CN1167142C - 压电致动器、红外线传感器和压电光偏转器 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种压电致动器、红外线传感器和压电光偏转器。提供同时满足低驱动电压、大位移量、高稳定性和小型化要求的高性能压电致动器、压电遮光器或压电光偏转器。其解决手段是，在处于同一平面上的弹性垫片材料10上设置部分贴着压电体11的前端部10a，在前端部10a上设置对激起的振动幅度进行放大的位移放大部10b。又，以驱动部的共振频率与位移放大部的共振频率中间的频率区域的驱动频率进行驱动。

Description

压电致动器、红外线传感器和压电光偏转器
技术领域
本发明涉及压电致动器、和采用该压电致动器的红外线传感器以及压电光偏转器。
背景技术
在金属等弹性薄板上粘贴压电陶瓷来构成元件，当压电陶瓷上外接电压时随应变而进行弯曲运动的压电致动器，可用于热电式红外线传感器的遮光器或光偏转器等种种器件。这种致动器一般有弹性薄板两面粘接压电陶瓷的双压电晶片式和仅仅单面粘接的单压电晶片式，可根据用途分别加以利用。这种现有的双压电晶片式和单压电晶片式压电致动器，在需要大位移量的情况下，是通过加大外接电压或使驱动频率与元件谐振频率一致等来获得大位移量的。
但这样存在压电振动板应变显著增大，无法做到高可靠性这种问题。
此外，还有为了减小压电振动板应变的同时得到大位移量，必须增大形状这种缺点。
利用谐振尽管能够做到驱动电压低，但这样又会产生驱动部振动大，所以可靠性差，位移量的误差随谐振误差而增大这种新问题。
所以，现有例的双压电晶片式和单压电晶片式压电致动器，难以同时满足低驱动电压、大位移量、高稳定性以及小型化这些要求。
近年来，热电式红外线传感器广泛用于微波炉中加热食物温度的测定、空调中人体位置的检测等领域，而这种热电式红外线传感器中也要用压电致动器。这种热电式红外线传感器利用的是LiTaO3单晶等热电体的热电效应，简单说明的话便如下所述。也就是说，热电体自发极化，总产生表面电荷，但在大气中稳恒状态下，与大气中电荷结合而保持电中性。这种热电体一旦有红外线入射，热电体温度便变化，表面电荷状态也因此变化，致使中性状态被破坏。检测该表面产生的电荷以测定红外线入射量的就是热电式红外线传感器。具体来说，物体辐射与其温度相对应的红外线，通过采用这种传感器可以测定物体温度或位置。
这样，热电效应是随红外线入射量的变化而产生的，因而热电式红外线传感器中需要使输入至热电体的红外线入射量变化。这种手段通常采用遮光器，由此使红外线断续地入射至热电体，以检测待检测物体的温度。现有的热电式红外线传感器主要采用利用电磁式电动机和压电致动器等的遮光器。
图46是表示将弹性薄板上粘接压电陶瓷的压电致动器用作遮光器的现有例热电式红外线传感器的示意图。
此图46现有例的热电式红外线传感器中，弹性垫片310的两面分别粘接有压电陶瓷311a、311b，构成双压电晶片式元件。压电陶瓷311a、311b分别在表面上形成有电极，而且沿厚度方向进行极化处理，压电陶瓷311a、311b各自的极化方向确定为压电陶瓷311a、311b总是在互相相反方向上产生应变。具体来说，外接电场方向和极化方向确定为，压电陶瓷311a、311b中某一个在伸长方向上变形，另一个则收缩。双压电晶片式元件由支持部313保持。双压电晶片式元件自由端的前端部分在入射光与红外线传感器之间装配有隔断入射光的遮光板314。红外线传感器315配置在双压电晶片式元件的旁边，不与遮光板314和双压电晶片式元件接触。
如上所述构成的现有例热电式红外线中，一旦在弹性垫片310与压电陶瓷311a、311b之间分别外接有电场，双压电晶片式元件某一端便进行固定的弯曲运动，装配在前端的遮光板314便根据电场外接方向的变化进行往复运动。通过这种遮光板314的往复运动使入射红外线传感器315的入射光316断续。
但用于热电式红外线传感器的遮光器需要有相对较大的位移量，因而该现有例采用的双压电晶片式遮光器中，通过采用直接支持压电振动板的构成，同时加大外接电压，或将驱动频率设定为元件的谐振频率，来确保大的位移量。为此存在给压电遮光器支持部带来较大的变形，支持部无法做到高可靠性这种问题。此外，还有为了减小应变的同时得到大位移量而必须增大形状这种缺点。
利用谐振尽管能够做到驱动电压低，但这样又会产生驱动部振动大，所以可靠性差，位移量的误差随谐振误差而增大这种新问题。
所以，现有例的双压电晶片式和单压电晶片式压电遮光器，难以同时满足低驱动电压、大位移量、高稳定性以及小型化这些要求。
近年来，随着流通领域的发达，以数字方式进行商品管理，因而普遍利用条形码。读取此条形码所用的条形码阅读器，向条形码照射激光束，通过判断反射光的强弱读取条形码。所以，条形码阅读器需要使激光源发生的激光束偏转的机构。现有的偏转器主要采用装配有反射板的2极电动机，但出于器件小型化的目的，近年来也可以采用利用压电效应的光偏转器。
作为采用压电陶瓷的光偏转器，在“V.J.Fowler & J.Schlafer，Proc.IEEE.，Vol.54(1966)，p1437”中揭示了在压电元件叠层构成的致动器上装配镜面、将电压加在该致动器上可改变镜面方向的器件(以下称为第一现有例的光偏转器)。
除此以外还有种种类型的器件，诸如特开昭58-95710号公报揭示的光偏转器(称为第二现有例的光偏转器)那样，用双压电晶片式致动器旋转镜面，使光偏转的器件，和特开昭58-189618号公报揭示的光偏转器(称为第三现有例的光偏转器)那样，通过将双压电晶片式致动器压电元件的电极分成多个，并控制外接电压的电极个数，来控制压电元件变形量这种器件等。
但第一现有例光偏转器，由于采用的是叠层式致动器，因而存在无法使相对于外接电压的光偏转角度增大这种问题。
而第二现有例光偏转器中，则由于使多个双压电晶片式致动器与镜面旋转轴机械结合，因而存在结构极为复杂这种问题。
至于第三现有例光偏转器，则存在偏转量控制复杂这种问题。
综上所述，现有例的压电致动器、红外线传感器和压电光偏转器分别存在如上所述种种问题。
发明内容
因此，本发明第一目的在于，提供一种可以以低驱动电压获得大位移量，能够做到高稳定性和小型化的压电致动器。
而且，本发明第二目的在于，提供一种采用压电致动器的可靠性高的热电式红外线传感器。
此外，本发明第三目的在于，提供一种结构和偏转量控制均简单、并能增大偏转角度的光偏转器。
为了达到上述目的，本发明的压电致动器包括：相应于厚度方向上外接的电压在与所述厚度方向正交的某一方向上有较大伸缩的压电振动板同弹性薄板接合，通过在所述压电振动板的厚度方向上加上具有规定频率的驱动电压，按与所述驱动电压频率相应的频率挠曲振动的驱动部；位于与所述驱动部相同平面上，与所述驱动部相连，以便能够与所述驱动部的挠曲振动同步振动并通过所述驱动部的振动受到激励振动，使所述驱动部的振动扩大的位移扩大部，由所述位移扩大部使所述驱动部的振动扩大输出。
按照上述构成，可提供一种可以以低驱动电压获得大位移量，能够做到高稳定性和小型化的压电致动器。
上述压电致动器较好是，所述位移扩大部由弹性薄板制成，该弹性薄板与所述驱动部弹性薄板形成为一体，以便通过所述驱动部的振动，更为有效地使位移扩大部激励振动。
上述压电致动器较好是，所述位移扩大部一端与所述驱动部弹性薄板一端相连。
按照上述构成，可使元件有效长为最长，可以以更低的驱动电压确保大位移量。
而且，此时也可以由所述驱动部弹性薄板另一端支持压电致动器。这样的话，便可对单端固定的挠曲振动的一阶模态进行激励振动，因而与不由该部分支持的场合相比，可以增大位移量。
此外，也可以由所述驱动部弹性薄板与所述位移扩大部的连接部分支持。这种场合也可对单端固定的挠曲振动的一阶模态进行激励振动，因而与没有支持的场合相比，可以增大位移量。
而且，设计时驱动部弹性薄板和位移扩大部相互间的影响非常少，因而谐振频率容易设计。
另外，上述压电致动器较好是构成为，电极层和压电体层交替叠层时，使所述压电振动板其顶层和底层为电极层，通过各个压电体层上下的电极层在该压电体层上加上驱动电压。
按照上述构成，可以在确保相同位移量的同时，使驱动电压显著降低。也就是说，可以以更低驱动电压获得大位移量。
上述压电振动板为叠层结构场合，较好是，所述压电振动板夹着各个压电体层的一对电极层当中，某一电极层形成为该电极层一侧面位于所述压电振动板某一侧面的内侧，另一电极层形成为该电极层一侧面位于所述压电振动板另一侧面的内侧。
上述压电振动板为叠层结构场合，更好是，所述压电振动板夹着各个压电体层的一对电极层当中，某一电极层形成为该电极层一端面位于所述压电振动板某一端面的内侧，另一电极层形成为该电极层一端面位于所述压电振动板另一端面的内侧。
按照上述构成，可以在按规定尺寸切断上述压电振动板时防止电极间短路。而且，还可以将驱动时电极迁移现象防患于未然。此外，还可以改善切断压电振动板时的卷刃现象。
上述压电振动板为叠层结构场合，较好是，所述各个电极层形成为在其一端面上具有凸出电极，该凸出电极前端部露出所述压电振动板某一端面以外部位，该电极层端面和侧面分别位于所述压电振动板端面和侧面的内侧，所述凸出电极每隔一个由所述压电振动板端面上形成的连接电极连接。
按照上述构成，可以使电极间的连接变得容易，容易制造，因而可以降低制造成本。
而且，这种场合较好是，所述驱动部弹性薄板和所述压电振动板接合时，位于所述驱动部弹性薄板上所述连接电极当中某一电极的部位，形成使该连接电极与所述驱动部弹性薄板之间绝缘用的绝缘体或空穴。由此，可以使上述某一连接电极与驱动部弹性薄板之间的绝缘可靠，从而提高可靠性。而且，按照上述构成，也可以防止驱动时电极迁移现象。此外，制造变得容易，可降低制造成本。另外，还可以将压电振动板与驱动部弹性薄板粘接后再形成连接电极。
上述压电振动板为叠层结构场合，上述各个电极层也可以形成为在其一侧面上具有凸出电极，该凸出电极前端部露出所述压电振动板某一侧面以外部位，该电极层端面和侧面分别位于所述压电振动板端面和侧面的内侧，所述凸出电极每隔一个由所述压电振动板某一侧面上形成的连接电极连接。如上所述构成，也具有与上述压电振动板端面形成连接电极的场合相同的作用效果。
象这样在侧面形成连接电极的场合，较好是，所述驱动部弹性薄板与所述压电振动板接合时，使所述驱动部弹性薄板宽度比所述压电振动板窄，所述驱动部弹性薄板某一侧面处于比所述压电振动板侧面更为内侧的位置。由此，可使连接电极和上述驱动部弹性薄板之间容易绝缘。
而且，象这样在侧面形成连接电极的场合，也可以在所述驱动部弹性薄板与所述压电振动板接合时，在所述驱动部弹性薄板上所述连接电极当中某一电极所处部位，形成使该连接电极与所述驱动部弹性薄板绝缘用的缺口，使其中某一连接电极和上述驱动部弹性薄板之间绝缘。
此外，象这样在侧面形成连接电极的场合，也可以在所述驱动部弹性薄板与所述压电振动板接合时，在所述驱动部弹性薄板上所述连接电极当中某一电极所处部位，形成使该连接电极与所述驱动部弹性薄板绝缘用的绝缘体。
压电振动板为叠层结构场合，较好是，所述各个电极层配置成分别在压电振动板某一端部具有将电极层间连接用的凸出电极，并且所述凸出电极每隔一个处于相对状态，相对的凸出电极间分别由通孔内形成的连接电极连接。
由此，与在压电振动板端面或侧面形成连接电极从而将电极层间连接的场合相比，可容易、可靠地将电极层间连接。此外，即便是在粘贴压电振动板和驱动部弹性薄板前形成连接电极的场合，对于粘接时所加的相对较高的压力(5kg/cm2)，还是可以做到可靠接合而不损坏压电振动板。
上述压电致动器较好是，所述压电振动板相对于与所述驱动部弹性薄板粘贴的面处于相对一侧的面上所形成的表面电极，同所述各个连接电极连接，并使其中某一连接电极所连接的表面电极与其它表面电极绝缘分离。
这样的话，与压电振动板表面电极和驱动部弹性薄板间的连接做成夹着粘接层的接触式连接这种场合相比，可提供一种即便是高温高湿等恶劣条件下，也没有引起接触不良，能够可靠导通，可靠性更高的致动器。
上述压电致动器中，也可以在所述压电振动板与所述驱动部弹性薄板粘贴的面上形成的表面电极上，形成与该电极绝缘的别的电极，并使所述连接电极当中某一连接电极与所述表面电极连接，所述连接电极当中其它连接电极与所述别的电极连接。
这种场合较好是，在所述驱动部弹性薄板上形成通过绝缘层与所述驱动部弹性薄板绝缘的电极，使之在所述压电振动板与所述驱动部弹性薄板粘贴时与所述别的电极相对，并在该电极与所述驱动部弹性薄板之间提供驱动电压。
这样的话，与压电振动板表面电极和驱动部弹性薄板间加驱动电压的结构相比，可不必在压电振动板表面一侧用导线等连接，而是用例如接插件等在上述驱动部弹性薄板和该薄板上形成的与该薄板绝缘的电极之间加上电压，来驱动压电致动器。由此，可不用占成本较大比重的导线焊接工序，使制造成本显著减小。
上述压电致动器，也可以使电极层和压电体层在所述压电振动板宽度方向上交替叠层，以便所述压电振动板其两侧面均为电极层，通过夹着该压电体层的电极层在各个压电体层上加上驱动电压。
按照上述构成，可以在确保相同位移量的同时，使驱动电压明显降低。
上述压电致动器，也可以使电极层和压电体层在所述压电振动板纵向方向上交替叠层，以便所述压电振动板其两端面均为电极层，通过夹着各个压电体层的电极层在该压电体层上加上驱动电压。由此，可以利用比压电常数d31大的压电常数d33，从而可进一步降低驱动电压。
而且，上述压电致动器较好是，上述驱动部弹性薄板上通过绝缘层形成1对具有电位差的电极，利用上述电极向上述压电振动板提供驱动电压。由此，不必利用导线来引出电极，可削减制造成本，此外，还可利用电极上装配的导线形状，来抑制因作用于上述压电致动器的外力和电极上装配导线时所用的焊锡等所造成的致动器的特性变化。
上述压电致动器为了获得稳定的振动，较好是将所述驱动部谐振频率和所述位移扩大部谐振频率设定为低谐振频率为高谐振频率的0.6倍以上，并且所述驱动电压的频率设定在所述驱动部谐振频率与所述位移扩大部谐振频率之间。由此，驱动部的谐振和位移扩大部的谐振互为影响，可获得大位移量。
上述压电致动器，为了减小输出位移量随驱动频率变化的变动，较好是将所述驱动电压的频率设定在实际位移量相对于该频率变化没有变化的稳定区域。
而且，上述压电致动器，为了改善输出位移量的温度特性(减小输出位移量的温度变化)，较好是将所述位移扩大部谐振频率设定得比所述驱动部谐振频率低。
上述压电致动器，为了使驱动部振动较小，而位移扩大部振动较大，较好是将所述驱动部谐振频率设定得比所述位移扩大部谐振频率高，并且所述驱动电压的频率设定为低于所述位移扩大部谐振频率的频率。这样的话，便可以减小驱动部的位移量，但取出的是大位移量，因而可以提供一种可靠性高的大位移压电致动器。
这种场合较好是，所述驱动部谐振频率设定为所述驱动电压频率的1.5倍以上，而所述位移扩大部谐振频率设定在所述驱动电压频率附近。由此，可以使驱动部的位移量进一步减小，但取出的是更为大的位移量，因而可以提供一种可靠性高的大位移压电致动器。
为了达到上述目的，本发明的热电式红外线传感器其特征在于，包括：包含上述压电致动器和与该压电致动器的位移扩大部或连接部基本垂直设置的遮光板所构成的遮光器；以及具有红外线入射部、并将所述遮光板设置于该红外线入射部前方的红外线传感器，通过由具有规定频率的驱动电压使所述压电致动器动作，使得红外线断续入射至所述红外线传感器。
按照上述构成，本发明的热电式红外线传感器，具有包含上述压电致动器和与该压电致动器的位移扩大部或连接部基本垂直设置的遮光板所构成的遮光器，因而可做成小型，并能提高可靠性。
为了达到上述目的，本发明的压电光偏转器其特征在于，包括：压电致动器；以及在该压电致动器位移扩大部至少一部分上与该位移扩大部基本水平设置的反射板，通过由具有规定频率的驱动电压使所述压电致动器动作，使得经所述反射板的反射光方向变化。
按照上述构成，本发明压电光偏转器，具有压电致动器；以及在该压电致动器位移扩大部至少一部分上与该位移扩大部基本水平设置的反射板，因而结构简单，偏转量容易控制，而且可增大偏转角度。
本发明第一方面的压电致动器，其特征在于，包括：
一驱动部，包含一与压电振动板接合的弹性薄板，所述压电振动板相应于所述压电振动板厚度方向上外接的电压可在与所述厚度方向正交的长度方向上有较大伸缩，所述驱动部通过在所述压电振动板的厚度方向上加上具有规定频率的驱动电压，可按与所述驱动电压频率相应的频率挠曲振动；
一位移扩大部，至少设置于所述驱动部的至少一侧，两者间留有缝隙，所述位移扩大部与所述驱动部处于相同的平面上并与所述驱动部相连，以便能够与所述驱动部的挠曲振动同步振动，并通过所述驱动部的振动受到激励振动，使所述驱动部的振动扩大。
本发明第二方面的热电式红外线传感器，其特征在于，包括：
一遮光器，包含一压电致动器和遮光板所构成，
其中，所述压电致动器包括：
一驱动部，包含一与压电振动板接合的弹性薄板，所述压电振动板相
应于所述压电振动板厚度方向上外接的电压可在与所述厚度方向正交的长度方向上有较大伸缩，所述驱动部通过在所述压电振动板的厚度方向上加上具有规定频率的驱动电压，可按与所述驱动电压频率相应的频率挠曲振动；以及
一位移扩大部，至少设置于所述驱动部的至少一侧，两者间留有缝隙，所述位移扩大部与所述驱动部处于相同的平面上并与所述驱动部相连，以便能够与所述驱动部的挠曲振动同步振动，并通过所述驱动部的振动受到激励振动，使所述驱动部的振动扩大，
所述遮光板与该压电致动器的位移扩大部或连接部基本垂直设置，以及
一红外线传感器，具有红外线入射部，并设置为使所述遮光板位于该红外线入射部前方，
通过由具有规定频率的驱动电压使所述压电致动器动作，使得红外线断续入射至所述红外线传感器。
本发明第三方面的压电光偏转器，其特征在于，包括：
一压电致动器，其中包括：
一驱动部，包含一与压电振动板接合的弹性薄板，所述压电振动板相应于所述压电振动板厚度方向上外接的电压可在与所述厚度方向正交的长度方向上有较大伸缩，所述驱动部通过在所述压电振动板的厚度方向上加上具有规定频率的驱动电压，可按与所述驱动电压频率相应的频率挠曲振动；以及
一位移扩大部，至少设置于所述驱动部的至少一侧，两者间留有缝隙，所述位移扩大部与所述驱动部处于相同的平面上并与所述驱动部相连，以便能够与所述驱动部的挠曲振动同步振动，并通过所述驱动部的振动受到激励振动，使所述驱动部的振动扩大，以及
一反射板，在该压电致动器位移扩大部至少一部分上与该位移扩大部基本平行设置，
通过由具有规定频率的驱动电压使所述压电致动器动作，使得经所述反射板的反射光方向变化。
附图说明
图1是表示本发明第一实施例的压电致动器的结构的分解立体图。
图2是表示在图1的压电致动器上使用的压电振动板1的结构的示意图。
图3是在图1的压电致动器上安装支持部时的立体图。
图4是表示第一实施例的变形例(其1)的立体图。
图5是表示第一实施例的变形例(其2)的立体图。
图6是本发明第二实施例的压电致动器的立体图。
图7是表示第1与第二实施例的位移量的曲线图。
图8是表示第二实施例的变形例的立体图。
图9是模式性表示本发明第三实施例的压电致动器中叠层结构的压电振动板11a的剖面图。
图10是模式性表示本发明第八实施例的压电致动器中的叠层结构的压电振动板11b的立体图。
图11是模式性表示图10的压电振动板11b的剖面的剖面图。
图12是本发明第九实施例压电致动器的压电振动板11c的立体图。
图13是图12中压电振动板11c的示意剖面图。
图14是表示本发明第十实施例压电致动器位移量频率特性的曲线图。
图15是表示第十实施例位移扩大部谐振频率设定为100Hz、驱动部谐振频率设定为70Hz时位移量频率特性的曲线图。
图16是表示第十实施例位移扩大部谐振频率设定为100Hz、驱动部谐振频率设定为60Hz时位移量频率特性的曲线图。
图17是表示第十实施例位移扩大部谐振频率设定为100Hz、驱动部谐振频率设定为58Hz时位移量频率特性的曲线图。
图18是表示第十实施例位移扩大部谐振频率设定为100Hz、驱动部谐振频率设定为56Hz时位移量频率特性的曲线图。
图19是表示第十实施例位移扩大部谐振频率设定为100Hz、驱动部谐振频率设定为54Hz时位移量频率特性的曲线图。
图20是表示第十实施例位移扩大部谐振频率设定为100Hz、驱动部谐振频率设定为52Hz时位移量频率特性的曲线图。
图21是表示第十实施例位移扩大部谐振频率设定为100Hz、驱动部谐振频率设定为50Hz时位移量频率特性的曲线图。
图22是表示本发明第十一实施例压电致动器位移量频率特性的曲线图。
图23是表示本发明第十二实施例压电致动器导纳频率特性的曲线图。
图24是表示本发明第十三实施例红外线传感器大致构成的立体图。
图25是表示本发明第十三实施例变形例红外线传感器大致构成的立体图。
图26是表示本发明第十四实施例红外线传感器大致构成的立体图。
图27是表示本发明第十五实施例红外线传感器大致构成的立体图。
图28是表示本发明变形例红外线传感器大致构成的立体图。
图29是表示本发明第十六实施例压电光偏转器大致构成的立体图。
图30是说明第十六实施例压电光偏转器偏转动作用的示意图。
图31是表示本发明第三实施例压电振动板局部的分解立体图。
图32是表示本发明第四实施例压电振动板局部的分解立体图。
图33是表示本发明第四实施例另一构成压电振动板局部的分解立体图。
图34示出的是本发明第四实施例另一构成压电振动板的电极位置关系。
图35是表示本发明第四实施例另一构成压电振动板局部的分解立体图。
图36示出的是本发明第四实施例另一构成压电振动板的电极位置关系。
图37示出的是本发明第四实施例压电振动板的一例连接电极。
图38是表示本发明第五实施例压电致动器构成局部的分解立体图。
图39是表示本发明第五实施例另一构成压电致动器构成局部的分解立体图。
图40是表示本发明第五实施例另一构成压电致动器构成局部的分解立体图。
图41是表示本发明第五实施例另一构成压电致动器构成局部的分解立体图。
图42是表示本发明第六实施例另一构成压电致动器构成局部的分解立体图。
图43是表示本发明第六实施例另一构成压电致动器构成局部的分解立体图。
图44是表示本发明第六实施例另一构成压电致动器构成的立体图。
图45是表示本发明第七实施例压电致动器压电振动板构成的立体图。
图46是表示现有例红外线传感器大致构成的立体图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明实施例。
(第一实施例)
图1是表示本发明第一实施例压电致动器构成的分解立体图。该第一实施例压电致动器如图1所示，包括以下构成：驱动部弹性薄板10a和构成位移扩大部10b的弹性薄板在连接部10c连接成一体的弹性垫片10；以及与驱动部弹性薄板10a一部分粘贴的压电振动板11。
这里，压电振动板11如图2所示构成，沿厚度方向极化的压电陶瓷板1相对的主表面形成有电极12a、12b，通过电极12a、12b加上驱动电压的话，便相应于所加的驱动电压在其纵向方向伸缩。因此，由驱动部弹性薄板10a和压电振动板11构成的单压电晶片式驱动部100，随所加的驱动电压挠曲振动。这里，尤其是第一实施例压电致动器中，位移扩大部10b其振动特性设定为与驱动部100的挠曲振动同步振动。因此，位移扩大部10b通过连接部10c靠驱动部100的激励振动而振动，以与驱动部100相同的频率振动。
如上所述构成的振动体，如图3所示由驱动部弹性薄板10a端部(以下称为支持端T1)支持，压电振动板11一旦加上具有规定频率(驱动频率)的驱动电压，便如下文所述振动。
首先，压电振动板11随驱动电压以等于驱动频率的频率在纵向方向上伸缩。因此，驱动部100以等于驱动频率的频率进行挠曲振动。这里，驱动部100由支持端T1固定，因而连接部10c靠挠曲振动上下振动。通过该连接部10c的上下振动，位移扩大部10b便引发与连接部10c连接端相对一侧的前端部上下运动，使得位移扩大部10b振动。这里，驱动部100和位移扩大部10b同步振动，连接部10c的振幅，由于除了连接部10c上下振动以外还加有位移扩大部10b的挠曲振动，因而可以比连接部10c上下振动的振幅大。
换言之，通过如图3所示构成，加上规定驱动频率的信号，从而，实际上可以使振动接近于驱动部100长度与位移扩大部10b长度的合计长度为有效长的悬臂梁的一阶振动。所以，位移扩大部10b从与连接部10c连接端相对一侧的前端部取出位移的第一实施例中，能够取出与上述一次振动的有效长相对应的大位移。
以上第一实施例中，由于用位移扩大部10b扩大驱动部100所产生的位移，因而，只要压电振动板11产生小应变(纵向方向上的伸缩)，压电致动器总体来说，便可获得大的位移量。此外，能够小型化。而且，第一实施例中，位移扩大部10b处于谐振状态等时候所产生的大位移造成的大应变，可通过连接部10c阻止其传递至与驱动部100粘贴的压电振动板11。所以，尽管从位移扩大部10b取出的是大位移，但可以使作用于压电振动板11的应变只是外接电压所产生的小应变，能够保持高的可靠性。
另外，上面所述效果，不仅仅对于单压电晶片式有效，对于双压电晶片式也同样可获得上述效果。
以上第一实施例中，位移扩大部10b是从与连接部10c连接端相对一侧的前端部取出位移的，但本发明不限于此，也可以如图4所示从连接部10c取出位移。
如图4所示构成的场合，位移扩大部10b的挠曲振动，相对于驱动部100按弹性振动方式作用，由位移扩大部10b振动的反作用使驱动部100的振动扩大。因此，驱动部100自由端连接的连接部10c振动幅度变大。所以，即便如图4所示从连接部10c取出位移，与没有位移扩大部10b的场合相比，也可取出大位移。
以上第一实施例的压电致动器，是由驱动部弹性薄板10a与连接部10c相连端相对一侧的端部支持构成的，但本发明不限于此，也可以如图5所示，在连接部10c由支持部13支持。这时，位移设法从位移扩大部10b上与连接部10c的相连端相对一侧的前端部取出。
即便如上所述构成，与没有位移扩大部10b的场合相比，也可取出大位移。
这种构成当中，通过在连接部10c设置支持部13，驱动部100和位移扩大部10b的形状不会给对方谐振频率带来影响，因而能够提高设计效率。
(第二实施例)
以下参照附图说明本发明第二实施例。
图6是表示本发明第二实施例压电致动器的立体图。
图2实施例的压电致动器，包括以下构成：相互平行设置的驱动部弹性薄板110a和弹性薄板110b由连接部110c连接成一体的弹性垫片110；以及粘贴于驱动部弹性薄板110a上的压电振动板11。弹性薄板110a由与连接部110c连接端相对一侧的前端部通过支持体13支持。另外，第二实施例中压电振动板11与第一实施例同样构成。因此，对驱动部弹性薄板110a和压电振动板11构成的驱动部101进行激励产生挠曲振动，这种挠曲振动对位移扩大部110b进行激励产生挠曲振动，由位移扩大部110b上与装配有连接部110c的端部相对一侧的端部取出位移量。
第二实施例压电致动器是在驱动部101单侧设置位移扩大部110b的，因而位移扩大部110b对扭转振动也进行激励振动，与第一实施例相比，可取出更加大的位移。
具体来说，通过将位移扩大部110b配置于驱动部110单侧，使得驱动部110的振动重心和位移扩大部110b的振动重心产生偏移。因此，位移扩大部110b的有效长等效来说较长，从而使得位移扩大部110b前端位移扩大。
图7示出的是如第一实施例在驱动部两侧配置位移扩大部场合和如第二实施例在单侧配置位移扩大部场合的位移量。图7曲线中，位移量以连接部的位移量为基准，用位移扩大部上距连接部的位置所对应的位移量来表示。由图7还可知，在驱动部单侧配置位移扩大部110b的第二实施例，与在驱动部两侧配置位移扩大部110b的第一实施例相比，可以增大位移量。
而且，第二实施例中弹性垫片110的形状可做得简单，因而可降低制造成本。
以上第二实施例是在驱动部弹性薄板110a上面接合固定支持体13的，但本发明不限于此，也可以如图8所示，采用例如在前端部设有缝隙的支持体13a，用该缝隙夹住弹性薄板110a进行固定。通过此办法，可以使压电致动器的固定牢靠，制造时也容易组装。
(第三实施例)
以下参照附图说明本发明第三实施例的压电致动器。
该第三实施例的压电致动器与第一实施例相比，不同之处在于用图9所示的叠层结构的压电振动板11a来替代压电振动板11，除此以外均与第一实施例同样构成。
第三实施例所用的压电振动板11a如图9所示，使电极层12-k(k＝1，2，3，…，n+1)与压电陶瓷层1-k(k＝1，2，3，…，n)交替叠层而成，其中顶层和底层为电极层。这里，电极层12-1，12-3，…，12-n用侧面电极2a连接，电极层12-2，12-4，…，12-(n+1)用侧面电极2b连接。各压电陶瓷层1-k沿向上和向下中某一厚度方向极化，以便按照各压电陶瓷层1-k上所加电压方向，使相邻的压电陶瓷层间的极化方向相反。
如上所示构成的第三实施例压电致动器，由于可以使各压电陶瓷层1-k厚度变薄，并且可以将经侧面电极2a、2b加上的驱动电压分别加到各压电陶瓷层上，因而，各压电陶瓷层可以在较薄的各压电陶瓷层加上高的电场。换言之，与第一实施例的压电致动器相比，可以以较低的驱动电压，在各压电陶瓷层1-k上加与第一实施例压电陶瓷层1同等以上电场，因而可以以较低驱动电压获得与第一实施例同等以上位移量。
例如第三实施例压电振动板11a中压电陶瓷层1-k的叠层数为n层时，令第一实施例驱动电压为V0，则得到与第一实施例同等位移量所需的外接电压Vneed由式1所示，可以降低。另外，本例中假定的是压电振动板11与压电振动板11a的外形尺寸相同的情形。
  Vneed＝V0/n                                      (式1)
为了在压电振动板11、11a加上规定驱动电压，驱动电路通常采用升压或降压电路，但第三实施例中，通过适当设定压电振动板11a叠层数，可设定各压电陶瓷层所加的电场强度，因而，可以省略驱动电路中的升压、降压电路，可使驱动电路简化。
另外，上面所述效果，不仅仅对于单压电晶片式情形，双压电晶片式场合也同样可获得上述效果。
第三实施例的压电振动板11a也可应用于第二实施例，不用说，这时也可获得同样效果。
此外，对于一般的单压电晶片式元件或双压电晶片式元件，不用说，也可获得同样效果。
(第四实施例)
以下参照附图说明本发明第四实施例压电致动器。
该第四实施例的压电致动器，与第三实施例相比，各压电陶瓷层1-k上面和下面所形成的电极12-k，12-(k+1)形状不同，除此以外均与第三实施例同样构成。图31、图32分别是表示第三实施例和第四实施例中压电振动板局部(压电陶瓷层1-k和其上面与下面所形成的电极)的分解立体图。
第三实施例所用的压电振动板11a如图31所示，电极层12-k(k＝1，2，3，…，n+1)相对于压电陶瓷层1-k(k＝1，2，3，…，n)，形成为宽度稍稍小些。而且，压电陶瓷层1-k某一面上形成的电极层12-k形成为电极层12-k的端面83a、端面83c和侧面83d分别与压电陶瓷层1-k的端面81a、81c和侧面81d对齐，并且，形成为电极层12-k的侧面83b处于压电陶瓷层1-k侧面81b稍许内侧位置。而压电陶瓷层1-k另一面上形成的电极层12-(k+1)形成为电极层12-(k+1)的端面85a、端面85c和侧面85b分别与压电陶瓷层1-k的端面81a、81c和侧面81b对齐，并且，形成为电极层12-(k+1)的侧面85d处于压电陶瓷层1-k侧面81d稍许内侧位置。
与此不同，第四实施例所用的压电振动板11d如图32所示，电极层12a-k(k＝1，2，3，…，n+1)的形状与第三实施例相同，相对于压电陶瓷层1-k(k＝1，2，3，…，n)，形成为宽度稍稍小些，但以下方面与第三实施例不同。具体来说，压电陶瓷层1-k某一面上形成的电极层12a-k形成为电极层12a-k的端面87a和侧面87d分别与压电陶瓷层1-k的端面81a、81c和侧面81d对齐，并且，形成为电极层12a-k的侧面87b处于压电陶瓷层1-k侧面81b稍许内侧位置，电极层12a-k的侧面87c处于压电陶瓷层1-k侧面81c稍许内侧位置。而压电陶瓷层1-k另一面上形成的电极层12a-(k+1)形成为电极层12a-(k+1)的端面88c和侧面88b分别与压电陶瓷层1-k的端面81c和侧面81b对齐，并且，形成为电极层12a-(k+1)的端面88a和侧面88d处于压电陶瓷层1-k的端面81a和侧面81d稍许内侧位置。
这样，第四实施例所用的压电振动板11d中，电极层12a-k(k＝1，2，3，…，n+1)的形状，相对于压电陶瓷层1-k(k＝1，2，3，…，n)，呈长度和宽度稍稍小些的形状，此外叠层时，形成为相邻电极层在对角方向上互不相同，分别使压电陶瓷层1-k的角部80a和电极层12a-k的角部86a对齐，下一电极层12a-(k+1)叠层时，形成为与上述压电陶瓷层1-k的角部80a成对角位置的角部80b和电极层12a-(k+1)的角部86b对齐。
如上所述形成的第四实施例压电振动板，仅仅是相互同电位电极层露出一端面和一侧面，因而，其端面或侧面即便电极间短路，使用上也没问题。
所以，即便是将银等易引起迁移材料用作电极这种场合，对于高温高湿等恶劣条件也不会造成可靠性变差，即使用Ag等易引起迁移的电极也能充分确保可靠性。因此，可以用相对便宜的Ag或Ag系金属作电极层。
压电致动器的压电振动板通常是按较大尺寸烧制后，切断为规定尺寸加以利用的，而第四实施例所用的压电振动板，可以防止切断时很可能发生的电极层毛刺所造成的不同电位差电极间的短路。具体来说，要调整压电振动板宽度而切断时，设法在压电陶瓷层1-k的侧面81b与电极层12a-k的侧面87b之间，或压电陶瓷层1-k的侧面81d与电极层12a-(k+1)的侧面88d之间切断。而要调整压电振动板长度而切断时，设法在压电陶瓷层1-k的端面81c与电极层12a-k的端面87c之间，或压电陶瓷层1-k的端面81a与电极层12a-(k+1)的端面88a之间切断。
这样的话，切断面切断的仅为相互同电位的电极层，因而即使因切断而有毛刺产生，仍可防止相互不同电位的电极层间短路。
变形例
下面对第四实施例的各种变形例进行说明。
图33是表示实现第四实施例的另一结构的压电振动板11e的一部分的第1变形例的分解立体图，而图34是为了表示电极的位置关系，从上方看压电陶瓷时的平面图。
如图33所示，该第1变形例的压电振动板11e，电极层12b-k(k＝1、2、3、…、n+1)的形状与压电陶瓷层1-k(k＝1、2、3、…、n)相比，宽度做得稍微小一些，在下面所述各点与第4实施例不同。
即压电陶瓷层1-k的一个面上形成的电极层12b-k，其端面89a、89e及侧面89b分别位于压电陶瓷层1-k的端面81a、81c及81b的靠内侧一些的地方，并且电极层12b-k的侧面89d做成与压电陶瓷层1-k的侧面81d一致。
又，在压电陶瓷层1-k的另一面上形成的电极层12b-(k+1)，做成其端面90a、90c及侧面90d分别位于压电陶瓷层1-k的端面81a、81c及81d的靠内侧一些的地方，并且电极层12b-(k+1)的侧面90d做成与压电陶瓷层1-k的侧面81b一致。如上所述构成的第1变形例的压电振动板与第四实施例有相同的效果。
又，图35是表示实现第四实施例的另一结构的压电振动板11f的一部分的第2变形例的分解立体图，又，图36是为了表示电极的位置关系，从上方看压电陶瓷时的平面图。
如图35所示，该第2变形例的压电振动板11f，电极层12c-k(k＝1、2、3、…、n+1)的形状与压电陶瓷层1-k(k＝1、2、3、…、n)相比，宽度和长度做得稍微小一些，按照下面所述形成。
即压电陶瓷层1-k的一个面上形成的电极层12c-k，其端面91a、91c及侧面91b、91d分别形成于压电陶瓷层1-k的端面81a、81c及侧面81b、81d的靠内侧一些的地方。
又，在压电陶瓷层1-k的另一面上形成的电极层12c-(k+1)，做成其端面92a、92c及侧面92b、92d分别位于压电陶瓷层1-k的端面81a、81c及侧面81b、81d的靠内侧一些的地方。
而在电极层12c-k，在其端面91a的靠侧面91b的地方形成凸出电极23-k，在电极层12c-(k+1)，在其端面92a的靠侧面92d的地方形成凸出电极23-(k+1)。
就这样在第2变形例的压电振动板上，每隔一块配置的相同电位的电极层的凸出电极(与外部电路连接用的电极)互相相对，有电位差的电极层位置错开。如上所述构成的第2变形例的压电振动板具有与第四实施例相同的作用效果。，同时在切断为规定的形状时，通过在各电极侧面与压电陶瓷层的侧面之间及电极端面与压电陶瓷层的端面之间切断，可以抑制在电极层与压电陶瓷层的边界附近发生的压电陶瓷引起的卷刃(tipping)现象的发生。
也就是说将比较柔软、延性大的电极层与非常脆的压电陶瓷同时切断时，即使严格控制切断条件，也会在压电陶瓷晶粒边界发生晶界剥离，在端部发生卷刃。压电陶瓷层做得越薄，这种情况越容易发生。根据我们研究的结果，压电陶瓷层的厚度为20微米时用现有的工艺要切断是困难的。而用第2变形例的这种结构，除了凸出电极部分以外，并不同时切断电极层和压电陶瓷层，因此可以改善切断时的卷刃现象。
还有，在上述例子中，在同一端部形成具有电位差的凸出电极，但是在本发明中两个凸出电极的位置不限于同一端部。
又，图37表示第2变形例的压电振动板11f的连接电极形成的一个例子。图37(a)表示压电振动板11f的连接电极形成之前的样子。如图37(b)所示，这个例子中，连接凸出电极23-k(k＝1、3、…、n-1)的连接电极23a与连接凸出电极23-k(k＝2、4、…、n)的连接电极23b分别在规定的位置上以蒸镀、溅射形成金属膜的方式和涂布导电胶的方式等形成。借助于此，若在压电振动板11f的表面和背面两个主面上形成的电极12-1、12-n之间加以驱动电压，则可以在压电振动板11f上激励起振动。
以上作用效果不仅在驱动部使用单压电晶片式元件的情况下能够得到，而且在驱动部使用双压电晶片式元件的情况下也一样能够得到。
而且在一般的单压电晶片式元件和双压电晶片式元件的情况下都能够得到同样的效果。
第五实施例
下面参照附图对本发明第五实施例的压电致动器加以说明。
这第五实施例的压电致动器使用第四实施例的压电振动板。在第五实施例的压电致动器中，执行驱动的单压电晶片式元件如图38所示，由驱动部弹性薄板10a和与其一部分粘贴的压电振动板11f构成。这里，特别是第五实施例中，在驱动部弹性薄板10a上形成比连接电极23a大的孔24a，以使连接电极23a与驱动部弹性薄板10a不接触，在将压电振动体11f与驱动部弹性薄板10a粘贴后，能够用导电胶等形成连接电极23a、23b。
还可以防止与连接电极23b电气连接的驱动部弹性薄板10a与连接电极23a短路，可以提高对于制造时和恶劣条件下驱动时的迁移(migration)现象等的可靠性。
下面对第五实施例的几个变形例加以说明。
图39是第五实施例一变形例的压电致动器使用的单压电晶片式元件的部分分解立体图。如图39所示，本单压电晶片式元件除了在图38所示的第五实施例的单压电晶片式元件上形成代替孔24a用于防止驱动部弹性薄板10a与连接电极23a的接触的绝缘部24b外，与第五实施例结构相同。这样的构成也具有与第五实施例相同的作用效果。
又，图40、图41是第五实施例的另一变形例，对于连接电极23a、23b的至少一个处于压电振动板侧面的情况下是有效的结构。
图40是由与压电振动板11f相比宽度稍微小一些的驱动部弹性薄板10a和与其一部分粘贴的压电振动板11f构成执行驱动的单压电晶片式元件的例子。粘贴的该压电振动板11f宽度比驱动部弹性薄板10a宽，形成连接电极23a、23b的侧面比驱动部弹性薄板10a的侧面凸出。这样的结构，在压电振动体11f与驱动部弹性薄板10a粘贴后不会使连接电极23a与驱动部弹性薄板10a短路，容易使用导电胶等形成连接电极23a、23b。
而且使驱动部弹性薄板10a与连接电极23a的距离大于一定值，以此可以提高对于制造时和恶劣条件下驱动时的迁移(migration)现象等的可靠性。
图41表示又一变形例，是在驱动部弹性薄板10a上，压电振动体11f与驱动部弹性薄板10a粘贴时连接电极23a应处的位置上形成比连接电极23a大的切口24c而成的。这样做也有与第五实施例相同的作用效果。
第六实施例
下面参照附图对本发明第六实施例的压电致动器加以说明。
图42是表示本发明第六实施例的压电致动器中的单压电晶片式元件的结构的部分分解立体图。
在该第六实施例的压电致动器中，执行驱动的单压电晶片式元件，如图42所示由驱动部弹性薄板10c及与其部分粘贴的压电振动板11g构成。
这里，第六实施例中驱动部弹性薄板10a的、连接电极23a所处的地方形成比连接电极23a大的绝缘体24d，在压电振动体11g的上表面形成与连接电极23b导通，并且与电极层12-1分离的引出电极25a。而且该引出电极25a与表面电极12-1以绝缘区域26a隔开。采用这样的结构，使第六实施例的压电致动器能够借助于在表面电极12-1与引出电极25a之间加驱动电压进行驱动。
具有如上所述结构的第六实施例的单压电晶片式元件，连接电极23b与引出电极25a的连接以及连接电极23a与表面电极12-1的连接都是金属之间的直接连接，因此，与压电振动板的一个表面电极和驱动部弹性薄板夹着粘接层连接的第1～第五实施例的元件相比，可以实现更加可靠的连接。借助于此，可以提供在高温、高湿度等恶劣条件下驱动也具有高度可靠性的压电致动器。
又，图43(a)表示第六实施例的一变形例的压电致动器中的单压电晶片式元件的部分分解立体图，图43(b)是压电振动板11f的与驱动部弹性薄板110c相对的表面的平面图。
在本变形例中，执行驱动的单压电晶片式元件，如图43(a)所示由驱动部弹性薄板110c和与其一部分粘贴的压电振动板11f构成。
这里，在本结构中，如图43(b)所示，在压电振动板11f的电极12-n上隔着绝缘区域26b形成与电极12-n在电气上不连接的引出电极25b，连接电极23a连接于引出电极25b。另一方面，在驱动部弹性薄板110c上隔着绝缘层28形成导电层27，压电振动板11f与驱动部弹性薄板110a粘贴，使导电层27的一部分与电极25b相向。
如上所述，压电振动板11f与驱动部弹性薄板110c粘贴，以此使引出电极25b与导电层27电气导通，表面电极12-n与驱动部弹性薄板110c电气导通。从而，通过在驱动部弹性薄板110c与导电层27之间加驱动电压，可以驱动第六
实施例的压电致动器。
图44表示在驱动部弹性薄板110a上将绝缘层28和导电层27延长到端部为止，在该端部使用接插件等在驱动部弹性薄板110a与导电层27之间加电压，该结构也能够驱动压电致动器。
采取这样的结构，与使用焊接的连接结构相比，可以防止焊接等引起的对共振特性的不良影响(质量附加效应)，能够提供性能偏差小的压电致动器。
又，对于在压电振动板的表面电极与驱动部弹性薄板之间从压电振动板表面通过导线等加驱动电压的结构，由于接线工序增加制造成本，故存在着不能实现低成本的问题。
而图44的结构能够解决这一问题。不必引出导线可以降低成本。
而且不用说的是，第六实施例具有与其他实施例相同的作用效果。
第七实施例
下面参照附图对本发明第七实施例的压电致动器加以说明。
该第七实施例的压电致动器与第三实施例相比，其不同点在于，使用图45(a)所示的叠层结构的压电振动板11i代替压电振动板11a，此外与第三实施例结构相同。
第七实施例使用的压电振动板11i与第四实施例一样，具有电极层与压电陶瓷层交错叠层的结构，但是各电极层的形状以及各电极间的连接结构不同于第四
实施例。
也就是说，压电振动板11i由电极层30a-1、压电陶瓷层、电极层30b-1、压电陶瓷、电极层30a-2、压电陶瓷层、电极层30b-2叠层而成。这里，如图45(a)、(b)所示，电极层30a-1及电极层30a-2在压电振动板11i的一个端部借助于充填导电性树脂等导电材料的通孔31a连接，电极层30b-1及电极层30b-2在压电振动板11i的一个端部借助于充填导电性树脂等导电材料的通孔31b连接。而图45(b)是图45(a)的A-A’线剖面的剖面图。
又，各压电陶瓷层在向上或向下的某一个厚度方向上极化，使得对应于加在各压电陶瓷层的电压的方向，在相邻的压电陶瓷层之间极化方向相反。
具有如上所述结构的第七实施例的压电致动器具有与第三实施例相同的作用效果，同时能够可靠、而且方便地进行电极间的连接。
而且，第七实施例的压电致动器也可以在烧成之前用与电极材料相同的材料充填贯通孔。
第八实施例
下面参照附图对本发明第八实施例的压电致动器加以说明。
这第八实施例的致动器与第一实施例相比，不同点在于使用图10所示的叠层结构的振动板11b代替压电振动板11，除此以外，其他地方与第一实施例一样构成。
第八实施例使用的压电振动板11b，如图11所示，是电极层42-k(k＝1、2、3、…、n+1)与压电陶瓷层41-k(k＝1、2、3、…、n)交替在宽度方向上叠层而成，最外侧的一层构成电极层。这里，电极层42-1、42-3、…、42-n用形成于一个主面上的电极42b连接，电极层42-2、42-4、…、42-(n+1)用形成于另一个主面上的电极42a连接。而且，各压电陶瓷的极化方向在各自被施加的电压方向后决定。也就是说，各压电陶瓷层1-k对应于各压电陶瓷层1-k上所加的电压的方向，在相邻的压电陶瓷层之间在宽度方向上极化，使极化方向相反。
具有如上所述结构的第八实施例的压电致动器，在借助于使各压电陶瓷层的厚度变薄，使通过侧面电极2a、2b所加的驱动电压为一定的情况下，可以在各压电陶瓷层加上由于各压电陶瓷层变薄造成的高电场。借助于这样的设定，可以用比第一实施例的压电致动器低的驱动电压，在各压电陶瓷层1-k上加上与第一实施例的压电陶瓷1相同或更大的电场，因此能够以低驱动电压得到与第一实施例相同或更大的位移量。
例如在第八实施例的压电振动板11b的压电陶瓷层41-k的叠层数为n的情况下，为了得到与第一实施例相同的位移量所需要施加的电压Vneed1，如公式(数2)所示，该电压可以抑制得较低。式中V0表示第一实施例的驱动电压。而且，在这一例子中假定压电振动板11与压电振动板11b的外形尺寸相同。还有，在公式(数2)中t0是压电振动板11、11b的厚度，w是压电振动板11、11b的宽度。
(数2)
Vneed1＝V0(w/(nt0))
由公式(数2)可知，在各压电陶瓷层41-k的厚度(w/n)比压电振动板11、11b的厚度t0薄的情况下，可以使驱动电压比第一实施例低。也就是说，采用上面所述的结构可以得到与第一实施例相同的效果。
又，在第八实施例中，减少叠层数目n，将各压电陶瓷层41-k的厚度(w/n)设定得比压电振动板11、11b的厚度t0厚，以此可以降低在各压电陶瓷层41-k施加的电场，可以使其具有与使用降压电路降压相同的效果。也就是说，第三实施例借助于适当地设定叠层数目n，可以去掉驱动电路中的降压电路。
第九实施例
下面参照附图对本发明第九实施例的压电致动器加以说明。
这第九实施例的压电致动器，与第一实施例相比，不同点在于使用图12所示的叠层结构的压电振动板11c代替压电振动板11，除此以外的地方都和第一实施例相同。
第九实施例使用的压电振动板11c如图13所示，电极层52-k(k＝1、2、3、…、n+1)与压电陶瓷层51-k(k＝1、2、3、…、n)交互在宽度方向上叠层构成，并使最外层为电极层。这里，电极层52-1、52-3、…、52-n用形成于一个主面的电极52b连接着，电极层52-2、52-4、…、52-(n+1)用形成于另一个主面的电极52a连接着。还有，各压电陶瓷层51-k在压电振动板11c的长度方向上极化，使得对应于加在各压电陶瓷层51-k的电压的方向，在相邻的压电陶瓷层51-k、51-(k+1)之间极化方向相反。也就是说，在第一实施例～第八实施例中，是在压电振动板的极化轴方向上加电压，利用在与其垂直的方向上发生的应变，而在第九实施例中，是在与极化方向相同的方向上加电压，使其在极化方向(长度方向)上位移。
具有如上所述结构的第九实施例的压电致动器，在极化轴的方向上加电压，使极化轴的方向上产生应变。通常在压电材料中，极化轴的方向上加电压时的极化轴方向上的压电常数d33比极化轴方向上加电压时的与极化轴成垂直的方向上的压电常数d31大，因此与第3及第八实施例相比，可以以更低的驱动电压得到大的位移量。也就是说，第九实施例采取的结构是，利用在极化轴方向上加电压时的极化轴方向上的位移，该位移比在极化轴方向上加电压时的与极化轴垂直的方向上的位移大。下面是关于压电常数的一个例子。PZT系的压电陶瓷的压电常数d31为-185.9×10-12m/V，压电常数d33是压电常数d31的大约2倍大小366.5×10-12m/V。
使用公式说明，则在第九实施例的压电振动板11c的压电陶瓷层51-k的叠层数目为n层的情况下，得到与第一实施例相同的位移量所需要的外加电压Vneed2，如公式(数3)所示可以抑制得较低，式中V0为第一实施例的驱动电压。还有，在这一例子中假定压电振动板11与压电振动板11c的外形尺寸相同。又，在公式(数3)中t0为压电振动板11、11c的厚度，l为压电振动板11、11c的长度。
(数3)
Vneed2＝{1/(n t0)}V0(d31/d33)
如上所述，第九实施例中，可以与压电常数及各压电陶瓷层的厚度(1/n)t0，还有各轴方向的压电常数之比(d31/d33)成比例地减小驱动电压。
第十实施例
下面对本发明第十实施例进行说明。
这第十实施例除了设定在第一实施例位移放大部10b的共振频率fr1、驱动部100的共振频率fr2及驱动频率如下面所述满足规定的关系外，其结构都与第一实施例相同。
也就是说，该第十实施例中，如图14所示，将位移放大部10b的共振频率fr1设定得比驱动部的共振频率fr2高，将对驱动部进行驱动的驱动频率设定于位移放大部10b的共振频率fr1与驱动部的共振频率fr2之间。这里，第十实施例为了使位移放大部10b有效地发挥作为位移放大部的作用，得到大位移量，将驱动部的共振频率fr2设定为位移放大部10b的共振频率fr1的60％以上。借助于如上所述的结构，可以用位移放大部10b有效地将在驱动部100发生的位移放大。
下面参照图15～图21对驱动部的共振频率fr2与位移放大部10b的共振频率fr1的关系以及位移量加以说明。这里，图15～图21所示的位移量是与位移放大部10b的连接部连接的连接端的相反侧的前端的位移量。
图15的曲线是将驱动部100的共振频率fr2设定为70Hz、将位移放大部10b的共振频率fr1设定为100Hz的情况下(fr2＝0.7fr1)的表示位移量与驱动频率的关系的曲线。从图15可知，在共振频率fr2与共振频率fr1之间可以得到比较大的位移量。而且在共振频率fr2与共振频率fr1之间，在图15的曲线中，如符号61所标示，相对于驱动频率的变化，位移量存在一个大致为一定的区域。
图16的曲线是将驱动部100的共振频率fr2设定为60Hz、将位移放大部10b的共振频率fr1设定为100Hz的情况下(fr2＝0.6fr1)的表示位移量与驱动频率的关系的曲线。从图16可知在共振频率fr2与共振频率fr1之间可以得到比较大的位移量。而且在共振频率fr2与共振频率fr1之间，如符号62所标示，相对于驱动频率的变化，位移量存在一个大致为一定的区域。
图17的曲线是将驱动部100的共振频率fr2设定为58Hz、将位移放大部10b的共振频率fr1设定为100Hz的情况下(fr2＝0.58fr1)的表示位移量与驱动频率的关系的曲线。从图17可知，在比较接近共振频率fr2及共振频率fr1的驱动频率可以得到大位移量。而在中央部位移量变小。而且在共振频率fr2与共振频率fr1之间，不存在相对于驱动频率的变化位移量大致为一定的区域。
下面，在图18、图19、图20及图21同样表示驱动部100的共振频率fr2与位移放大部10b的共振频率fr1的频率差(比例)依次加大时位移量与驱动频率的关系。从图18～图21可知，随着驱动部100的共振频率fr2与位移放大部10b的共振频率fr1的频率差(比例)的加大，在中央部的位移量变小，在图18～图2 1的任何一个图中，都不存在相对于驱动频率的变化位移量大致为一定的区域。
从上述图15～图21所示的数据可知，将驱动部100的共振频率fr2设定为位移放大部10b的共振频率fr1的60％以上，可以使驱动部100的振动与位移放大部10b的振动有效地相互作用。借助于此，驱动部100的振动可以通过连接部10c有效地激起位移放大部10b的振动。又可以了解到，如果将驱动部100的共振频率fr2设定为位移放大部10b的共振频率fr1的60％以下，则驱动部100的振动与位移放大部10b的振动之间的作用减弱。也就是说，如果将共振频率fr2设定为共振频率fr1的60％以下，则驱动部100的振动不能充分激起位移放大部10b的振动。
还有，在第十实施例中，最理想的是将驱动频率设定于图15、图16中符号61、62表示的位移量与驱动频率的变化关系不大的频率区域。这样，即使在驱动频率变化，位移量也几乎不变，能够输出稳定的位移量。
还有，是否能够得到稳定的位移量，当然还取决于驱动部100与位移放大部10b在各共振频率中的机械品质因数Qm和压电常数等。
又，在位移放大部存在输出提取部的情况下，可以使驱动电压与输出位移量同相而与驱动频率的变化无关。
在上述第十实施例中，在想要得到更大的位移量的情况下，将位移放大部10b的共振频率设定于驱动频率的附近。以此可以用驱动部100的小的位移(驱动部以小的位移振动，因此驱动部的可靠性提高)使位移放大部10b有大的振动，可以取得更大的位移。
第十一实施例
本发明第十一实施例如图22所示，将位移放大部10b的共振频率fr1设定得比驱动部的共振频率fr2低，将对驱动部进行驱动的驱动频率设定于位移放大部10b的共振频率fr1与驱动部的共振频率fr2之间，除此以外与第十实施例结构相同。第十一实施例为了使位移放大部10有效地发挥作为位移放大部的作用，得到大位移量，将位移放大部10b的共振频率fr1设定为驱动部的共振频率fr2的60％以上。借助于如上所述的结构，可以用位移放大部10b有效地将在驱动部100发生的位移放大。
还有，在第十一实施例中，将位移放大部10b的共振频率fr1设定为驱动部的共振频率fr2的60％以上，是出于与第十实施例相同的理由。也就是说，是因为若将位移放大部10b的共振频率fr1设定为驱动部的共振频率fr2的60％以上，就能够得到稳定的振动。
具有如上所述结构的第十一实施例具有与第十实施例相同的效果，还具有下述特有效果。
即，若考虑在周围环境温度发生变化的情况下与温度的关系，例如温度上升ΔT时位移放大部10b的共振频率fr1的变化Δfr1与驱动部100的共振频率fr2的变化Δfr2相比，Δfr1＜Δfr2。因此，共振频率fr1与共振频率fr2的间隔拉开，位移量变小。但是驱动部的压电振动板的压电常数随着温度的上升而变大。其结果是，在第十一实施例中温度变化的影响被抵消，能够得到相对于温度变化稳定的特性。
还有，在第十一实施例中，在连接部存在输出提取部的情况下能够使驱动电压与输出位移量相位相同，而与驱动频率变化无关。
在这第十一实施例，也与第十实施例一样，能够借助于将位移放大部的共振频率设定于驱动频率附近，以输出更大的位移量。
第十二实施例
下面对本发明第十二实施例加以说明。
这第十二实施例的压电致动器是在第一实施例的致动器中决定各部位的尺寸，使该压电致动器具有图23所示的导纳特性，以小于位移放大部10b的共振频率fr1的频率驱动的。而且驱动部100的共振频率fr2设定为驱动频率的1.5倍以上。以此对驱动部100进行非共振驱动，将驱动部100的位移量抑制在小位移量上。借助于此，可以将加在压电振动板上的应变抑制在较小的程度。
又，由于驱动部是进行非共振驱动，温度、形状的偏差等引起的共振频率偏差造成的位移量偏差显然也小了。由于以上原因，在驱动部可以确保高可靠性，并且能够在驱动部激起偏差小的振动。
还有，在第十二实施例中，最好是将驱动频率设定于位移放大部10b的共振频率fr1附近，借助于此，对于驱动部的小振幅，可以利用位移放大部10b的共振，以此能够用位移放大部将驱动部的小振动放大得更大。该位移放大部10b是只由弹性薄板做成的弹性垫片材料构成，因此极限应变相当高。因此，使驱动频率接近位移放大部的共振频率，即使设定大的放大率，在位移放大部也不会使可靠性变坏，能够输出大的位移，而且能够构成高可靠性的致动器。又由于金属薄板由温度变化等因素引起的共振频率变化相当小，因此能够确保非常稳定的振动特性。
上面说明的第3～第十二实施例是在图1的第一实施例的结构上附加新的技术要素而成的，但是本发明不限于此，可以把第3～第十二实施例的技术要素使用于第二实施例等。那样的情况下也能够得到同样的效果。例如在第二实施例使用第3～第九实施例所示的叠层型压电振动板11a、11b、11c，能够比第二实施例以更低的驱动电压输出更大的位移量。又，在第二实施例中，与第6～第十二实施例一样设定各共振频率及驱动频率，可以得到与第6～第十二实施例相同的效果。
第十三实施例
下面说明本发明第十三实施例的红外线传感器。这第十三实施例的红外线传感器15，按照下述要求如图24所示设置，也就是将图3所示的压电致动器的位移放大部10b的前端部大致弯折成直角，形成遮蔽红外线的遮蔽板14，由位移放大部10b的挠曲振动引起的遮蔽板14的往复运动，造成入射光16的断续入射。
如上所述构成的第十三实施例的红外线传感器，用于构成遮光器(chopper)的第一实施例的压电致动器能够以低电压稳定地取得大的位移，并且能够实现小型化，因此能够提供小型的、能够以低电压驱动的红外线传感器。
该第十三实施例的红外线传感器可以使用于例如对检测对象进行正确的温度测量等。
在第十三实施例中，如图25所示，遮蔽板14又可以设置得突出到驱动部10的外侧。
第十四实施例
本发明第十四实施例的红外线传感器，如图26所示，将图4所示的压电致动器的连接部10c的前端部大致弯折为直角，形成遮蔽红外线的遮蔽板14a，设置红外线传感器15，利用遮蔽板14a的往复运动使入射光16断续入射。采取如上所述结构也有与第十三实施例相同的效果。
第十五实施例
本发明第十五实施例的红外线传感器，如图27所示，将图6所示的压电致动器的位移放大部110b的前端部大致弯折为直角，形成遮蔽红外线的遮蔽板14b，设置红外线传感器15，利用遮蔽板14b的往复运动使入射光16断续入射。
具有如上所述结构的第十三实施例的红外线传感器，由于使用能够以更小型取得更大的位移量的第三实施例的压电致动器，与第十三实施例及10相比可以做得更小，并且能够提供可使用低电压驱动的红外线传感器。
上述第十三实施例～第十五实施例中，遮蔽板做成简单的长方形，但是本发明不限于此，也可以做成图28中符号14c所示的形状。也就是说，本发明的红外线传感器的遮蔽板的形状没有限定，作为遮蔽板可以使用各种形状。
上述第十三实施例～第十五实施例中，对位移放大部或连接部进行弯折加工，形成遮蔽板，但是本发明不限于此，也可以安装别的构件。采取如上所述手段也能够取得与第十三实施例～第十五实施例相同的效果。
第十六实施例
下面参照附图对本发明第十六实施例的压电光偏转器加以说明。
这第十六实施例的压电光偏转器，如图29所示，是在图3所示的压电致动器的位移放大部10b的前端部设置反射板17构成。这里，这个反射板17也可以安装别的构件，又可以利用位移放大器的一部分。
下面用图29、图30对具有如上所述结构的压电光偏转器的动作加以说明。
在图30中实线表示未驱动时(驱动时的中间位置)的状态，虚线表示最大位移时的状态。
在本压电光偏转器中反射板17在图29中箭头所示的方向上往复运动。又，与此同时连接部10c与反射板17以相反的相位位移。
利用这些因素的共同作用，可以使反射板17的角度变大，可以使入射光有大的偏转。
具有如上所述结构的压电光偏转器，其结构和偏转量的控制简单，并且能够取得大偏转角度。
在这里对使用图3所示的压电致动器构成的光偏转器的一个例子进行了叙述，当然同样可以使用本发明的其他压电致动器。
如上所述，本发明的压电致动器能够以低驱动电压取得大位移量，而且能够做到高稳定性和小型化，因此可以使用于热电式红外线传感器及光偏转器等各种用途，有利于这些装置的可靠性的提高。
又，本发明的热电式红外线传感器由于具备使用本发明的压电致动器构成的遮光器(chopper)，因此能够以比较小的驱动电压得到所希望的特性，并且具有极高的稳定性和可靠性。
这种热电式红外线传感器可以使用于检测物体温度，有着的广泛用途。
还有，本发明的光偏转器由于使用本发明的压电致动器构成，能够以比较小的驱动电压得到所希望的偏光特性，而且具有极高的稳定性和可靠性。这种光偏转器可以使用于条形码读出器等各种用途。

Claims (34)

1.一种压电致动器，其特征在于，包括：
一驱动部，包含一与压电振动板接合的弹性薄板，所述压电振动板相应于所述压电振动板厚度方向上外接的电压可在与所述厚度方向正交的长度方向上有较大伸缩，所述驱动部通过在所述压电振动板的厚度方向上加上具有规定频率的驱动电压，可按与所述驱动电压频率相应的频率挠曲振动；
一位移扩大部，至少设置于所述驱动部的至少一侧，两者间留有缝隙，所述位移扩大部与所述驱动部处于相同的平面上并与所述驱动部相连，以便能够与所述驱动部的挠曲振动同步振动，并通过所述驱动部的振动受到激励振动，使所述驱动部的振动扩大。
2.如权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，所述位移扩大部由弹性薄板制成，该弹性薄板与所述驱动部弹性薄板形成为一体。
3.如权利要求1或2所述的压电致动器，其特征在于，所述压电致动器中，所述位移扩大部一端与所述驱动部弹性薄板一端相连。
4.如权利要求3所述的压电致动器，其特征在于，所述压电致动器由所述驱动部弹性薄板另一端支持。
5.如权利要求3所述的压电致动器，其特征在于，所述压电致动器由所述驱动部弹性薄板与所述位移扩大部的连接部分支持。
6.如权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，所述压电致动器中，电极层和压电体层在所述压电振动板厚度方向上交替叠层时，所述压电振动板其顶层和底层为电极层，通过各个压电体层上下的电极层在该压电体层上加上驱动电压。
7.如权利要求6所述的压电致动器，其特征在于，所述压电振动板夹着各个压电体层的一对电极层当中，某一电极层形成为该电极层一侧面位于所述压电振动板某一侧面的内侧，另一电极层形成为该电极层一侧面位于所述压电振动板另一侧面的内侧。
8.如权利要求7所述的压电致动器，其特征在于，所述压电振动板夹着各个压电体层的一对电极层当中，某一电极层形成为该电极层一端面位于所述压电振动板某一端面的内侧，另一电极层形成为该电极层一端面位于所述压电振动板另一端面的内侧。
9.如权利要求6所述的压电致动器，其特征在于，所述各个电极层形成为在其一端面上具有凸出电极，该凸出电极前端部露出所述压电振动板某一端面以外部位，该电极层端面和侧面分别位于所述压电振动板端面和侧面的内侧，
所述凸出电极每隔一个由所述压电振动板端面上形成的连接电极连接。
10.如权利要求9所述的压电致动器，其特征在于，所述压电致动器中，所述驱动部弹性薄板和所述压电振动板接合时，位于所述驱动部弹性薄板上所述连接电极当中某一电极的部位，形成使该连接电极与所述驱动部弹性薄板之间绝缘用的绝缘体。
11.如权利要求6所述的压电致动器，其特征在于，所述各个电极层形成为在其一侧面上具有凸出电极，该凸出电极前端部露出所述压电振动板某一侧面以外部位，该电极层端面和侧面分别位于所述压电振动板端面和侧面的内侧，
所述凸出电极每隔一个由所述压电振动板某一侧面上形成的连接电极连接。
12.如权利要求11所述的压电致动器，其特征在于，所述压电致动器中，所述驱动部弹性薄板与所述压电振动板接合时，使所述驱动部弹性薄板宽度比所述压电振动板窄，所述驱动部弹性薄板某一侧面处于比所述压电振动板侧面更为内侧的位置。
13.如权利要求11所述的压电致动器，其特征在于，所述压电致动器中，所述驱动部弹性薄板与所述压电振动板接合时，在所述驱动部弹性薄板上所述连接电极当中某一电极所处部位，形成使该连接电极与所述驱动部弹性薄板绝缘用的缺口。
14.如权利要求11所述的压电致动器，其特征在于，所述压电致动器中，所述驱动部弹性薄板与所述压电振动板接合时，在所述驱动部弹性薄板上所述连接电极当中某一电极所处部位，形成使该连接电极与所述驱动部弹性薄板绝缘用的绝缘体。
15.如权利要求6所述的压电致动器，其特征在于，所述各个电极层配置成分别在压电振动板某一端部具有将电极层间连接用的凸出电极，并且所述凸出电极每隔一个处于相对状态，相对的凸出电极间分别由通孔内形成的连接电极连接。
16.如权利要求9～14中任一项所述的压电致动器，其特征在于，所述压电致动器中，所述压电振动板相对于与所述驱动部弹性薄板粘贴的面处于相对一侧的面上所形成的表面电极，同所述各个连接电极连接，并使其中某一连接电极所连接的表面电极与其它表面电极绝缘分离。
17.如权利要求9～14中任一项所述的压电致动器，其特征在于，所述压电致动器中，所述压电振动板与所述驱动部弹性薄板粘贴的面上形成的表面电极上形成与该电极绝缘的别的电极，并使所述连接电极当中某一连接电极与所述表面电极连接，所述连接电极当中其它连接电极与所述别的电极连接。
18.如权利要求17所述的压电致动器，其特征在于，所述压电致动器中，在所述驱动部弹性薄板上形成通过绝缘层与所述驱动部弹性薄板绝缘的电极，使之在所述压电振动板与所述驱动部弹性薄板粘贴时与所述别的电极相对，并在该电极与所述驱动部弹性薄板之间提供驱动电压。
19.如权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，所述压电致动器中，电极层和压电体层在所述压电振动板宽度方向上交替叠层，以便电极层位于所述压电振动板的上面和下面，通过夹着各个压电体层的电极层在该压电体层上加上驱动电压。
20.如权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，所述压电致动器中，电极层和压电体层在所述压电振动板长度方向上交替叠层，以便所述压电振动板其两端面均为电极层，通过夹着各个压电体层的电极层在该压电体层上加上驱动电压。
21.如权利要求1，6，19和20中任一项所述的压电致动器，其特征在于，
所述位移扩大部谐振频率设定为所述驱动部谐振频率的0.6倍和所述驱动部谐振频率之间的数值，
而所述驱动电压的频率则设定为所述驱动部谐振频率和所述位移扩大部谐振频率之间的数值。
22.如权利要求21所述的压电致动器，其特征在于，所述驱动电压的频率设定在位移量实际不变的稳定区域。
23.如权利要求1，6，19和20中任一项所述的压电致动器，其特征在于，
所述驱动部谐振频率设定为所述位移扩大部谐振频率的0.6倍和所述位移扩大部谐振频率之间的数值，
而所述驱动电压的频率则设定为所述驱动部谐振频率和所述位移扩大部谐振频率之间的数值。
24.如权利要求23所述的压电致动器，其特征在于，所述驱动电压的频率设定在位移量实际不变的稳定区域。
25.如权利要求1，6，19和20中任一项所述的压电致动器，其特征在于，
所述驱动部谐振频率设定为所述位移扩大部谐振频率的0.6倍和所述位移扩大部谐振频率之间的数值。
26.如权利要求25所述的压电致动器，其特征在于，
所述驱动部谐振频率设定为所述驱动电压频率的1.5倍和所述位移扩大部谐振频率之间的数值，
而所述位移扩大部谐振频率则设定为与所述驱动电压频率相符。
27.一种热电式红外线传感器，其特征在于，包括：
一遮光器，包含一压电致动器和遮光板所构成，
其中，所述压电致动器包括：
一驱动部，包含一与压电振动板接合的弹性薄板，所述压电振动板相应于所述压电振动板厚度方向上外接的电压可在与所述厚度方向正交的长度方向上有较大伸缩，所述驱动部通过在所述压电振动板的厚度方向上加上具有规定频率的驱动电压，可按与所述驱动电压频率相应的频率挠曲振动；以及
一位移扩大部，至少设置于所述驱动部的至少一侧，两者间留有缝隙，所述位移扩大部与所述驱动部处于相同的平面上并与所述驱动部相连，以便能够与所述驱动部的挠曲振动同步振动，并通过所述驱动部的振动受到激励振动，使所述驱动部的振动扩大，
所述遮光板与该压电致动器的位移扩大部或连接部基本垂直设置，以及
一红外线传感器，具有红外线入射部，并设置为使所述遮光板位于该红外线入射部前方，
通过由具有规定频率的驱动电压使所述压电致动器动作，使得红外线断续入射至所述红外线传感器。
28.如权利要求27所述的热电式红外线传感器，其特征在于，所述压电致动器中，电极层和压电体层在所述压电振动板厚度方向上交替叠层时，所述压电振动板其顶层和底层为电极层，通过各个压电体层上下的电极层在该压电体层上加上驱动电压。
29.如权利要求27所述的热电式红外线传感器，其特征在于，所述压电致动器中，电极层和压电体层在所述压电振动板宽度方向上交替叠层，以便电极层位于所述压电振动板的上面和下面，通过夹着各个压电体层的电极层在该压电体层上加上驱动电压。
30.如权利要求27所述的热电式红外线传感器，其特征在于，所述压电致动器中，电极层和压电体层在所述压电振动板长度方向上交替叠层，以便所述压电振动板其两端面均为电极层，通过夹着各个压电体层的电极层在该压电体层上加上驱动电压。
31.一种压电光偏转器，其特征在于，包括：
一压电致动器，其中包括：
一驱动部，包含一与压电振动板接合的弹性薄板，所述压电振动板相应于所述压电振动板厚度方向上外接的电压可在与所述厚度方向正交的长度方向上有较大伸缩，所述驱动部通过在所述压电振动板的厚度方向上加上具有规定频率的驱动电压，可按与所述驱动电压频率相应的频率挠曲振动；以及
一位移扩大部，至少设置于所述驱动部的至少一侧，两者间留有缝隙，所述位移扩大部与所述驱动部处于相同的平面上并与所述驱动部相连，以便能够与所述驱动部的挠曲振动同步振动，并通过所述驱动部的振动受到激励振动，使所述驱动部的振动扩大，以及
一反射板，在该压电致动器位移扩大部至少一部分上与该位移扩大部基本平行设置，
通过由具有规定频率的驱动电压使所述压电致动器动作，使得经所述反射板的反射光方向变化。
32.如权利要求31所述的压电光偏转器，其特征在于，所述压电致动器中，电极层和压电体层在所述压电振动板厚度方向上交替叠层时，所述压电振动板其顶层和底层为电极层，通过各个压电体层上下的电极层在该压电体层上加上驱动电压。
33.如权利要求31所述的压电光偏转器，其特征在于，所述压电致动器中，电极层和压电体层在所述压电振动板宽度方向上交替叠层，以便电极层位于所述压电振动板的上面和下面，通过夹着各个压电体层的电极层在该压电体层上加上驱动电压。
34.如权利要求31所述的压电光偏转器，其特征在于，所述压电致动器中，电极层和压电体层在所述压电振动板长度方向上交替叠层，以便所述压电振动板其两端面均为电极层，通过夹着各个压电体层的电极层在该压电体层上加上驱动电压。
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Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3939048B2 (ja) * 1999-05-17 2007-06-27 セイコーインスツル株式会社 圧電アクチュエータ
US6295171B1 (en) * 1999-07-09 2001-09-25 Advanced Optical Technologies, Inc. Piezoelectric light beam deflector
US6415069B1 (en) * 2000-11-16 2002-07-02 Advanced Optical Technologies, Inc. Optical switching modules and systems
US6760181B2 (en) 2000-12-15 2004-07-06 Seagate Technology Llc Microactuator for dynamic controlling head-media interaction and fly-height
US6676020B2 (en) 2001-11-30 2004-01-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Radiation director apparatus and method using piezoelectric movement
GB0212817D0 (en) 2002-06-05 2002-07-10 Polatis Ltd Beam steering arrangements
JP2005044927A (ja) * 2003-07-25 2005-02-17 Kyocera Corp 圧電アクチュエータ及びその製造方法並びに液体吐出装置
EP2290722A1 (en) * 2004-04-27 2011-03-02 NGK Insulators, Ltd. Apparatus, method and program for predicting sensitivity of a piezoelectric or electrostrictive sensor
US8295523B2 (en) * 2007-10-04 2012-10-23 SoundBeam LLC Energy delivery and microphone placement methods for improved comfort in an open canal hearing aid
US7668325B2 (en) * 2005-05-03 2010-02-23 Earlens Corporation Hearing system having an open chamber for housing components and reducing the occlusion effect
US7867160B2 (en) * 2004-10-12 2011-01-11 Earlens Corporation Systems and methods for photo-mechanical hearing transduction
JP4552606B2 (ja) * 2004-11-10 2010-09-29 パナソニック株式会社 圧電アクチュエータおよびこれを用いた光線掃引装置
KR100625772B1 (ko) * 2004-12-03 2006-09-20 (주)아이블포토닉스 다중 작용 진동자가 구비된 압전 진동자
JP4661366B2 (ja) * 2005-05-27 2011-03-30 パナソニック株式会社 レーザースキャンユニット
US7269306B1 (en) * 2006-06-28 2007-09-11 Harris Corporation Actuator arrangement for excitation of flexural waves on an optical fiber
JP2008039810A (ja) 2006-08-01 2008-02-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学反射素子
KR100775015B1 (ko) * 2006-08-22 2007-11-08 주식회사 아이노바 적외선 센서 모듈
DE102007023549A1 (de) * 2007-05-21 2008-11-27 Continental Automotive Gmbh Festkörperaktoranordnung mit einem Biegeaktor
US7550901B2 (en) * 2007-09-27 2009-06-23 Intel Corporation Piezoelectric fan, cooling device containing same, and method of cooling a microelectronic device using same
DK2208367T3 (da) 2007-10-12 2017-11-13 Earlens Corp Multifunktionssystem og fremgangsmåde til integreret lytning og kommunikation med støjannullering og feedback-håndtering
EP2270892B1 (en) 2008-04-18 2016-02-24 NGK Insulators, Ltd. Method and apparatus for testing a piezoelectric/electrostrictive actuator, and method for adjusting the actuator
WO2009155358A1 (en) 2008-06-17 2009-12-23 Earlens Corporation Optical electro-mechanical hearing devices with separate power and signal components
US8396239B2 (en) 2008-06-17 2013-03-12 Earlens Corporation Optical electro-mechanical hearing devices with combined power and signal architectures
WO2009155361A1 (en) 2008-06-17 2009-12-23 Earlens Corporation Optical electro-mechanical hearing devices with combined power and signal architectures
JP5491004B2 (ja) * 2008-06-20 2014-05-14 キヤノン電子株式会社 光走査装置及び該光走査装置を用いた画像形成装置、画像読取装置及びディスプレイ装置
BRPI0918994A2 (pt) 2008-09-22 2017-06-13 SoundBeam LLC dispositivo, e, método para transmitir um sinal de áudio para um usuário.
EP2438768B1 (en) * 2009-06-05 2016-03-16 Earlens Corporation Optically coupled acoustic middle ear implant device
US9544700B2 (en) * 2009-06-15 2017-01-10 Earlens Corporation Optically coupled active ossicular replacement prosthesis
EP2443773B1 (en) * 2009-06-18 2017-01-11 Earlens Corporation Optically coupled cochlear implant systems
CN102598713A (zh) 2009-06-18 2012-07-18 音束有限责任公司 用于听力系统的耳膜可植入装置及方法
EP2446645B1 (en) 2009-06-22 2020-05-06 Earlens Corporation Optically coupled bone conduction systems and methods
US10555100B2 (en) * 2009-06-22 2020-02-04 Earlens Corporation Round window coupled hearing systems and methods
WO2010151647A2 (en) 2009-06-24 2010-12-29 SoundBeam LLC Optically coupled cochlear actuator systems and methods
WO2010151636A2 (en) 2009-06-24 2010-12-29 SoundBeam LLC Optical cochlear stimulation devices and methods
KR101133296B1 (ko) * 2009-10-12 2012-04-04 삼성전기주식회사 햅틱 피드백 엑추에이터, 햅틱 피드백 디바이스 및 전자장치
US8610549B2 (en) * 2009-10-16 2013-12-17 Immersion Corporation Systems and methods for providing haptic feedback at multiple resonance frequencies
WO2012088187A2 (en) 2010-12-20 2012-06-28 SoundBeam LLC Anatomically customized ear canal hearing apparatus
CN102360086B (zh) * 2011-09-30 2013-07-24 上海合时智能科技有限公司 家用服务机器人的障碍物碰撞检测系统及其检测方法
JP2014137565A (ja) * 2013-01-18 2014-07-28 Olympus Corp 光ファイバスキャナ
JP6103871B2 (ja) * 2012-10-01 2017-03-29 オリンパス株式会社 光ファイバスキャナ
EP2905648A4 (en) 2012-10-01 2016-06-22 Olympus Corp FIBER OPTIC SCANNING DEVICE
JP5664624B2 (ja) * 2012-10-03 2015-02-04 Tdk株式会社 圧電素子
US10034103B2 (en) 2014-03-18 2018-07-24 Earlens Corporation High fidelity and reduced feedback contact hearing apparatus and methods
CN103994056A (zh) * 2014-06-16 2014-08-20 吉林大学 一种多振子轴向过流式压电泵
WO2016011044A1 (en) 2014-07-14 2016-01-21 Earlens Corporation Sliding bias and peak limiting for optical hearing devices
JP6388821B2 (ja) * 2014-11-18 2018-09-12 株式会社クレハ 圧電素子、音波プローブ、光音響装置
US9924276B2 (en) 2014-11-26 2018-03-20 Earlens Corporation Adjustable venting for hearing instruments
CN105989703A (zh) * 2015-02-10 2016-10-05 启碁科技股份有限公司 无线感测装置
JP6498047B2 (ja) 2015-06-09 2019-04-10 株式会社トライフォース・マネジメント 可動反射装置およびこれを利用した反射面駆動システム
US10292601B2 (en) 2015-10-02 2019-05-21 Earlens Corporation Wearable customized ear canal apparatus
US11350226B2 (en) 2015-12-30 2022-05-31 Earlens Corporation Charging protocol for rechargeable hearing systems
US10178483B2 (en) 2015-12-30 2019-01-08 Earlens Corporation Light based hearing systems, apparatus, and methods
US10492010B2 (en) 2015-12-30 2019-11-26 Earlens Corporations Damping in contact hearing systems
US10707832B2 (en) * 2016-09-01 2020-07-07 Tdk Corporation Vibrating device
CN109952771A (zh) 2016-09-09 2019-06-28 伊尔兰斯公司 接触式听力系统、设备和方法
CN106226899B (zh) * 2016-09-12 2019-04-09 苏州迈客荣自动化技术有限公司 一种偏转镜的微振动平台
WO2018093733A1 (en) 2016-11-15 2018-05-24 Earlens Corporation Improved impression procedure
WO2019173470A1 (en) 2018-03-07 2019-09-12 Earlens Corporation Contact hearing device and retention structure materials
WO2019199680A1 (en) 2018-04-09 2019-10-17 Earlens Corporation Dynamic filter
CN109283683B (zh) * 2018-10-15 2023-01-03 成都理想境界科技有限公司 一种大振动幅度的光纤扫描器

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3370187A (en) * 1965-04-30 1968-02-20 Gen Dynamics Corp Electromechanical apparatus
US4140936A (en) * 1977-09-01 1979-02-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Square and rectangular electroacoustic bender bar transducer
JPS5932826A (ja) 1982-08-17 1984-02-22 Murata Mfg Co Ltd 焦電型検出器
US4595338A (en) * 1983-11-17 1986-06-17 Piezo Electric Products, Inc. Non-vibrational oscillating blade piezoelectric blower
US4524294A (en) * 1984-05-07 1985-06-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Ferroelectric photomechanical actuators
JPS61139112A (ja) * 1984-12-10 1986-06-26 Murata Mfg Co Ltd 周波数調整可能な積層型圧電素子
JPS61205100A (ja) * 1985-03-08 1986-09-11 Murata Mfg Co Ltd 圧電発音体
JPS628770A (ja) 1985-07-05 1987-01-16 チエスト株式会社 マイクロ波加温装置
US4780062A (en) * 1985-10-09 1988-10-25 Murata Manufacturing Co., Ltd. Piezoelectric fan
JPS6287700A (ja) * 1985-10-14 1987-04-22 Misuzu Erii:Kk 小型フアン
DE3751183T2 (de) * 1986-09-29 1995-11-16 Mitsubishi Chem Corp Piezoelektrischer Antrieb.
US5008582A (en) * 1988-01-29 1991-04-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Electronic device having a cooling element
JP3041952B2 (ja) * 1990-02-23 2000-05-15 セイコーエプソン株式会社 インクジェット式記録ヘッド、圧電振動体、及びこれらの製造方法
EP0614087B1 (en) * 1993-03-01 2000-03-29 Murata Manufacturing Co., Ltd. Piezoelectric vibrator and acceleration sensor using the same
US5828157A (en) * 1994-11-07 1998-10-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Piezoelectric actuator and pyroelectric type infrared ray sensor using the same
JPH09154288A (ja) 1995-11-28 1997-06-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学チョッパ
US5861703A (en) * 1997-05-30 1999-01-19 Motorola Inc. Low-profile axial-flow single-blade piezoelectric fan

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990030314A (ko) 1999-04-26
DE69823442D1 (de) 2004-06-03
JPH11168246A (ja) 1999-06-22
EP0905801A2 (en) 1999-03-31
KR100330337B1 (ko) 2002-05-09
CN1214551A (zh) 1999-04-21
EP0905801A3 (en) 2000-01-19
US6222302B1 (en) 2001-04-24
DE69823442T2 (de) 2005-04-07
EP0905801B1 (en) 2004-04-28

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