制造如图20B所示的结构的方法的过程的横截面视图；

图22A到图22D示出解释制造如图20C所示的结构的方法的过程的横截面视图；

图23A到图23D示出解释制造如图20D所示的结构的方法的过程的横截面视图；

图24是示出根据本公开的第六实施方式的压电装置的配置的示意性立体图；

图25是示出第六实施方式的压电装置的输入/输出特性示例的示意图；

图26是示出根据第三实施方式的压电装置的配置的更改示例的示意性平面视图；

图27是示出压电驱动单元和压电检测器的结构的更改示例的主要部分横截面视图；

图28A到图28C是示出根据第五实施方式的压电驱动单元和压电检测器的组合示例的振子的主要部分平面视图；

图29示出根据本公开的另一个实施方式的压电装置的示意性立体图；以及

图30示出图29中的A1部分的放大横截面视图。

具体实施方式

根据本公开的实施方式，其提供包括振子、压电驱动单元和第一压电检测器的压电装置。

所述振子包括第一表面，第一凹槽和第二凹槽。第一凹槽在第一表面中沿第一轴方向形成。第二凹槽在第一表面中平行于所述第一凹槽形成。

所述压电驱动单元包括第一电极对和第一压电体。第一电极对被设置在第一凹槽中并在第二轴方向彼此相对，所述第二轴方向正交于所述第一轴方向以及平行于所述第一表面。第一压电体被设置在第一电极对之间。所述压电驱动单元被配置为能够由于在第一电极对之间的电压施加而使得振子在平行于第一表面的平面中振动。

第一压电检测器包括第二电极对和第二压电体。第二电极对被设置在第二凹槽中并在第二轴方向彼此相对。第二压电体被设置在第二电极对之间。第一压电检测器被配置为能够检测在平行于第一表面的平面中的振子的振动。

在下文中，本公开的实施方式将通过参考随附的绘图进行描述。

<第一实施方式>

图1是示出根据本公开的第一实施方式的压电装置的配置的示意性立体图。在所述绘图中，X轴、Y轴和Z轴指示彼此正交的三个轴方向。

【压电装置的整体配置】

根据这个实施方式的压电装置100包括基部110、振子120、压电驱动单元131和132、以及压电检测器140(第一压电检测器)。压电装置100被配置为沿X轴方向以预定谐振频率使得振子120振荡的振荡装置。压电装置100作为例如像计算机的电子设备中的时钟信号源被应用。

基部110和振子120彼此被整体固定。基部110和振子120通过例如微加工单晶硅基板形成，所述单晶硅基板是采用如图所示的形状的非压电材料。在基部110的一个表面(背面)中，在安装到电子设备中的电路板CB上提供被电气和机械连接到陆地的外部端子(未示出)。基部110经由可振动的耦接部111支持振子120。

振子120包括在Y轴方向延伸并在X轴方向布置的多个臂。在这个实施方式中，振子120被配置为包括第一臂121和第二臂122的音叉型振子。第一臂121和第二臂122在Y轴方向延伸并在X轴方向以预定间隔布置。

振子120包括在Z轴方向彼此相对(平行于X轴方向和Y轴方向)的正面120a(第一表面)和背面120b(第二表面)。在这个实施方式中，振子120的正面120a与基部110的正面齐平形成。进一步地，振子120的背面120b与基部110的背面齐平形成。

【压电驱动单元】

压电驱动单元131和132被配置为能够在XY平面中使得振子120(第一臂121和第二臂122)振动。在这个实施方式中，压电驱动单元131和132可以被设置在第一臂121和第二臂122中。不过，压电驱动单元131和132只需要被设置在所述臂的至少一个中。

压电驱动单元131被设置在第一臂121中。压电驱动单元132被设置在第二臂122中。压电驱动单元131和132具有相同的配置。压电驱动单元131和132中的每个包括第一压电元件13a和第二压电元件13b。

图2示出第一臂121的主要部分横截面视图，其示出压电驱动单元131的配置。第一压电元件13a被设置于在第一臂121的正面120a中形成的凹槽T11(第一凹槽)中。第二压电元件13b被设置在在第一臂121的正面120a中形成的凹槽T12(第一凹槽)中。

凹槽T11和T12中的每个沿Y轴方向在第一臂121的正面120a中形成。凹槽T11和T12之间在沿X轴方向的宽度尺寸、沿Y轴方向的长度尺寸和沿Z轴方向的深度尺寸是相同的。这些尺寸没有特别限制，以及可以根据振动条件或类似条件进行适当设定。在这个实施方式中，凹槽T11和T12形成具有从第一臂121的前端到基部110的预定长度和从第一臂121的正面120a延伸到背面120b的深度。

如图2所示，第一压电元件13a具有一对电极E1(第一电极对)和压电层P1(第一压电体)的层叠结构。

电极对E1被设置在凹槽T11中并在X轴方向彼此相对。电极对E1中的每个经由绝缘膜S1被连接到凹槽T11的每个侧面。压电层P1被设置在电极对E1之间。压电层P1包括平行于XY平面并在Y轴方向是长的两个主表面。所述主表面中的一个被固定到电极对E1中的一个。所述主表面中的另一个被固定到电极对E1中的另一个。由此，凹槽T11的两个侧面被第一压电元件13a覆盖。

第二压电元件13b以与第一压电元件13a相同的方式配置。第二压电元件13b具有在X轴方向彼此相对的电极对E1和被设置在电极对E1之间的压电层P1的层叠结构。由此，凹槽T12的两个表面被第二压电元件13b覆盖。

设置在第二臂122中的压电驱动单元132也以与上述相同的方式配置。具体地，如图1所示，两个凹槽T11和T12沿Y轴方向在第二臂122的正面120a中形成。第一压电元件13a和第二压电元件13b被设置在这些凹槽T11和T12中。

如图1所示，在压电驱动单元131和132中，第一压电元件13a相对于第一臂121和第二臂122的中心轴位置被设置在内侧。进一步地，第二压电元件13b相对于第一臂121和第二臂122的中心轴位置被设置在外侧。

电极对E1通常由例如Ti(钛)、Pt(铂)、Cr(铬)、Au(金)、Cu(铜)和Al(铝)的金属材料形成。压电层P1通常由PZT(锆钛酸铅)形成。可供选择地，压电层P1除了可以由AlN(氮化铝)、KNbO3(铌酸钾)和Bi(Zr/Ti)O3(铋锆钛酸)形成以外，还可以由例如PVDF(聚偏氟乙烯)和P(VDF/TrFE)(偏二氟乙烯和三氟乙烯的共聚物)的有机铁电材料形成。绝缘膜S1通常由二氧化硅膜形成。可供选择地，绝缘膜S1可以由氮化硅膜、氧化铝膜(矾土)或其类似物形成。

由于压电层P1的逆压电效应，压电驱动单元131和132被配置为能够在平行于正面120a的平面(XY平面)中使得振子120(第一臂121和第二臂122)振动。第一压电元件13a和第二压电元件13b被连接到例如被安装在电路板CB上的自激振荡电路(未示出)。所述自激振荡电路包括，例如移相电路和自动增益控制器(AGC)，以及基于压电检测器140的检测信号，生成供应给压电驱动单元131和132的驱动信号。

在这个实施方式中，交流(AC)电压以相反相位被施加到第一压电元件13a和第二压电元件13b，使得第一压电元件13a的压电层P1和第二压电元件13b的压电层P1以相反的相位交替扩张和收缩。由此，第一臂121和第二臂122两者以相反方向振荡(图5A和5B)。

【压电检测器】

压电检测器140被配置为能够检测在XY平面中的振子120(第一臂121和第二臂122)的振动。在这个实施方式中，压电检测器140被设置在第一臂121和第二臂122中。不过，压电检测器140只需要被设置在所述臂的至少一个中。

压电检测器140被设置在振子120的正面120a中形成的一对凹槽T13(第二凹槽)和链接这些凹槽的凹槽T14中。

如图1所示，一对凹槽T13在第一臂121和第二臂122的正面120a中形成，以便沿Y轴方向具有相同的长度。在这个实施方式中，一对凹槽T13从第一臂121和第二臂122的纵向中心朝基部110延伸。凹槽T14在X轴方向形成，以便在基部110一侧链接这些凹槽T13的端部。需要指出，凹槽T14可以根据需要被省略。

凹槽T13和T14被形成具有相同的宽度和深度。在这个实施方式中，类似于凹槽T11和T12，凹槽T13和T14形成具有从振子120的正面120a延伸到背面120b的深度。

图3示出第一臂121的主要部分横截面视图，其示出压电检测器140的配置。压电检测器140具有一对电极E2(第二电极对)和压电层P2(第二压电体)的层叠结构。

电极对E2被设置在凹槽T13和T14中。电极对E2在凹槽T13内的X轴方向是彼此相对的。电极对E2在凹槽T14内的Y轴方向是彼此相对的。电极对E2中的每个经由绝缘膜S2被连接到凹槽T13和T14中的每个的侧面。压电层P2被设置在电极对E2之间。压电层P2包括平行于YZ平面并在凹槽T13内的Y轴方向是长的两个主表面。压电层P2包括平行于XZ平面并在凹槽T14内的X轴方向是长的两个主表面。压电层P2的一个主表面被固定到电极对E2中的一个。另一个主表面被固定到电极对E2中的另一个。由此，凹槽T13和T14两者的表面被压电检测器140覆盖。

电极对E2通常由例如Ti(钛)、Pt(铂)、Cr(铬)、Au(金)、Cu(铜)和Al(铝)的金属材料形成。压电层P2通常由PZT(锆钛酸铅)形成。可供选择地，压电层P2除了可以由AlN(氮化铝)、KNbO3(铌酸钾)和Bi(Zr/Ti)O3(铋锆钛酸)形成以外，还可以由例如PVDF(聚偏氟乙烯)和P(VDF/TrFE)(偏二氟乙烯和三氟乙烯的共聚物)的有机铁电材料形成。绝缘膜S2通常由二氧化硅膜形成。可供选择地，绝缘膜S2可以由氮化硅膜、氧化铝膜(矾土)或其类似物形成。

压电检测器140被配置为能够通过经由电极对E2检测由于压电层P2的压电效应产生的电势差，来检测振子120(第一臂121和第二臂122)的振动。压电检测器140被连接到例如上述的被安装在电路板CB上的自激振荡电路。压电检测器140的检测信号被输出到自激振荡电路。

在这个实施方式中，第一臂121与第二臂122以相反方向被激励，以及公用的压电检测器140被用于第一臂121和第二臂122中。因此，单个压电检测器140可以检测对应于第一臂121和第二臂122两者的总变形量的电势。

需要指出，虽然未在图中示出，电气连接被设置振子120中的压电驱动单元131和132以及压电检测器140与电路板CB的布线图案在基部110的正面或背面以及在振子120的正面120a或背面120b中形成。

【压电层】

在压电驱动单元131和132中的压电层P1经受在电压施加方向的极化处理。由此，压电层P1在正交于电压施加方向的方向扩张和收缩。另一方面，在压电检测器140中的压电层P2将作用于其内平面中的扩张和收缩应力转换为在电极对E2之间的电势信号。这种压电特性的性能指标的表示是压电常数d31。如上所述的压电层的驱动模式被称为“d31模式”。

图4A和4B示出解释具有这类压电特性的压电层的运动示例的示意图。在所述图中，黑色箭头指示应力方向以及白色箭头指示电压施加方向。

当电压被施加在厚度方向时，被夹在电极对E之间的压电层P在正交于所述厚度方向的内平面方向生成应力。所述应力的方向取决于施加于压电层P的电场的方向。通常，电极对E中的一个被连接到基准电势(例如，接地电势)。当具有正电极的电压被施加在例如电极对E的另一个时，拉应力在压电层P中生成，使得压电层P在内平面方向扩张。当具有负电极的电压被施加时，压应力在压电层P中生成，使得压电层P在内平面方向收缩。因此，AC电压被施加于电极对E中的另一个，并且从而在压电层P的表面中生成周期性的扩张和收缩应力。

如果压电层P是在一个轴方向包括长边的条带形状，压电层P的扩张和收缩应力主要作用于所述长边的方向。还在这个实施方式中，第一压电元件13a和第二压电元件13b以在第一臂121和第二臂122的延伸方向中包括长边的条带形状形成。第一压电元件13a和第二压电元件13b被设置为使得压电层P1的膜表面正交于第一臂121和第二臂122的振动方向。因此，压电层P1的扩张和收缩应力被限制在第一臂121和第二臂122的纵向方向。

【压电装置的典型操作】

图5A和5B示出根据这个实施方式的压电装置100的典型运动示例的主要部分立体图。

当预定频率的AC电压从电路板CB上的自激振荡电路被施加到压电驱动单元131和132时，压电装置100的振子120(第一臂121和第二臂122)在XY平面中振动。振子120的振荡频率基于第一臂121和第二臂122的固有频率进行设定。由此，振子120起在这个固有频率谐振的振荡器的作用。

在这个实施方式中，如上所述，相反相位的驱动信号被输入到压电驱动单元131和132中每个的第一压电元件13a和第二压电元件13b。因此，在第一压电元件13a和第二压电元件13b中，压电层P1的扩张和收缩运动是相反的。如此，第一压电元件13a在Y轴方向收缩，以及第二压电元件13b在Y轴方向扩张，以及从而第一臂121和第二臂122两者在彼此靠近的方向变形(图5A)。相反，第一压电元件13a在Y轴方向扩张，则第二压电元件13b在Y轴方向收缩，以及从而第一臂121和第二臂122两者在彼此分离的方向变形(图5B)。

压电检测器140向自激振荡电路输出对应于振子120的振动状态的检测信号。所述自激振荡电路基于压电检测器140输出的检测信号生成驱动信号，并向压电驱动单元131和132输出驱动信号。由此，振子120执行在其固有振动频率的自激振荡。

根据这个实施方式的压电装置100被配置为使得相对于压电驱动单元131和132的压电层P1的电压施加方向与振子120的激励方向一致。由此，可以在XY面中使得振子120稳定振荡以及由压电检测器140高度精确检测在XY平面中的振子的振动。

下一步，这个实施方式的上述动作将根据对比示例与振荡器对比进行描述。

图6A示出根据对比示例的振荡器150的配置示例的主要部分立体图。振荡器150包括被设置在第一臂161和第二臂162的正面160a上的一对压电驱动单元171和172，其作为在XY平面中使得包括第一臂161和第二臂162的振子160振荡的驱动单元。具体地，一对压电驱动单元171和172被分别设置在第一臂161和第二臂162的外缘上。

压电驱动单元171和172具有相同的配置。压电驱动单元171和172中的每个具有一对电极E3和被设置在所述一对电极E3之间的压电层P3的层叠结构。图6B示出第一臂161的主要部分横截面视图，其示出压电驱动单元171的配置。压电驱动单元171和172以在Y轴方向具有长边的条带状形成，并被设置在第一臂161和第二臂162的正面160a上。当AC电压经由所述电极对E3在Z轴方向被施加时，压电层P3被配置为在由图6A中的黑色箭头方向所示的Y轴方向扩张和收缩。

在图6A和6B中示出的振荡器150中，为了在XY平面中振动第一臂161和第二臂162，压电驱动单元171和172沿第一臂161和第二臂162的外缘设置。由此，如图中的白色箭头所示，第一臂161和第二臂162可以交替重复在X轴方向彼此靠近的方向的变形与在彼此分离的方向的变形。此外，在这类变形的同时，在垂直于XY平面的方向(Z轴方向)中的振动被诱发。结果，第一臂161和第二臂162中的每个在作为所述第一臂161和第二臂162的合成方向的斜方向被激励。

如上所述，在根据对比示例的振荡器150中，压电层P3的膜表面被设置平行于振子120的激励方向，以及从而，不仅在X轴方向发生预期的振动模式，而且在Z轴方向发生不期望的振动模式。因此，在根据对比示例的振荡器150中，沿预期的振动方向执行谐振模式的稳定振荡是困难的。进一步地，有必要设计出以实现稳定操作的振荡电路或其类似物，但这会导致电路规模增大的问题。

此外，在根据对比示例的振荡器150中，用于检测的压电层作为检测振子160的振动的压电检测器通常被设置为使得其膜表面平行于振子160的正面。因此，不仅第一臂161和第二臂162在X轴方向的振动被检测，而且第一臂161和第二臂162在X轴方向的振动被检测。因此，存在很难获得足够的关于振子160在XY平面中的位移的检测信号的问题。

相反，在根据本实施方式的压电装置100中，压电驱动单元131和132中每个的压电层P1的膜表面被设置正交于振子120的预期振动方向(X轴方向)。因此，根据本实施方式，限制振子120在Z轴方向的不必要固有振动模式的振荡以及实现振子120在XY平面中的稳定振荡运动是可能的。进一步地，关于第一臂121和第二臂122中的每个在XY平面中的位移的足够信号被压电检测器140捕获。由此，提高检测精度是可能的。

【制造压电装置的方法】

下一步，将描述制造根据本实施方式的压电装置100的方法。压电装置100通过MEMS技术进行制造。图7A到7D示出制造压电装置100的方法的示例性示意图，其示出制造压电驱动单元131的过程。

图7A示出形成绝缘膜S1、电极对E1和压电层P1的过程。根据本实施方式的压电装置100通过使用绝缘体上外延硅(SOI)基板制造。通常，SOI基板经由由二氧化硅膜形成的中间层L3，通过彼此键合两个单晶硅基板L1和L2形成。接着，经由抗蚀剂掩模(未示出)，通过一个硅基板L1经受反应离子蚀刻(RIE)，凹槽T11和T12在第一臂121和第二臂122中的每个的形成面积形成。此时，中间层L3起蚀刻阻挡层的作用。

在凹槽T11和T12的形成后，覆盖凹槽T11和T12中的每个的两个侧面的绝缘膜S1形成。绝缘膜S1可以是硅基板L1的热氧化膜，或可以通过化学气相沉积(CVD)法，喷镀法或类似方法形成。覆盖凹槽T11和T12中的每个的底部的绝缘膜S1的部分通过蚀刻被除去。下一步，形成电极对E1的金属膜通过喷镀、电镀或类似方法形成。覆盖凹槽T11和T12中的每个的底部的金属膜的部分通过各向异性蚀刻例如干法刻蚀被除去。

随后，压电层P1通过喷镀法、脉冲激光烧蚀(PLD)法、溶胶-凝胶法或类似方法形成。压电层P1被形成，以填充凹槽T11和T12。不过，压电层P1并不局限与此。硅基板L1上的绝缘膜S1、金属膜(电极对E1)以及压电层P1以所陈述的顺序堆积。此后，硅基板L1上的绝缘膜S1、金属膜(电极对E1)以及压电层P1以预定的形状形成图案。

下一步，如图7B所示，覆盖硅基板L1上不同于凹槽T11和T12区域的区域的压电层P1被除去。在这个过程中，适当的平坦化方法例如化学机械平坦化(CMP)方法和回蚀法可以被采用。此时，绝缘膜S1和电极对E1被形成，使得凹槽T11的一个侧面与凹槽T12的一个侧面彼此连结。

随后，如图7C所示，压电装置100以及第一臂121和第二臂122的外形经由抗蚀剂掩膜(未示出)，通过硅基板L1经受反应离子蚀刻(RIE)形成。还在此时，中间层L3起蚀刻阻挡层的作用。接着，如图7D所示，构成压电驱动单元131的第一压电元件13a和第二压电元件13b通过将硅基板L2和中间层L3从硅基板L1去除进行制造。

而且，设置在第二臂122中的压电驱动单元132也通过与上述过程相同的过程进行制造。通常，压电驱动单元131和132通过相同的过程进行制造。压电检测器140也通过与压电驱动单元131和132相同的过程进行制造。而且，在此情况下，压电检测器140可以在压电驱动单元131和132的制造的同时，用与压电驱动单元131和132相同的材料进行制造。

<第二实施方式>

图8示出根据本公开的第二实施方式的压电装置的示意性立体图及其主要部分横截面视图。此后，将主要描述不同于第一实施方式的组件，以及与上述实施方式相同的组件将用相同的参考符号来表示，以及其描述将被省略或简化。

根据本实施方式的压电装置200被配置为振动陀螺仪传感器(角速度传感器)。压电装置200作为例如用于摇动检测的传感器或用于电子设备例如照相机和汽车导航系统中的方向检测的传感器被应用。

在根据本实施方式的压电装置200中，第二压电检测器141和142被分别设置在第一臂121和第二臂122的正面120a上。第二压电检测器141和142可以被配置为能够检测第一臂121和第二臂122在垂直于正面120a的表面(YZ平面)中的振动。

第二压电检测器141和142具有相同的配置。第二压电检测器141和142中的每个由下部电极层E41(第一电极层)、压电层P4和上部电极层E42(第二电极层)层叠形成。第二压电检测器141和142中的每个以在Y轴方向具有长边的条带形状形成。压电层的膜表面平行于振子120的正面120a形成。

下部电极层E41被设置在第一臂121和第二臂122的正面120a上。在这个实施方式中，第一臂121和第二臂122中的每个由半导体材料(单晶硅)形成，因此，下部电极层E41经由绝缘层S4被设置在正面120a上。上部电极层E42在垂直于正面120a的方向(Z轴方向)与下部电极层E41对置。压电层P4被设置在下部电极层E41和上部电极层E42之间。

压电层P4在Z轴方向经受极化处理。当压电层P4接收沿Y轴方向的压应力或拉应力时，预定的电势差在上部电极层E41与下部电极层E42之间产生。例如，当第一臂121和第二臂122中的任意一个在正Z方向变形时，压电层P4在Y轴方向收缩。当第一臂121和第二臂122中的任意一个在负Z方向变形时，压电层P4在Y轴方向扩张。上部电极层E41与下部电极层E42之间电势差的极性取决于压电层P4沿Y轴方向的扩张和收缩方向。上部电极层E41和下部电极层E42被电连接到电路板CB上的角速度检测电路(未示出)。通常，上部电极层E41和下部电极层E42中的一个被连接到基准电势(例如，接地电势或预定偏置电势)。

上部电极层E41和下部电极层E42由例如与压电驱动单元131和132中的电极对E1或第一压电检测器140中的电极对E2相同的材料形成。压电层P4也由例如与压电驱动单元131和132中的压电层P1或第一压电检测器140中的压电层P2相同的材料形成。

在这个实施方式中，第二压电检测器141和142沿第一臂121和第二臂122的轴中心被设置在正面120a上。沿第二压电检测器141和142的Y轴方向的长度(长边的长度)没有特别限制。所述长度仅需要是第一臂121和第二臂122沿Z轴方向的位移能够被检测到的长度。

在根据本实施方式，如上述第一实施方式的如此配置的压电装置200中，第一臂121和第二臂122执行在XY平面中由于压电驱动单元131和132以及第一压电检测器140的自激振荡。当在这个状态围绕Y轴的角速度作用于振子120时，由于科里奥利力，第一臂121和第二臂122在Z轴方向变形。对应于变形量的电压信号从第二压电检测器141和142输出到上述的角速度检测电路。因此，作用于压电装置200的围绕Y轴的角速度被检测到。

根据本实施方式，在XY平面中实现第一臂121和第二臂122的稳定振荡运动是可能的。因此，作用于第一臂121和第二臂122的沿Z轴方向的科里奥利力，即围绕Y轴的角速度的检测精度可以提高。

图9A到9D示出制造压电装置200的方法的示例性示意图，其示出制造压电驱动单元131和第二压电检测器141的过程。第二压电检测器141在制造压电驱动单元131的过程中进行制造。

在这个实施方式中，如图9A所示，构成电极对E1的金属膜的一部分被配置为下部电极层E41。上部电极层E42在压电层P1上形成。相应的层被图案化。接着，如图9B所示，压电层P1被局部蚀刻。因此，压电层P4形成。形成电极对E1的金属膜被隔离，以隔开电极对E1的形成区域和下部电极层E41的形成区域。此后，如图9C所示，第一臂121和第二臂122经受变形。此外，如图9D所示，硅基板L2和中间层L3被去除。

被设置在第二臂122中的第二压电检测器142也通过与上述过程相同的过程进行制造。通常，第二压电检测器141和142在相同的过程中制造。

<第三实施方式>

图10简要示出根据本公开的第三实施方式的压电装置的配置的平面视图。图11示出其横截面视图。

根据本实施方式的压电装置300被配置为振动陀螺仪传感器(角速度传感器)。压电装置300作为例如用于摇动检测的传感器或用于电子设备例如照相机和汽车导航系统中的方向检测的传感器被应用。

【振子】

根据本实施方式的压电装置300包括振子320。振子320包括环形框体330和多个振动体(pendulum)340。

框体330包括在a轴方向的水平方向，在b轴方向的垂直方向，以及在c轴方向的厚度方向。另一方面，在图10中，Y轴被设定在平行于a轴的轴方向，以及X轴被设定在平行于b轴的方向。Z轴方向是平行于c轴方向的轴方向。

框体330的每个边起振梁(vibration beam)的作用。框体330包括在a轴方向彼此并行延伸的一对第一梁31a和31b，以及在正交于a轴方向的b轴方向彼此并行延伸的一对第二梁32a和32b。第一梁31a和31b以及第二梁32a和32b具有相同的长度、宽度和厚度。框体330具有中空的方形外观。

在对应于四个角的框体330部分，形成了在第一梁31a和31b与第二梁32a和32b之间连接的连接部33a、33b、33c和33d。第一梁31a和31b以及第二梁32a和32b两端由连接部33a到33d支持。框体330经由在连接部33a到33d中形成的多个支持部34被固定成在XY平面中相对于电路板(未示出)是可振动的。

多个振动体340包括第一振动体41a和41b以及第二振动体42a和42b。第一振动体41a和41b分别在成对角关系的一对连接部33a和33c中形成。第一振动体41a和41b在沿对角线方向的框体330内侧延伸。第二振动体42a和42b在成对角关系的另外一对连接部33b和33d中形成。第二振动体42a和42b在沿对角线方向的框体330内侧延伸。第一振动体41a和41b以及第二振动体42a和42b的一个端部被分别固定到连接部33a到33d。另一端部被设定为自由端部，并起被设置接近框体330中心的振动重量的作用。进一步地，被固定到连接部33a到33d的一个端部与其另一端部之间的部分被称为臂M。

第一梁31a和31b、第二梁32a和32b、连接部33a到33d、第一振动体41a和41b、第二振动体42a和42b以及多个支持部被整体形成，以及通过例如微加工作为非压电材料的多晶硅基板进行制造。

【压电驱动单元】

压电装置300包括作为振动框体330的驱动单元的第一压电驱动单元351和第二压电驱动单元352。第一压电驱动单元351分别沿第一梁31a和31b中的a轴方向设置。第二压电驱动单元352分别沿第二梁32a和32b中的b轴方向设置。在图10中，为了易于理解，第一压电驱动单元351和第二压电驱动单元352分别由不同种类的阴影示出。

第一压电驱动单元351和第二压电驱动单元352以与在第一实施方式中描述的第一压电元件13a和第二压电元件13b(图2)相同的方式配置。第一压电驱动单元351和第二压电驱动单元352中的每个具有一对电极和被设置在所述电极对之间的压电层的重叠结构。在本实施方式中，第一压电驱动单元中的每个以在a轴方向具有长边的条带形状形成。第一压电驱动单元351被设置在第一梁31a和31b中，使得所述压电层的膜表面正交于b轴方向。第二压电驱动单元352中的每个以在b轴方向具有长边的条带形状形成。第二压电驱动单元352被设置在第二梁32a和32b中，使得所述压电层的膜表面正交于a轴方向(图11)。

第一压电驱动单元351和第二压电驱动单元352具有相同的配置。第一压电驱动单元351和第二压电驱动单元352中的每个被形成为使得其沿c轴方向的宽度尺寸等于框体330沿c轴方向的厚度尺寸。第一压电驱动单元351被沿a轴方向设置在第一梁31a和31b的正面中形成的凹槽中。第二压电驱动单元352被沿b轴方向设置在第二梁32a和32b的正面中形成的凹槽中。所述凹槽被设置在框体330相对于第一梁31a和31b以及第二梁32a和32b的轴中心位置的外周侧上。

第一压电驱动单元351和第二压电驱动单元352中的每个被连接到自激振荡电路(未示出)，AC电压被配置为被以相反的相位施加到第一压电驱动单元351与第二压电驱动单元352。第一压电驱动单元351和第二压电驱动单元352根据输入电压的极性在长边方向收缩和扩张。由于变形的驱动力，第一梁31a和31b以及第二梁32a和32b被振动。变形的方向有输入电压的极性控制。第一压电驱动单元351和第二压电驱动单元352以当一对第一梁31a和31b以及一对第二梁32a和32b中的一对彼此靠拢时，另一对彼此分离；当一对彼此分离时，另一对彼此靠拢的振动模式在XY平面中振动框体330。

【第一压电检测单元】

压电装置330进一步包括用于检测在XY平面中的框体330的振动的第一压电检测器361。在本实施方式中，第一压电检测器361被设置在第二梁32a和32b中的每个中。

第一压电检测器361以与在第一实施方式中描述的压电检测器140(图3)相同的方式配置。每个第一压电检测器361具有一对电极和被设置在所述电极对之间的压电层的层叠结构。在本实施方式中，每个第一压电检测器361以在b轴方向具有长边的条带形状形成。第一压电检测器361被设置在第二梁32a和32b中，使得所述压电层的膜表面正交于a轴方向(图11)。

第一压电检测器361具有相同的配置。每个第一压电检测器361被形成为使得其沿c轴方向的宽度尺寸等于框体330沿c轴方向的厚度尺寸。第一压电检测器361被沿b轴方向设置在第二梁32a和32b的正面中形成的凹槽中。所述凹槽被设置在框体330相对于第二梁32a和32b轴中心位置的内周侧上。

每个第一压电检测器361被连接到自激振荡电路(未示出)。对应于沿a轴方向的第二梁32a和32b的位移量的电信号被输出给上述的自激振荡电路。所述自激振荡电路基于第一压电检测器361的输出生成供应给压电驱动单元351和352的驱动信号。由此，实现框体330在XY平面中的稳定自激振荡是可能的。

压电装置300包括第一角速度检测器362a、362b、362c和362d。第一角速度检测器362a到362d被分别设置在框体330的连接部33a到33d中。第一角速度检测器362a到362d中的每个具有沿框体330的内缘以几乎是直角弯曲的形状。第一角速度检测器362a到362d被配置为能够检测作用于以振动模式振动的框体330的围绕Z轴的角速度。

类似于第一压电检测器361，第一角速度检测器362a到362d中的每个具有一对电极和被设置在所述电极对之间的压电层的重叠结构。在本实施方式中，第一角速度检测器362a到362d中的每个以在a轴方向和b轴方向具有长边的条带形状形成。第一角速度检测器362a到362d被分别设置在连接部33a到33d中，使得所述压电层的膜表面正交于b轴方向和a轴方向。

第一角速度检测器362a到362d具有相同的配置。第一角速度检测器362a到362d中的每个被形成为使得其沿c轴方向的宽度尺寸等于框体330沿c轴方向的厚度尺寸。第一角速度检测器362a到362d被分别设置在连接部33a到33d的正面中形成的凹槽中。所述凹槽被设置在框体330的相对于第一梁31a和31b以及第二梁32a和32b的轴中心位置的内周侧上。

第一角速度检测器362a到362d中的每个被连接到角速度检测电路(未示出)。第一角速度检测器362a到362d分别检测连接部33a到33d在XY平面中的曲张(strain)。图12简要示出当围绕Z轴的角速度作用于框体330时，框体330在特定时间点的变形状态的平面视图。需要指出，为了易于理解，框体330的形状和变形状态以某种程度的放大被示出。

如图12所示，当围绕Z轴的顺时针方向角速度作用于以上述振动模式进行基本振动的框体330时，在正交于Z轴的XY平面中，在框体330内的每个点(第一梁31a和31b以及第二梁32a和32b以及第一振动体41a和41b以及第二振动体42a和42b)生成与这个角速度的幅值成正比的科里奥利力，所述科里奥利力是在与在每个时间点的每个点的运动方向(振动方向)以顺时针方向成90度的方向。因此，科里奥利力的方向取决于如图2所述的这个科里奥利力作用于这个时间点的所述点的振动方向。结果，框体330在XY平面内被挤压(曲张(strained))，从方形改变成几乎平行四边形的形状。

需要指出，图12示出当预定角速度以顺时针方向围绕Z轴作用时的状态。需要指出，当角速度的方向相反(逆时针方向)时，所述科里奥利力也以相反方向作用于所述点。

第一角速度检测器362a到362d向上述角速度检测电路输出当角速度生成时，对应于连接部33a到33d的变形量和变形方向的电信号。所述角速度检测电路基于第一角速度检测器362a到362d的电信号，检测围绕Z轴的角速度的幅值和方向。

虽然每个第一压电检测器361被设置在第二梁32a和32b中，但是并不局限与此，第一压电检测器361可以只被设置在所述梁的一个中。框体330的振动状态还可以由第一角速度检测器362a到362d检测，因此，第一压电检测器361的功能也可以由第一角速度检测器362a到362d实现。

【第二压电检测单元】

压电装置300包括第二角速度检测器371a，371b，372a和372b(第二压电检测器)。第二角速度检测器371a、371b、372a和372b被分别设置在第一振动体41a和41b以及第二振动体42a和42b的臂M中。第二角速度检测器371a、371b、372a和372b被配置为能够检测作用于以上述振动模式振动的框体330的围绕X轴和Y轴的角速度。

第二角速度检测器371a、371b、372a和372b被配置为以与在第二实施方式中描述的第二压电检测器141(图8)相同的方式配置。第二角速度检测器371a、371b、372a和372b中的每个具有一对电极和被设置在所述电极对之间的压电层的层叠结构。在本实施方式中，第二角速度检测器371a、371b、372a和372b中的每个以在每个臂M的纵向方向具有长边的条带形状中形成。第二角速度检测器371a、371b、372a和372b被设置在臂M的正面中，使得所述压电层的膜表面正交于c轴方向。

第一角速度检测器362a到362d中的每个被连接到上述的角速度检测电路，并检测第一振动体41a和41b以及第二振动体42a和42b沿c轴方向的变形。图13A示出当围绕X轴的角速度作用于框体330时，解释第一振动体41a和41b以及第二振动体42a和42b的振动状态的示意性立体图。另一方面，图13B示出当围绕Y轴的角速度作用于框体330时，解释第一振动体41a和41b以及第二振动体42a和42b的振动状态的示意性立体图。

当围绕X轴的角速度作用于以上述振动模式执行基本振动的框体330时，如图13A所示，在这个时间点正交于所述振动方向的方向的科里奥利力F1在第一振动体41a和41b以及第二振动体42a和42b中的每个中生成。由此，由于科里奥利力F1，在X轴方向彼此毗邻的一对振动体41a和振动体42b在Z轴的正方向变形，并且其变形量被第二角速度检测器371a和372b检测到。进一步地，由于科里奥利力F1，在X轴方向彼此毗邻的一对振动体42a和振动体41b在Z轴的负方向变形，并且其变形量被第二角速度检测器372a和371b检测到。

另一方面，当围绕Y轴的角速度作用于执行上述基本振动的框体330时，如图13B所示，在这个时间点在正交于所述振动方向的方向的科里奥利力F2在第一振动体41a和41b以及第二振动体42a和42b中的每个中生成。由此，由于科里奥利力F2，在X轴方向彼此毗邻的一对振动体41a和振动体42a在Z轴的负方向变形，其变形量被第二角速度检测器371a和372a检测到。进一步地，由于科里奥利力F2，在Y轴方向彼此毗邻的一对振动体41b和振动体42b在Z轴的正方向变形，其变形量被第二角速度检测器371b和372b检测到，。

而且，当角速度围绕在斜交叉X轴和Y轴中的每个的方向的轴生成时，所述角速度通过与上述相同的原理检测到。具体地，第一振动体41a和41b以及第二振动体42a和42b中的每个由于对应于这个角速度的X方向分量和Y方向分量的科里奥利力而变形，并且其变形量被第二角速度检测器371a、371b、372a和372b检测到。所述角速度检测电路基于第二角速度检测器的输出提取围绕X轴的角速度和Y轴的角速度。因此，围绕平行于XY平面的任意轴的角速度可以被检测到。

<第四实施方式>

图14简要示出根据本公开的第四实施方式的压电装置的配置的平面视图。图15示出其主要部分横截面视图。

根据本实施方式的压电装置400被配置为振动陀螺仪传感器(角速度传感器)和加速度传感器。压电装置400作为例如用于摇动检测的传感器或用于电子设备例如照相机和汽车导航系统中的方向检测的传感器被应用。

压电装置400包括振子420，支持振子420的支持部410，以及弹性连结振子420和支持部410的耦接部430。

振子420具有与在第三实施方式中所述的框体330相同的配置。被设置在框体330中的所述振动体、压电驱动单元、压电检测器、角速度检测器等的配置和功能与在上述第三实施方式的那些相同。因此，其描述将被省略。

支持部410形成以环绕框体330周围，并且被电气和机械连接到电路板(未示出)。支持部410与振子420以及耦接部430一起整体形成。支持部410通过微加工例如作为非压电材料的多晶硅基板进行制造。

耦接部430被设置在框体330的四个角(连接部33a到33d)。每个耦接部430包括在连接部33a到33d之间的多个弯曲部和支持部410的内周。所述多个弯曲部包括在Y轴方向倒置的第一弯曲部431和在X轴方向倒置的第二弯曲部432。第一弯曲部431允许振子420在X轴方向相对于支持部410的弹性变形。第二弯曲部432允许振子420在Y轴方向相对于支持部410的弹性变形。

压电装置400进一步包括第一加速度传感器441和第二加速度传感器442。第一加速度传感器441检测作用于振子420的沿X轴方向的加速度。第二加速度传感器442检测作用于振子420的沿Y轴方向的加速度。

每个第一加速度传感器441被设置在每个第一弯曲部431中，以及包括在X轴方向彼此正交的一对电极结构ES1。同样，每个第二加速度传感器442被设置在每个第二弯曲部432中，以及包括在X轴方向彼此相对的一对电极结构ES2。电极结构ES1和ES2被配置为能够静电检测振子420在XY平面中相对于支持部410的相对运动。

电极结构ES1被设置在每个第一弯曲部431的两个侧面上，所述两个侧面在X轴方向彼此相对。另一方面，电极结构ES2被设置在每个第二弯曲部432的两个侧面上，所述两个侧面在Y轴方向彼此相对。图15示出被设置在第二弯曲部432中的电极结构ES2的横截面结构。

第一加速度传感器441和第二加速度传感器442在例如与制造所述压电驱动单元和压电检测器的过程的同时形成。在此情况下，对于作为第一加速度传感器441和第二加速度传感器442中每个的基础被形成的绝缘膜S1，与压电驱动单元351和352中的绝缘膜S1或其类似物相同的材料可以被使用。至于电极结构ES1和ES2，与压电驱动单元351和352中的电极对E1相同的金属材料或其类似物可以被使用。进一步地，在形成压电驱动单元351和352中的压电层P1或其类似物的过程中，为了防止所述压电材料填充电极结构ES1和ES2的间隙，这些间隙只需要被事先填充可以在随后的过程中被去除的材料，例如抗蚀剂材料。

第一加速度传感器441和第二加速度传感器442被连接到加速度检测电路(未示出)。所述加速度检测电路可以被合并到上述的角速度检测电路中。通过根据本实施方式的压电装置400，不仅检测围绕X轴、Y轴和Z轴的角速度是可能的，而且沿X轴方向和Y轴方向的加速也可以被检测也是可能的。

<第五实施方式>

下一步，将描述本公开的第五实施方式。在本实施方式中，压电驱动单元和/或压电检测器的结构不同于上述实施方式中的压电驱动单元和/或压电检测器的结构。将在后文中描述的压电驱动单元和压电检测器的配置示例也适用于上述的第一到第四实施方式。

(第一配置示例)

图16A示出振子521的主要部分平面视图，其示出压电驱动单元531的结构。图16B示出压电驱动单元531的等效电路图。需要指出，在图16A中，为了易于理解，压电驱动单元531的组件用阴影表示。

根据本实施方式的压电驱动单元531由彼此并联连接的多个(在本实施方式中是四个)压电元件531a构成。具体地，压电驱动单元531包括彼此并联电连接的多个电极对E51以及每个被设置在电极对E51之间的多个压电体P51。振子521与第一和第二实施方式中的第一臂121和第二臂122以及第三和第四实施方式中的第一梁31a和31b以及第二梁32a和32b相对应。

每个压电元件531a由电极对E51和压电体P51构成。压电元件531a被嵌入在振子521的正面中形成的多个凹槽T51中，以在Y轴方向彼此平行。每个压电体P51由在Y轴方向具有长边的条带形状的压电薄膜形成，其膜表面正交于振子521的振动方向(X轴方向)。用于并联连接压电元件531a的布线W51在振子521的正面中形成。

根据本实施方式，压电驱动单元531由并联连接的多个压电元件531a构成，因此，与振子被单个压电元件驱动的情况相比，使位移量翻倍是可能的。因此，在本实施方式中，压电驱动单元531由四个压电元件531a构成，因此，与振子被单个压电元件驱动的情况相比，变成四倍位移量是可能的。

压电元件531a的数量并不局限于上述示例。根据设计，压电元件531a的数量可以增加或减少。进一步地，根据本实施方式，通过激光束或类似物在适当位置断开布线W51，压电元件531a的数量可以被改变到三个或更少。当压电元件531a的数量被设定为两个的示例在图16C中示出。

进一步地，根据这个配置示例，离散改变压电驱动单元的驱动的量是可能的。此外，容易调整随后过程中的驱动特性的变量是可能的。

在每个压电元件531a中，压电体P52的极化处理经由布线W51向压电体P52施加极化电压执行。

进一步地，上述配置(图16A到16C)并不只局限于所述压电驱动单元，压电检测器的配置可以被采用。

(第二配置示例)

图17A示出振子522的主要部分平面视图，其示出压电检测器541的结构。图17B示出压电检测器541的等效电路图。需要指出，在图17A中，为了易于理解，压电检测器541的组件用阴影表示。

根据本实施方式的压电检测器541由彼此串联连接的多个(在本实施方式中是四个)压电元件541a构成。具体地，压电检测器541包括彼此串联电连接的多个电极对E52以及每个被设置在电极对E52之间的多个压电体P52。振子522与第一和第二实施方式中的第一臂121和第二臂122以及第三和第四实施方式中的第一梁31a和31b以及第二梁32a和32b相对应。

每个压电元件541a由电极对E52和压电体P52构成。压电元件541a被嵌入在振子522的正面中形成的多个凹槽T52中，以在Y轴方向彼此平行。每个压电体P52由在Y轴方向具有长边的条带形状的压电薄膜形成，其膜表面正交于振子522的振动方向(X轴方向)。用于串联连接压电元件541a的布线W52在振子522的正面中形成。

根据本实施方式，压电检测器541由串联连接的多个压电元件541a构成，因此，与振子的位移被单个压电元件检测的情况相比，使检测电压翻倍是可能的。因此，在本实施方式中，压电检测器541由四个压电元件541a构成，因此，与振子的位移被单个压电元件检测的情况相比，变成四倍检测电压是可能的。

压电元件541a的数量并不局限于上述示例。根据设计，压电元件541a的数量可以增加或减少。进一步地，如图18A所示，用于并联连接压电元件541a的布线W53可以事先在振子522的正面中形成。在此情况下，通过激光束或类似物在适当位置断开布线W53，压电元件541a的数量可以被改变到三个或更少。当压电元件541a的数量被设定为三个的示例在图18B中示出。

进一步地，根据这个配置示例，由压电检测器离散改变检测量是可能的。此外，容易调整随后过程中的检测特性的变量是可能的。

图19A到19C示出解释极化压电检测器541的方法的流程图及其等效电路。

在多个压电元件541a在振子522中形成后，用于并联电连接压电元件541a的布线W52a和W52b如图19A所示在振子522的正面中形成。在此状态下，每个压电元件541a的压电体P52的极化处理被执行。由此，与串联连接相比，在较低电压执行极化处理是可能的。下一步，如图19B所示，布线W52a和W52b从振子522的正面被选择性去除。布线W52a和W52b的去除可以通过例如湿法蚀刻进行。在此情况下，布线W52a和W52b由例如与电极E52相比，具有更高蚀刻选择性的金属材料形成。最终，如图19C所示，用于串联连接压电元件541a的布线W52在振子522的正面中形成，因此，在图17A中示出的压电检测器541被制造。

(第三配置示例)

图20A到20D简要示出压电检测器的某些结构示例的主要部分横截面视图。

在图20A中示出的压电检测器543具有一对电极E53和被设置在电极E53之间的压电体P53的层叠结构，所述电极对E53经由在凹槽T53的两个侧面上的绝缘膜S53形成，所述凹槽T53形成具有从振子523的正面延伸到背面的深度。压电检测器543与在第一实施方式中描述的压电检测器140(图3)相同的结构。

图20B到20D中的每个示出多个压电元件在单个凹槽T53中形成的示例。而且，通过这样的配置，可以获得与上述第二配置示例(图17A和17B)相同的动作和效果。

在图20B中示出的压电检测器544包括彼此串联电连接的多个电极对E53和E54，以及每个被设置在电极对E53与E54之间的多个压电体P54。压电检测器544包括在凹槽T53中彼此串联连接的两个压电元件544a。

图21A到21D示出解释制造压电检测器544的方法的过程主要部分横截面视图。所述过程直至形成电极E53的过程与在第一实施方式中描述的形成电极对E1(图7A)的过程相同。

如图21A所示，在电极E53的形成后，形成压电体P54的压电薄膜形成。所述压电薄膜以所述压电薄膜不填满凹槽T53的方式覆盖电极E53。下一步，如图21B所示，在覆盖凹槽T53底部的压电薄膜被去除后，形成电极对E54的金属薄膜形成。所述金属薄膜以所述金属薄膜不填满凹槽T53的方式覆盖压电体P54。随后，如图21C所示，绝缘材料S54填充凹槽T53。虽然绝缘材料S54作为电极E54的保护膜形成，但是绝缘膜S54可以根据需要被省略。接着，如图21D所示，在保留在基板L1的顶部表面上的压电薄膜通过平坦化过程被去除后，硅基板L2和中间层L3被去除，以及从而压电检测器544进行制造。

在图20C中示出的压电检测器545包括彼此串联电连接的多个电极对E53和E55，以及每个被设置在电极对E53与E55之间的多个压电体P54。压电检测器545包括在凹槽T53中彼此串联连接的压电元件545a。

图22A到22D示出解释制造压电检测器545的方法的主要部分过程的横截面视图。所述过程直至压电体P54的形成(图22A到22B)与制造压电检测器544的过程相同，因此，其描述将被省略。在此示例中，凹槽T53用形成电极E55的金属材料填充(图22C)。此后，与上述相同的随后过程被执行，从而压电检测器545被制造(图22D)。

在图20D中示出的压电检测器546包括多个电极对E53和E56，以及每个被设置在电极对E53与E56之间的多个压电体P54。压电检测器545包括在凹槽T53中彼此相对设置的两个压电元件546a。在本示例中，压电元件546a没有彼此电连接，以及被配置为能够彼此并联连接。需要指出，绝缘材料可以填充在两个压电元件546a之间。

图23A到23D示出解释制造压电检测器546的方法的主要部分过程的横截面视图。所述过程直至压电体P54的形成(图23A)与制造压电检测器544的过程相同，因此，其描述将被省略。在本示例中，在形成电极E56的金属薄膜被去除后，覆盖凹槽T53底部的金属薄膜通过蚀刻被去除(图23B和23C)。此后，与上述相同的随后过程被执行，因此，压电检测器546被制造(图23D)。<第六实施方式>

图24示出根据本公开的第六实施方式的压电装置的示意性立体图。根据本实施方式的压电装置600被配置为带通滤波器。压电装置600被应用于例如像计算机的电子设备中的滤波器元件。

根据本实施方式的压电装置600包括基部610和振子620。振子620包括在Y轴方向延伸的多个(在本示例中，是四个)臂621，622，623，以及624。臂621到624在X轴方向间隔布置。臂621到624形成，使得其沿Y轴方向的长度尺寸是相同的。其一端被固定到基部610成可振动的，以及另一端被设定为自由端。

臂621到624沿X轴方向的宽度尺寸是彼此不同的。由此，臂621到624被配置为在不同固有频率是可振动的。需要指出，不仅宽度尺寸，而且沿Y轴方向的长度尺寸或沿Z轴方向的厚度尺寸可以被制造的不同，使得臂621到624被配置为具有不同的固有频率。

臂621到624包括用于在XY平面中的振荡臂621到624的多个压电驱动单元630。

多个压电驱动单元630以与在第一实施方式中描述的第一压电元件13a和第二压电元件13b(图2)相同的方式配置。每个压电驱动单元630具有一对电极和被设置在所述电极对之间的压电层的层叠结构。在本实施方式中，多个压电驱动单元630中的每个以在Y轴方向具有长边的条带形状形成。多个压电驱动单元630被设置在臂621到624中，使得所述压电层的膜表面正交于X轴方向。

多个压电驱动单元630具有相同的配置。每个压电驱动单元630被形成，使得其沿Z轴方向的宽度尺寸等于臂621到624中的每个沿Z轴方向的厚度尺寸。多个压电驱动单元630被设置在沿Z轴方向的臂621到624的正面中形成的凹槽中。所述凹槽被设置在相对于臂621到624的轴中心位置偏向于一侧的位置。

臂621到624进一步包括用于检测臂621到624在XY平面中的振动的多个压电检测器640。

多个压电检测器640以与在第一实施方式中描述的压电检测器140(图3)相同的方式配置。多个压电检测器640中的每个具有一对电极和被设置在所述电极对之间的压电层的层叠结构。在本实施方式中，多个压电检测器640中的每个以在Y轴方向具有长边的条带形状形成。多个压电检测器640被设置在臂621到624中，使得所述压电层的膜表面正交于X轴方向。

所述多个压电检测器640具有相同的配置。每个压电检测器640被形成，使得其沿Z轴方向的宽度尺寸和臂621到624中的每个沿Z轴方向的厚度尺寸相同。多个压电检测器640被设置在沿Z轴方向的臂621到624的正面中形成的凹槽中。所述凹槽被设置在相对于臂621到624的轴中心位置偏向于压电驱动单元630的相对侧的位置。

因此，在根据本实施方式配置的压电装置600中，公用输入信号(高频信号)被输入到臂621到624的压电驱动单元630的每个中。压电驱动单元630用是驱动信号的输入信号在Y轴方向扩张和收缩，从而激励臂621到624中对应的一个。对应于臂621到624中的对应一个的位移的检测信号由用于臂621到624中每个的压电检测器640输出。

例如，如图25所示，如果输入到压电驱动单元630中的每个的驱动信号是具有包括臂621到624的固有频率f21到f24的带宽的高频信号，根据通过平滑固有频率f21到f24获得的频率f20的合成信号作为检测信号从压电检测器640输出。因此，通过上述配置，压电装置600可以起平滑滤波器或带通滤波器的作用。

需要指出，当具有上述配置通过简化压电装置600中的压电驱动单元630获得的结构被安置在声场，利用由于声源的空气振动的谐振的滤波器元件可以被配置。

虽然本公开的实施方式已经在上面进行了描述，但是不能说本公开仅限于上述实施方式，其可以不偏离本公开的主旨进行各种更改。

例如，在上述第一实施方式中，压电驱动单元131和132被分别设置在第一臂121和第二臂122中。不过，所述压电驱动单元可以只被设置在所述臂的一个中。进一步地，压电驱动单元131和132中的每个由两个压电元件13a和13b构成。不过，压电驱动单元131和132中的每个可以只由压电元件13a和13b中的一个构成。进一步地，在上述第一和第二实施方式中，两个臂构成振子。不过，所述臂的数量不局限于此，一个臂或三个或更多臂可以构成所述振子。

进一步地，在上述第三实施方式中，振子320的第一振动体41a和41b以及第二振动体42a和42b被形成为从连接部33a到33d伸入到框体330内侧。不过，其并不局限于此。如图26所示，第一振动体41a和41b以及第二振动体42a和42b可以被形成为从连接部33a到33d伸入到框体330的外侧。进一步地，在上述第三实施方式中，振子320包括框体330和多个振动体340。不过，振子320可以只有框体330构成。

进一步地，在上述每一个实施方式中，在所述振子的正面中形成的凹槽包括正交于振动方向的两个平坦侧面，其中，所述压电驱动单元和压电检测器被设置在所述振子的正面中。不过，其并不局限于此。例如，如图27所示，凹槽T的两个侧面可以以锥形形状形成。进一步地，覆盖凹槽T和电极E的两个侧面的绝缘膜S也可以以锥形形状形成。此外，压电体P不需要填满凹槽T。

进一步地，已经在上述第五实施方式中描述的所述压电驱动单元和压电检测器的配置示例并不限于单独使用。所述压电驱动单元和压电检测器可以在公用振子的相同时间被使用。其示例将在图28A到28C中示出。

在图28A中示出的压电装置包括在X轴方向驱动振子123的压电驱动单元D1、检测振子123在Z轴方向的位移的垂直位移检测器V1、以及检测所述振子在X轴方向的位移的水平位移检测器H1。压电驱动单元D1和水平位移检测器H1以与在第一实施方式中描述的压电驱动单元131和132以及第一压电检测器140相似的方式被嵌入在振子123中。垂直位移检测器V1与在第二实施方式中描述的第二压电检测器141类似，被设置在振子123的正面中。垂直位移检测器V1被设置在Y轴方向延伸的振子123的轴的中心。压电驱动单元D1和水平位移检测器H1被设置在垂直位移检测器V1的两侧。

在图28B和28C中示出的每个压电装置包括沿振子123的轴中心设置的水平位移检测器H1以及被设置在水平位移检测器H1的两侧的压电驱动单元D1和D2。压电驱动单元D2以与压电驱动单元D1相同的方式配置。

此外，根据本公开的实施方式的压电装置还可以被配置为能量收集元件。图29示出其示意性立体图。

这类压电装置700包括由基部支持可振动的臂720和被设置在臂720前端的重量721。图30示出图29中的A1部件的放大横截面视图。臂720被设置用于检测重量721在X轴方向的位移的第一压电检测器741，以及用于检测重量721在Z轴方向的位移的第二压电检测器742。第一压电检测器741被设置在相对于臂720的轴中心的对称位置。第二压电检测器742被设置在臂720的正面和背面上。由此，通过第一压电检测器741和第二压电检测器742获得重量721的振动能量是可能的。

需要指出，本公开还可以采用下列配置。

(1)一种压电装置，包括：

振子，包括：

第一表面，

在第一表面中沿第一轴方向形成的第一凹槽，以及

平行于第一凹槽在第一表面中形成的第二凹槽；

压电驱动单元，包括

被设置在第一凹槽中并在第二轴方向彼此相对的第一电极对，第二轴方向正交于第一轴方向并平行于第一表面，以及

被设置在第一电极对之间的第一压电体，压电驱动单元被配置为能够由于在第一电极对之间的电压施加而使振子在平行于第一表面的平面中振动；以及

第一压电检测器，包括

被设置在第二凹槽中并在第二轴方向彼此相对的第二电极对，以及

被设置在第二电极对之间的第二压电体，第一压电检测器被配置为能够检测在平行于第一表面的平面中的振子的振动。

(2)根据(1)的压电装置，其中

振子进一步包括：

在正交于第一轴方向和第二轴方向的第三轴方向中与第一表面相对的第二表面；并且

第一凹槽被形成为具有从第一表面延伸到第二表面的深度以及包括被压电驱动单元覆盖的两个侧面部分。

(3)根据(1)的压电装置，其中，

振子进一步包括：

在第一轴方向延伸并在第二轴方向布置的多个臂；并且

压电驱动单元和第一压电检测器中的每个被设置在多个臂的至少一个臂中。

(4)根据(3)的压电装置，其中

多个臂包括：

第一臂和第二臂；并且

压电驱动单元被设置在第一臂和第二臂中的每个中，以及压电驱动单元被配置为能够使第一臂和第二臂在平行于第一表面的平面中以相反相位振动。

(5)根据(1)到(4)中的任一项的压电装置，其中，

振子进一步包括：

框体，包括：

一对第一梁，在第一轴方向延伸并在第二轴方向彼此相对；

一对第二梁，在第二轴方向延伸并在第一轴方向彼此相对，以及

连接第一梁与第二梁之间的多个连接部；并且

压电驱动单元被设置在第一梁和第二梁中的至少一个梁中，使得框体以当一对第一梁和一对第二梁中的一对梁彼此靠拢时另一对梁彼此分开、以及当一对梁彼此分开时另一对梁彼此靠拢的振动模式振动。

(6)根据(1)到(5)中的任一项的压电装置，进一步包括：

支持部，被配置为支持振子；

耦接部，被配置为弹性耦接在振子与支持部之间，以及

电极结构，被设置在耦接部中，并被配置为能够静电检测在平行于第一表面的平面中振子相对于支持部的相对移动。

(7)根据(1)到(6)中任一项的压电装置，进一步包括：

第二压电检测器，被设置在第一表面中并被配置为能够检测在垂直于第一表面的平面中的振子的振动。

(8)根据(7)的压电装置，其中，

第二压电检测器包括：

第一电极层，被设置在第一表面中；

第二电极层，在垂直于第一表面的方向中与第一电极层相对，以及

压电层，被设置在第一电极层与第二电极层之间。

(9)根据(1)到(8)中任一项的压电装置，其中，

第一凹槽包括彼此平行布置的多个凹槽，

第一电极对包括被设置在多个凹槽中并且彼此并联电连接的多个电极对，以及

第一压电体包括被设置在多个电极对之间的多个压电体。

(10)根据(1)到(8)中任一项的压电装置，其中，

第一电极对包括被设置在第一凹槽中并且彼此并联电连接的多个电极对，以及

第一压电体包括被设置在多个电极对之间的多个压电体。

(11)根据(1)到(10)中任一项的压电装置，其中，

第二凹槽包括彼此平行布置的多个凹槽，

第二电极对包括被设置在多个凹槽中并且彼此串联电连接的多个电极对，以及

第二压电体包括被设置在多个电极对之间的多个压电体。

(12)根据(1)到(10)中任一项的压电装置，其中

第二电极对包括被设置在第二凹槽中并且彼此串联电连接的多个电极对，以及

第二压电体包括被设置在多个电极对之间的多个压电体。

本领域的技术人员应当理解，根据设计要求和其他因素，可以出现各种更改、组合、子组合和变化，只要这些变化和更改在本发明附属权利要求及其等效要求的范围内。

Claims (14)

1.一种压电装置，包括：

振子，包括：

第一表面，

在所述第一表面中沿第一轴方向形成的第一凹槽，以及

平行于所述第一凹槽在所述第一表面中形成的第二凹槽；

压电驱动单元，包括：

被设置在所述第一凹槽中并在第二轴方向彼此相对的第一电极对，所述第二轴方向正交于所述第一轴方向并平行于所述第一表面，以及

被设置在所述第一电极对之间的第一压电体，所述压电驱动单元被配置为能够由于在所述第一电极对之间的电压施加而使所述振子在平行于所述第一表面的平面中振动；以及第一压电检测器，包括：

被设置在所述第二凹槽中并在所述第二轴方向彼此相对的第二电极对，以及

被设置在所述第二电极对之间的第二压电体，所述第一压电检测器被配置为能够检测在平行于所述第一表面的平面中的所述振子的振动。

2.根据权利要求1所述的压电装置，其中，

所述振子进一步包括：

在正交于所述第一轴方向和所述第二轴方向的第三轴方向中与所述第一表面相对的第二表面；并且

所述第一凹槽被形成为具有从所述第一表面延伸到所述第二表面的深度以及包括被所述压电驱动单元覆盖的两个侧面部分。

3.根据权利要求1所述的压电装置，其中，

所述振子进一步包括：

在所述第一轴方向延伸并在所述第二轴方向布置的多个臂；并且

所述压电驱动单元和所述第一压电检测器中的每个被设置在所述多个臂的至少一个臂中。

4.根据权利要求3所述的压电装置，其中，

所述多个臂包括：

第一臂和第二臂；并且

所述压电驱动单元被设置在所述第一臂和所述第二臂中的每个中，并且所述压电驱动单元被配置为能够使所述第一臂和所述第二臂在平行于所述第一表面的平面中以相反相位振动。

5.根据权利要求1所述的压电装置，其中，

所述振子进一步包括：

框体，包括：

一对第一梁，在所述第一轴方向延伸并在所述第二轴方向彼此相对；

一对第二梁，在所述第二轴方向延伸并在所述第一轴方向彼此相对，以及

在所述第一梁与所述第二梁之间连接的多个连接部；并且

所述压电驱动单元被设置在所述第一梁和所述第二梁中的至少一个梁中，使得所述框体以如下振动模式振动：当所述一对第一梁和所述一对第二梁中的一对梁彼此靠拢时，另一对梁彼此分开，以及当所述一对梁彼此分开时，所述另一对梁彼此靠拢。

6.根据权利要求1所述的压电装置，进一步包括：

支持部，被配置为支持所述振子；

耦接部，被配置为弹性耦接在所述振子与所述支持部之间，以及

电极结构，被设置在所述耦接部中，并被配置为能够静电检测在平行于所述第一表面的平面中所述振子相对于所述支持部的相对移动。

7.根据权利要求1所述的压电装置，进一步包括：

第二压电检测器，被设置在所述第一表面中并被配置为能够检测在垂直于所述第一表面的平面中的所述振子的振动。

8.根据权利要求7所述的压电装置，其中，

所述第二压电检测器包括：

第一电极层，被设置在所述第一表面中；

第二电极层，在垂直于所述第一表面的方向中与所述第一电极层相对，以及

压电层，被设置在所述第一电极层与所述第二电极层之间。

9.根据权利要求1所述的压电装置，其中，

所述第一凹槽包括彼此平行布置的多个凹槽，

所述第一电极对包括被设置在所述多个凹槽中并且彼此并联电连接的多个电极对，以及

所述第一压电体包括被设置在所述多个电极对之间的多个压电体。

10.根据权利要求1所述的压电装置，其中，

所述第一电极对包括被设置在所述第一凹槽中并且彼此并联电连接的多个电极对，以及

所述第一压电体包括被设置在所述多个电极对之间的多个压电体。

11.根据权利要求1所述的压电装置，其中，

所述第二凹槽包括彼此平行布置的多个凹槽，

所述第二电极对包括被设置在所述多个凹槽中并且彼此串联电连接的多个电极对，以及

所述第二压电体包括被设置在所述多个电极对之间的多个压电体。

12.根据权利要求1所述的压电装置，其中，

所述第二电极对包括被设置在所述第二凹槽中并且彼此串联电连接的多个电极对，以及

所述第二压电体包括被设置在所述多个电极对之间的多个压电体。

13.一种电子设备，包括：

压电装置，包括：

振子，包括：

第一表面，

在所述第一表面中沿第一轴方向形成的第一凹槽，以及

平行于所述第一凹槽在所述第一表面中形成的第二凹槽；

压电驱动单元，包括：

第一电极对，被设置在所述第一凹槽中并在第二轴方向彼此相对，所述第二轴方向正交于所述第一轴方向并平行于所述第一表面；以及

第一压电体，被设置在所述第一电极对之间，所述压电驱动单元被配置为能够由于在所述第一电极对之间的电压施加而使所述振子在平行于所述第一表面的平面中振动，以及

第一压电检测器，包括：

被设置在所述第二凹槽中并在所述第二轴方向彼此相对的第二电极对，以及

被设置在所述第二电极对之间的第二压电体，所述第一压电检测器被配置为能够检测在平行于所述第一表面的平面中的所述振子的振动。

14.根据权利要求13所述的电子设备，其中，

所述振子进一步包括：

在正交于所述第一轴方向和所述第二轴方向的第三轴方向中与所述第一表面相对的第二表面；并且

所述第一凹槽被形成为具有从所述第一表面延伸到所述第二表面的深度以及包括被所述压电驱动单元覆盖的两个侧面部分。