JP2008021799A - 可変キャパシタ - Google Patents

Abstract

【課題】静電容量の大容量化を図るとともに、小型化を図ることを可能とする可変キャパシタを提供する。
【解決手段】第１電極部１０と第２電極部２０との間で生じる静電容量を可変とする可変キャパシタ１００において、第１電極部１０には、第１主面１１ａから第２主面２１ａ側に突出する形状を有する複数の第１壁体１２が設けられており、第２電極部２０には、第２主面２１ａから第１主面１１ａ側に突出する形状を有しており、複数の第１壁体１２の間に配置された複数の第２壁体２２が設けられており、第１電極部１０には、電圧の印加によって伸縮する圧電素子３０が設けられており、第１壁体１２の側面１２ａには、第１キャパシタ電極１３が設けられており、第２壁体２２の側面２２ａには、第２キャパシタ電極２３が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、第１電極部と第１電極部に対向する第２電極部とを備えており、第１電極部と第２電極部との間で生じる静電容量を可変とする可変キャパシタに関する。

従来、一対のキャパシタ電極が互いに対向しており、一対のキャパシタ電極の間隔を制御することによって、一対のキャパシタ電極間に生じる静電容量を可変とする可変キャパシタが一般的に広く知られている。

また、一対のキャパシタ電極の間隔を制御する可変キャパシタとして、一対のキャパシタ電極と連動する一対の駆動電極間に生じる静電力を利用する可変キャパシタも提案されている（例えば、特許文献１）。

具体的には、可変キャパシタでは、一対の駆動電極に電圧を印加して、一対の駆動電極間に静電力（クーロン力）を発生する。一対の駆動電極は、静電力によって互いに引き合うため、一対の駆動電極と連動する一対のキャパシタ電極の間隔が変更される。

すなわち、上述した可変キャパシタでは、一対の駆動電極に印加する電圧を制御することによって、一対のキャパシタ電極の間隔が制御されて、静電容量が可変とされている。

このように、上述した可変キャパシタでは、一対の駆動電極に印加する電圧によって静電容量が制御されるため、静電容量を高速で制御することが可能である。従って、上述した可変キャパシタは、携帯電話などの高周波回路（例えば、ＶＣＯ；Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）に用いられる。

ここで、可変キャパシタの静電容量は、一対のキャパシタ電極の面積に依存しており、一対のキャパシタ電極の面積が大きいほど、可変キャパシタの静電容量も大きくなる。

従って、一対のキャパシタ電極の面積の拡大を図るために、キャパシタ電極を櫛歯型に形成するとともに、一対のキャパシタ電極の櫛歯が互い違いに設けられた可変キャパシタも提案されている（例えば、特許文献２）。
特開平１０−１４９９５１号公報（例えば、請求項１、図１など） 特開２００２−３７３８２９号公報（例えば、請求項１、図１など）

ここで、図９に示すように、一対の電極（キャパシタ電極又は駆動電極）の間隔が小さければ小さいほど、一対の電極間に生じる静電力Ｆは大きくなる。すなわち、一対の電極の間隔を単位量（Δｄ）制御するために必要な静電力の制御量（ΔＦ）は、一対の電極の間隔の二乗に比例して大きくなる。従って、一対の電極の間隔が所定間隔よりも小さい場合には、静電力の制御量（ΔＦ）が非常に大きくなってしまうため、一対の電極の間隔を制御することが難しい。

なお、静電力Ｆは、一対の電極の間隔（ｄ）を用いて以下の式（１）によって表される。ここで、Ｓは電極の面積であり、Ｖは電極に印加される電圧である。

また、静電容量Ｃは、一対の電極の間隔（ｄ）を用いて以下の式（２）によって表される。

このように、一対の駆動電極間に生じる静電力によって、一対のキャパシタ電極間に生じる静電容量を制御する従来の可変キャパシタでは、一対のキャパシタ電極の間隔を制御することが難しいため、静電容量の大容量化を十分に図れない場合があり、可変キャパシタの小型化を図ることが難しかった。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、静電容量の大容量化を図るとともに、小型化を図ることを可能とする可変キャパシタを提供することを目的とする。

本発明の一の特徴は、第１主面（第１主面１１ａ）を有する第１基板（第１基板１１）を含む第１電極部（第１電極部１０）と前記第１主面に対向する第２主面（第２主面２１ａ）を有する第２基板（第２基板２１）を含む第２電極部（第２電極部２０）とを備えており、前記第１電極部と前記第２電極部との間で生じる静電容量を可変とする可変キャパシタ（可変キャパシタ１００）において、前記第１電極部には、前記第１主面から前記第２主面側に突出する形状を有する複数の第１壁体（第１壁体１２）が設けられており、前記第２電極部には、前記第２主面から前記第１主面側に突出する形状を有しており、前記複数の第１壁体の間に配置された複数の第２壁体（第２壁体２２）が設けられており、前記第１電極部には、電圧の印加によって伸縮する圧電素子（圧電素子３０ａ及び圧電素子３０ｂ）が設けられており、前記第２壁体の側面に対向する前記第１壁体の側面（側面１２ａ）には、第１キャパシタ電極（第１キャパシタ電極１３）が設けられており、前記第１キャパシタ電極が設けられた前記第１壁体の側面に対向する前記第２壁体の側面（側面２２ａ）には、第２キャパシタ電極（第２キャパシタ電極２３）が設けられており、前記圧電素子への電圧の印加による前記第１電極部の変位によって、前記第１電極部と前記第２電極部との間で生じる前記静電容量が変更されることを要旨とする。

かかる特徴によれば、一対の駆動電極間に生じる静電力に代えて、電圧の印加によって伸縮する圧電素子の伸縮力によって静電容量を制御することによって、第１キャパシタ電極と第２キャパシタ電極との間隔が小さくても、静電容量を構成する面積（すなわち、第１キャパシタ電極及び第２キャパシタ電極が互いに対向する面積）を制御することが可能である。

また、圧電素子が第１電極部に設けられていることによって、第１キャパシタ電極と第２キャパシタ電極との間隔を制御する駆動電極を設ける必要がなくなるため、可変キャパシタの小型化を図ることができる。

このように、上述した特徴によれば、可変キャパシタの静電容量の大容量化を図るとともに、可変キャパシタの小型化を図ることができる。

本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記圧電素子への電圧の印加による前記第１電極部の変位によって、前記第１電極部と前記第２電極部との間隔を略同一に保ちながら、前記第２キャパシタ電極に対向する前記第１キャパシタ電極の面積を変更することによって、前記静電容量が変更されることを要旨とする。

かかる特徴によれば、第１キャパシタ電極と第２キャパシタ電極との間隔がさらに小さくなって、第１キャパシタ電極と第２キャパシタ電極との間に生じる静電力（クーロン力）が大きくなっても、第１キャパシタ電極と第２キャパシタ電極との間隔（すなわち、絶縁耐圧）を保つことができる。また、静電容量の可変量の増大及び静電容量の大容量化を図ることができる。

本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記第１基板が、セラミックスによって構成されており、前記圧電素子が、前記第１基板と一体焼成によって形成されることを要旨とする。

かかる特徴によれば、圧電素子が、セラミックスによって構成された第１基板と一体焼成によって形成されることにより、圧電素子の駆動力（伸縮力）が損なわれずに確実に第１基板に伝達される。すなわち、第１キャパシタ電極と第２キャパシタ電極との間隔がさらに小さくなって、第１キャパシタ電極と第２キャパシタ電極との間に生じる静電力（クーロン力）が大きくなっても、第１キャパシタ電極と第２キャパシタ電極との間隔（すなわち、絶縁耐圧）を保つことができる。

本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記第１主面及び前記第２主面が、前記可変キャパシタの幅方向（幅方向Ａ）及び前記可変キャパシタの幅方向に略直交する前記可変キャパシタの奥行き方向（奥行き方向Ｂ）に拡がる面であり、前記複数の第１壁体と前記複数の第２壁体が、前記可変キャパシタの幅方向に沿って交互に配置されており、前記圧電素子が、前記第１基板に設けられており、電圧の印加によって前記可変キャパシタの幅方向に沿って伸縮し、前記可変キャパシタの奥行き方向において、前記圧電素子が設けられた前記第１基板の部分のサイズ（Ｓ_１）は、前記第１壁体が設けられた前記第１基板の部分のサイズ（Ｓ_２）よりも小さいことを要旨とする。

かかる特徴によれば、圧電素子が設けられた第１基板の部分のサイズが、第１壁体が設けられた第１基板の部分のサイズよりも小さいことにより、圧電素子への電圧の印加による第１基板の変位量を大きくすることができ、第１電極部と第２電極部との間で生じる静電容量の可変量を大きくすることができる。

本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記圧電素子が、前記可変キャパシタの幅方向における前記第１基板の両端部にそれぞれ設けられていることを要旨とする。

かかる特徴によれば、圧電素子が第１基板の両端部にそれぞれ設けられていることにより、圧電素子が第１基板の片側に設けられている場合に比べて、第１キャパシタ電極と第２キャパシタ電極との間隔を一定に保って絶縁耐圧を確保しながら、静電容量の可変量を大きくすることができる。

本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記第１電極部が、前記可変キャパシタの幅方向に延びる板状の形状を有する振動板（振動板４０）を有し、前記振動板が、互いに隣接する前記第１壁体に跨って設けられ、かつ、前記第２壁体と離間して配置されており、前記第２壁体の側面に対向する前記振動板の平面（平面４０ａ）には、振動板側キャパシタ電極（キャパシタ電極４１）が設けられており、前記振動板側キャパシタ電極が設けられた前記振動板の平面に対向する前記第２壁体の側面（側面２２ｂ）には、前記第２キャパシタ電極（第２キャパシタ電極２３ｎ）が設けられていることを要旨とする。

かかる特徴によれば、振動板に設けられた振動板側キャパシタ電極と第２キャパシタ電極とが対向して設けられていることにより、第１キャパシタ電極と第２キャパシタ電極との間だけではなくて、振動板側キャパシタ電極と第２キャパシタ電極との間にも静電容量が生じる。すなわち、静電容量の大容量化を図ることができる。

本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記圧電素子が、前記振動板側キャパシタ電極が設けられた前記振動板の平面の反対側に設けられた前記振動板の平面（平面４０ｂ）上に設けられていることを要旨とする。

かかる特徴によれば、圧電素子が、振動板側キャパシタ電極が設けられた振動板の平面の反対側に設けられた振動板の平面に設けられていることにより、各振動板側キャパシタ電極の変位量を個別に制御することができ、静電容量の可変量について分解能の向上を図ることができる。また、圧電素子が振動板側キャパシタ電極の変位量を直接制御するため、時定数が小さくなって応答性の向上を図ることができ、正確に静電容量の可変量を制御することができる。

本発明によれば、静電容量の大容量化を図るとともに、小型化を図ることを可能とする可変キャパシタを提供することができる。

以下において、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［第１実施形態］
（可変キャパシタの構成）
以下において、本発明の第１実施形態に係る可変キャパシタの構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る可変キャパシタ１００の構成を示す斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る可変キャパシタ１００の構成を示す側面図である。

図１及び図２に示すように、可変キャパシタ１００は、第１電極部１０と第２電極部２０とを有しており、第１電極部１０と第２電極部２０との間で生じる静電容量を可変とする。

第１電極部１０は、可変キャパシタ１００の幅方向Ａ及び可変キャパシタ１００の奥行き方向Ｂに拡がる第１主面１１ａを有する第１基板１１を含む。第２電極部２０は、可変キャパシタ１００の幅方向Ａ及び可変キャパシタ１００の奥行き方向Ｂに拡がる第２主面２１ａを有する第２基板２１を含む。なお、第１主面１１ａ及び第２主面２１ａは、互いに対向する面である。また、第１基板１１及び第２基板２１は、例えば、セラミックスによって構成されている。

第１電極部１０には、第１主面１１ａから第２主面２１ａ側に突出する形状を有する複数の第１壁体１２が設けられている。第２電極部２０には、第２主面２１ａから第１主面１１ａ側に突出する形状を有する複数の第２壁体２２が設けられている。なお、第１壁体１２及び第２壁体２２は、例えば、セラミックスによって構成されている。

このように、可変キャパシタ１００は、第１壁体１２及び第２壁体２２が可変キャパシタ１００の幅方向Ａに沿って交互に配置された櫛型形状を有している。

第２壁体２２の側面２２ａに対向する第１壁体１２の側面１２ａには、第１キャパシタ電極１３が設けられており、第１キャパシタ電極１３が設けられた第１壁体１２の側面１２ａに対向する第２壁体２２の側面２２ａには、第２キャパシタ電極２３が設けられている。

第１キャパシタ電極１３及び第２キャパシタ電極２３は、アルミニウム、金、チタンなどの金属や半導体などによって構成されている。また、第１キャパシタ電極１３及び第２キャパシタ電極２３の表面には、樹脂及びＢａＴｉＯ_２などによって構成された誘電率が高い物質が塗布されている。

第１電極部１０の第１基板１１の側面１１ｂには、電圧の印加によって可変キャパシタ１００の幅方向Ａに沿って伸縮する複数の圧電素子３０（圧電素子３０ａ及び圧電素子３０ｂ）が設けられている。ここで、可変キャパシタ１００の奥行き方向Ｂにおいて、圧電素子３０が設けられた第１基板１１の部分のサイズ（Ｓ_１）は、第１壁体１２が設けられた第１基板１１の部分のサイズ（Ｓ_２）よりも小さい。

圧電素子３０ａ及び圧電素子３０ｂは、可変キャパシタ１００の幅方向Ａにおける第１基板１１の両端部にそれぞれ設けられている。また、圧電素子３０ａ及び圧電素子３０ｂは、第１基板１１と一体焼成によって形成される。

このように、第１電極部１０は、第１基板１１と第１壁体１２と第１キャパシタ電極１３とによって構成されており、第２電極部２０は、第２基板２１と第２壁体２２と第２キャパシタ電極２３とによって構成されている。また、第１電極部１０の第１基板１１には、圧電素子３０が設けられている。

本発明の第１実施形態では、電圧の印加によって圧電素子３０が可変キャパシタ１００の幅方向Ａに沿って伸縮すると、第１電極部１０が可変キャパシタ１００の奥行き方向Ｂに変位するため、静電容量を構成する面積（すなわち、第１キャパシタ電極及び第２キャパシタ電極が互いに対向する面積）が変更される。すなわち、第１キャパシタ電極１３と第２キャパシタ電極２３との間で生じる静電容量は、圧電素子３０に電圧を印加することによって制御される。

（作用及び効果）
本発明の第１実施形態に係る可変キャパシタ１００によれば、一対の駆動電極間に生じる静電力に代えて、電圧の印加によって伸縮する圧電素子３０の伸縮力によって静電容量を制御することによって、第１キャパシタ電極１３と第２キャパシタ電極２３との間隔が小さくても、静電容量を構成する面積（すなわち、第１キャパシタ電極１３及び第２キャパシタ電極２３が互いに対向する面積）を容易に制御することが可能である。

また、圧電素子３０が第１電極部１０に設けられていることによって、静電容量を構成する面積を制御する駆動電極を設ける必要がなくなるため、可変キャパシタ１００の小型化を図ることができる。

このように、本発明の第１実施形態に係る可変キャパシタ１００によれば、可変キャパシタ１００の静電容量の大容量化を図るとともに、可変キャパシタ１００の小型化を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る可変キャパシタ１００によれば、圧電素子３０が電圧の印加によって可変キャパシタ１００の幅方向Ａに沿って伸縮することによって、可変キャパシタ１００の奥行き方向Ｂに第１電極部１０を変位させる。

従って、駆動電極とキャパシタ電極との間に設けられた支点を中心として、駆動電極がキャパシタ電極を上下方向（可変キャパシタ１００の高さ方向Ｃ）に変位させる場合に比べて、第１壁体１２と第２壁体２２との間隔（すなわち、第１キャパシタ電極１３と第２キャパシタ電極２３との間隔）を小さくすることができ、可変キャパシタ１００の静電容量を大容量化することができる。

本発明の第１実施形態に係る可変キャパシタ１００によれば、可変キャパシタ１００の奥行き方向Ｂにおいて、圧電素子３０が設けられた第１基板１１の部分のサイズ（Ｓ_１）は、第１壁体１２が設けられた第１基板１１の部分のサイズ（Ｓ_２）よりも小さい。従って、可変キャパシタ１００の奥行き方向Ｂに変位する第１電極部１０の変位量を大きくすることができ、静電容量の可変量を大きくすることができる。

本発明の第１実施形態に係る可変キャパシタ１００によれば、圧電素子３０ａ及び圧電素子３０ｂは、可変キャパシタ１００の幅方向Ａにおける第１基板１１の両端部にそれぞれ設けられている。従って、可変キャパシタ１００の奥行き方向Ｂに変位する第１電極部１０の変位量を効率的に大きくすることができる。また、圧電素子が第１基板１１の片側に設けられている場合に比べて、第１キャパシタ電極１３と第２キャパシタ電極２３との間隔を一定に保って絶縁耐圧を確保しながら、静電容量の可変量を大きくすることができる。

本発明の第１実施形態に係る可変キャパシタ１００によれば、圧電素子３０ａ及び圧電素子３０ｂは、第１基板１１一体焼成によって形成される。従って、圧電素子３０の駆動力（伸縮力）が損なわれずに確実に第１基板１１に伝達される。すなわち、第１キャパシタ電極１３と第２キャパシタ電極２３との間隔がさらに小さくなって、第１キャパシタ電極１３と第２キャパシタ電極２３との間に生じる静電力（クーロン力）が大きくなっても、第１キャパシタ電極１３と第２キャパシタ電極２３との間隔（すなわち、絶縁耐圧）を保つことができる。

［第２実施形態］
以下において、本発明の第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、上述した第１実施形態と第２実施形態との相違点について主として説明する。

具体的には、上述した第１実施形態では、圧電素子３０は、第１電極部１０の第１基板１１に設けられている。

これに対して、第２実施形態では、第１電極部１０が、互いに隣接する第１壁体１２に跨って設けられた振動板（後述する振動板４０）を有しており、圧電素子３０は、可変キャパシタ１００の幅方向Ａに拡がる振動板４０の側面に設けられている。

（可変キャパシタの構成）
以下において、本発明の第２実施形態に係る可変キャパシタの構成について、図面を参照しながら説明する。図３は、本発明の第２実施形態に係る可変キャパシタ１００の構成を示す斜視図である。図４は、本発明の第２実施形態に係る可変キャパシタ１００の構成を示す側面図である。

図３及び図４に示すように、可変キャパシタ１００は、上述した図１及び図２に示した構成に加えて、振動板４０が設けられている。また、圧電素子３０は、第１電極部１０の第１基板１１ではなくて、振動板４０に設けられている。

具体的には、振動板４０は、可変キャパシタ１００の幅方向Ａに延びる板状の形状を有している。また、振動板４０は、互いに隣接する第１壁体１２に跨って設けられており、第２壁体２２と離間して配置されている。さらに、振動板４０は、可変キャパシタ１００の幅方向Ａ及び可変キャパシタ１００の高さ方向Ｃに拡がる平面４０ａ及び平面４０ｂを有している。

平面４０ａは、第１基板１１及び第１壁体１２に接合される面であり、第２壁体２２と離間して配置されている。また、平面４０ａには、キャパシタ電極（図３及び図４では不図示）が設けられている。

平面４０ｂは、平面４０ａの反対側に設けられた面であり、平面４０ｂには、電圧の印加によって可変キャパシタ１００の幅方向Ａに沿って伸縮する圧電素子３０が設けられている。

続いて、本発明の第２実施形態に係る可変キャパシタ１００について、図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照しながらさらに詳細に説明する。

図５（ａ）は、図４に示した可変キャパシタ１００のＸ−Ｘ断面を示す図である。また、図５（ｂ）は、図４に示した可変キャパシタ１００のＹ−Ｙ断面を示す図である。さらに、図５（ｃ）は、図４に示した可変キャパシタ１００のＺ−Ｚ断面を示す図である。

図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、振動板４０は、第１壁体１２に接合された平面４０ａと、平面４０ａの反対側に設けられた平面４０ｂとを有している。また、第２壁体２２の側面２２ｂに対向する平面４０ａには、キャパシタ電極４１が設けられている。一方、キャパシタ電極４１が設けられた平面４０ａに対向する第２壁体２２の側面２２ｂには、第２キャパシタ電極２３ｎが設けられている。

第２キャパシタ電極２３ｎ及びキャパシタ電極４１は、第１キャパシタ電極１３及び第２キャパシタ電極２３と同様に、アルミニウム、金、チタンなどの金属や半導体などによって構成されている。また、第２キャパシタ電極２３ｎ及びキャパシタ電極４１の表面には、樹脂及びＢａＴｉＯ_２などによって構成された誘電率が高い物質が塗布されている。

このように、本発明の第２実施形態に係る可変キャパシタ１００では、第１壁体１２の側面１２ａに設けられた第１キャパシタ電極１３と第２壁体２２の側面２２ａに設けられた第２キャパシタ電極２３との間だけではなくて、振動板４０の平面４０ａに設けられたキャパシタ電極４１と第２壁体２２の側面２２ｂに設けられた第２キャパシタ電極２３ｎとの間にも静電容量が生じる。

（作用及び効果）
本発明の第２実施形態に係る可変キャパシタ１００によれば、第１電極部１０は、互いに隣接する第１壁体１２に跨って設けられ、かつ、第２壁体２２と離間して配置された振動板４０を有している。また、第２壁体２２の側面２２ｂに対向する振動板４０の平面４０ａには、キャパシタ電極４１が設けられており、キャパシタ電極４１が設けられた平面４０ａに対向する第２壁体２２の側面２２ｂには、第２キャパシタ電極２３ｎが設けられている。従って、静電容量を生じるキャパシタ電極の面積の拡大を図ることができ、可変キャパシタ１００の静電容量の大容量化を図ることができる。

本発明の第２実施形態に係る可変キャパシタ１００によれば、振動板４０の平面４０ｂには、可変キャパシタ１００の幅方向Ａに沿って伸縮する複数の圧電素子３０が設けられている。従って、可変キャパシタ１００の奥行き方向Ｂに変位する第１電極部１０の変位量を大きくすることができ、静電容量の可変量を大きくすることができる。

［第３実施形態］
以下において、本発明の第３実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、上述した第１実施形態と第３実施形態との相違点について主として説明する。

具体的には、上述した第１実施形態では、圧電素子３０は、第１電極部１０の第１基板１１に設けられている。

これに対して、第３実施形態では、圧電素子３０は、第１電極部１０の第１基板１１だけではなくて、第２電極部２０の第２基板２１にも設けられている。

（可変キャパシタの構成）
以下において、本発明の第３実施形態に係る可変キャパシタの構成について、図面を参照しながら説明する。図６は、本発明の第３実施形態に係る可変キャパシタ１００の構成を示す側面図である。

図６に示すように、第２電極部２０の第２基板２１の側面２１ｂには、圧電素子３０（圧電素子３０ｃ及び圧電素子３０ｄ）が設けられている。具体的には、圧電素子３０ｃ及び圧電素子３０ｄは、可変キャパシタ１００の幅方向Ａにおける第２基板２１の両端部にそれぞれ設けられている。また、圧電素子３０ｃ及び圧電素子３０ｄは、第２基板２１と一体焼成によって形成される。

また、可変キャパシタ１００の奥行き方向Ｂにおいて、圧電素子３０が設けられた第２基板２１の部分のサイズ（Ｓ_３）は、第２壁体２２が設けられた第２基板２１の部分のサイズ（Ｓ_４）よりも小さい。

（作用及び効果）
本発明の第３実施形態に係る可変キャパシタ１００によれば、可変キャパシタ１００は、第１電極部１０の第１基板１１に設けられた圧電素子３０ａ及び圧電素子３０ｂに加えて、第２電極部２０の第２基板２１に設けられた圧電素子３０ｃ及び圧電素子３０ｄを有している。従って、可変キャパシタ１００の奥行き方向Ｂに変位する第１電極部１０の変位量を大きくすることができ、静電容量の可変量を大きくすることができる。

［第４実施形態］
以下において、本発明の第４実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、上述した第１実施形態と第４実施形態との相違点について主として説明する。

具体的には、上述した第１実施形態では、圧電素子３０は、第１電極部１０の第１基板１１の側面に設けられている。

これに対して、第４実施形態では、圧電素子３０は、第１電極部１０の第１基板１１の底面に設けられている。

（可変キャパシタの構成）
以下において、本発明の第４実施形態に係る可変キャパシタの構成について、図面を参照しながら説明する。図７は、本発明の第４実施形態に係る可変キャパシタ１００の構成を示す斜視図である。

図７に示すように、圧電素子３０ａ及び圧電素子３０ｂは、第１電極部１０の第１基板１１の底面１１ｃ（第１主面１１ａの反対側に設けられた面）に設けられている。

また、可変キャパシタ１００の高さ方向Ｃにおいて、圧電素子３０が設けられた第１基板１１の部分のサイズ（Ｓ_５）は、第１壁体１２が設けられた第１基板１１の部分のサイズ（Ｓ_６）よりも小さい。

（作用及び効果）
本発明の第４実施形態に係る可変キャパシタ１００によれば、一対の駆動電極間に生じる静電力に代えて、第１基板１１の底面１１ｃに設けられた圧電素子３０の伸縮力によって静電容量を制御することによって、第１キャパシタ電極１３と第２キャパシタ電極２３との間隔が小さくても、第１電極部１０と第２電極部２０との間隔を容易に制御することが可能である。

また、圧電素子３０が第１電極部１０に設けられていることによって、第１キャパシタ電極１３と第２キャパシタ電極２３との間隔を制御する駆動電極を設ける必要がなくなるため、可変キャパシタ１００の小型化を図ることができる。

このように、本発明の第４実施形態に係る可変キャパシタ１００によれば、可変キャパシタ１００の静電容量の大容量化を図るとともに、可変キャパシタ１００の小型化を図ることができる。

本発明の第４実施形態に係る可変キャパシタ１００によれば、可変キャパシタ１００の高さ方向Ｃにおいて、圧電素子３０が設けられた第１基板１１の部分のサイズ（Ｓ_５）は、第１壁体１２が設けられた第１基板１１の部分のサイズ（Ｓ_６）よりも小さい。従って、可変キャパシタ１００の高さ方向Ｃに変位する第１電極部１０の変位量を大きくすることができ、静電容量の可変量を大きくすることができる。

［その他の実施形態］
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。

例えば、上述した第２実施形態では、圧電素子３０は、複数の第１壁体１２に跨って設けられた振動板４０には、複数の圧電素子３０が設けられていたが、これに限定されるものではない。具体的には、図８に示すように、可変キャパシタ１００の幅方向Ａにおける振動板４０の端部にのみ、圧電素子３０が設けられていてもよい。

また、上述した第１実施形態〜第３実施形態では特に触れていないが、第１基板１１の第１主面１１ａ及び第２基板２１の第２主面２１ａにキャパシタ電極が設けられていてもよい。この場合には、第１基板１１の第１主面１１ａに対向する第２壁体２２の側面及び第２基板２１の第２主面２１ａに対向する第１壁体１２の側面にもキャパシタ電極が設けられていることが好ましい。

なお、キャパシタ電極は、第１キャパシタ電極１３及び第２キャパシタ電極２３と同様に、アルミニウム、金、チタンなどの金属や半導体などによって構成されている。また、キャパシタ電極の表面には、樹脂及びＢａＴｉＯ_２などによって構成された誘電率が高い物質が塗布されている。

さらに、上述した第１実施形態〜第３実施形態では、第１キャパシタ電極１３と第１壁体１２とが別々に構成されているが、これに限定されるものではない。具体的には、第１壁体１２が第１キャパシタ電極１３そのものであってもよい。同様に、上述した第１実施形態〜第３実施形態では、第２キャパシタ電極２３と第２壁体２２とが別々に構成されているが、これに限定されるものではない。具体的には、第２壁体２２が第２キャパシタ電極２３そのものであってもよい。

また、上述した第１実施形態〜第３実施形態では、圧電素子３０は、電圧の印加によって可変キャパシタ１００の幅方向Ａに沿って伸縮するが、これに限定されるものではない。具体的には、圧電素子３０が伸縮する方向は、第１電極部１０と第２電極部２０との間隔や静電容量を構成する面積を制御可能であれば、いずれの方向であってもよい。

さらに、上述した第２実施形態では、圧電素子３０は、振動板４０の平面４０ｂに設けられているが、これに限定されるものではない。具体的には、圧電素子３０は、振動板４０の平面４０ａに設けられていてもよい。また、圧電素子３０は、第１実施形態と同様に、第１電極部１０の第１基板１１に設けられていてもよい。

本発明の第１実施形態に係る可変キャパシタ１００の構成を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る可変キャパシタ１００の構成を示す側面図である。 本発明の第２実施形態に係る可変キャパシタ１００の構成を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る可変キャパシタ１００の構成を示す側面図である。 本発明の第２実施形態に係る可変キャパシタ１００の構成を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る可変キャパシタ１００の構成を示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係る可変キャパシタ１００の構成を示す斜視図である。 本発明のその他の実施形態に係る可変キャパシタ１００の構成を示す側面図である。 従来技術に係る静電容量の制御方法について説明するための図である。

符号の説明

第１電極部１０、第１基板１１、第１主面１１ａ、第１壁体１２、側面１２ａ、第１キャパシタ電極１３、第２電極部２０、第２基板２１、第２主面２１ａ、第２壁体２２、側面２２ａ、側面２２ｂ、第２キャパシタ電極２３、圧電素子３０、振動板４０、平面４０ａ、平面４０ｂ、キャパシタ電極４１、可変キャパシタ１００

Claims (7)

1. 第１主面を有する第１基板を含む第１電極部と前記第１主面に対向する第２主面を有する第２基板を含む第２電極部とを備えており、前記第１電極部と前記第２電極部との間で生じる静電容量を可変とする可変キャパシタであって、
   前記第１電極部には、前記第１主面から前記第２主面側に突出する形状を有する複数の第１壁体が設けられており、
   前記第２電極部には、前記第２主面から前記第１主面側に突出する形状を有しており、前記複数の第１壁体の間に配置された複数の第２壁体が設けられており、
   前記第１電極部には、電圧の印加によって伸縮する圧電素子が設けられており、
   前記第２壁体の側面に対向する前記第１壁体の側面には、第１キャパシタ電極が設けられており、
   前記第１キャパシタ電極が設けられた前記第１壁体の側面に対向する前記第２壁体の側面には、第２キャパシタ電極が設けられており、
   前記圧電素子への電圧の印加による前記第１電極部の変位によって、前記第１電極部と前記第２電極部との間で生じる前記静電容量が変更されることを特徴とする可変キャパシタ。
2. 前記圧電素子への電圧の印加による前記第１電極部の変位によって、前記第１電極部と前記第２電極部との間隔を略同一に保ちながら、前記第２キャパシタ電極に対向する前記第１キャパシタ電極の面積を変更することによって、前記静電容量が変更されることを特徴とする請求項１に記載の可変キャパシタ。
3. 前記第１基板は、セラミックスによって構成されており、
   前記圧電素子は、前記第１基板と一体焼成によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の可変キャパシタ。
4. 前記第１主面及び前記第２主面は、前記可変キャパシタの幅方向及び前記可変キャパシタの幅方向に略直交する前記可変キャパシタの奥行き方向に拡がる面であり、
   前記複数の第１壁体と前記複数の第２壁体は、前記可変キャパシタの幅方向に沿って交互に配置されており、
   前記圧電素子は、前記第１基板に設けられており、電圧の印加によって前記可変キャパシタの幅方向に沿って伸縮し、
   前記可変キャパシタの奥行き方向において、前記圧電素子が設けられた前記第１基板の部分のサイズは、前記第１壁体が設けられた前記第１基板の部分のサイズよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の可変キャパシタ。
5. 前記圧電素子は、前記可変キャパシタの幅方向における前記第１基板の両端部にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項４に記載の可変キャパシタ。
6. 前記第１電極部は、前記可変キャパシタの幅方向に延びる板状の形状を有する振動板を有し、
   前記振動板は、互いに隣接する前記第１壁体に跨って設けられ、かつ、前記第２壁体と離間して配置されており、
   前記第２壁体の側面に対向する前記振動板の平面には、振動板側キャパシタ電極が設けられており、
   前記振動板側キャパシタ電極が設けられた前記振動板の平面に対向する前記第２壁体の側面には、前記第２キャパシタ電極が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の可変キャパシタ。
7. 前記圧電素子は、前記振動板側キャパシタ電極が設けられた前記振動板の平面の反対側に設けられた前記振動板の平面上に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の可変キャパシタ。
   
   

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