KR100215989B1 - 압전작동기 및 그것을 사용한 초전형적외선센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물체로부터 방출되는 적외선을 비접촉으로 검지하는 초전형적외선 센서 및 동초전형적외선의 초퍼로서 사용되는 진동기구인 압전작동기에 관한 것으로서, 압전작동기의 안정구동과, 적외선센서의 소형초퍼의 구동의 안정화, 신뢰성의 향상을 도모하는 것을 목적으로 한 것이며, 이 목적을 달성하기 위하여, 심(11)에 압전체(12)를 접착해서 유니모르프형작동기를 구성하고, 또 심(11)과 변위확대부(13)를 U자형으로 연결하고, 유니모르프형 작동기와 변위확대부(13)의 각각의 진동에 기인하는 공진주파수를 각각 근접시키고, 양자의 공진주파수의 사이에 있어서 구동을 행한다. 이에 의해, 변위확대부(13)선단부에 있어서 안정된 변위확대효과를 얻을 수 있고, 초전형적외선센서의 소형화, 고정밀도화를 도모할 수 있는 것이다.

Description

압전작동기 및 그것을 사용한 초전형적외선센서

최근, 초전형 적외선센서는, 전자레인지에 있어서의 조리물의 온도측정이나, 에어컨에 있어서의 인체의 위치검출 등의 폭넓은 분야에서 이용되고, 금후 점점 수요가 커진다고 생각된다. 초전형적외선센서는, LiTaO₃단결정 등의 초전체에 의한 초전효과를 이용한 것이다. 초전체는 자발분극을 가지고 있고 항상 표면전하가 발생하나, 대기중에 있어서의 정상상태에서는 대기중의 전하와 결합해서 전기적으로 중성을 유지하고 있다. 이 초전체에 적외선이 입사하면 초전체의 온도가 변화하고, 이에 따라서 표면의 전하상태도 중성상태가 파괴되어 변화한다. 이 표면에 발생하는 전하를 검지하고, 적외선입사량을 측정하는 디바이스가, 초전형적외선센서이다. 물체는 그 온도에 따른 적외선을 방사하고 있고, 이 센서를 사용함으로써 물체의 위치나 온도를 검출할 수 있다. 초전효과는 적외선의 입사량의 변화에 기인하는 것이고, 초전형적외선센서로서 물체의 온도를 검출하는 경우, 적외선입사량을 변화시킬 필요가 있다. 이 수단으로서 사용되는 수단을 초퍼라고 하고, 즉 입사하는 적외선을 강제적으로 단속하여 검출물체의 온도를 검출한다. 종래의 초퍼로서는, 전자모터나 압전작동기 등이 사용되고 있었다.

제 13 도는 탄성체평판에 압전체를 접착한 압전작동기를 초퍼로서 사용한 초전형 적외선센서의 종래예의 사시도이다. 일반적으로 금속등의 탄성체평판에 압전체를 접착해서 맞붙임소자를 구성하고, 그 맞붙임소자의 한쪽단부를 고정하고, 압전체에 접착해서 맞붙임소자를 구성하고, 그 맞붙임소자의 한쪽단부를 고정하고, 압전체에 의한 변형을 이용해서 전체를 굴곡운동을 발생시키는 작동기는, 일반적으로는 탄성체평판의 양면에 압전체를 접착한 것은 바이모르프형이라고 불리고, 한쪽면에만 접착한 것은 유니모르프이라고 불리고, 또, 탄성체평판은 심이라고 불리고 있고, 이하 각 부재를 그와 같이 부른다.

제 13 도는 바이모르프형소자를 초전형적외선센서용 초퍼로서 사용한 압전작동기이고, (201)은 심, (202a), (202b)는 압전체, (203)은 차폐판, (204)는 대좌, (205)는 고정구, (206)은 심용배선, (207a)(207b)는 압전체용배선, (208)은 적외선검출부, (209)는 슬릿, (210)은 적외선이다. 탄성을 가진 금속제심(201)의 양면에는 압전체(202a)(202b)가 각각 접착되고, 이들 3자가 일체가 되어 바이모르프형 소자가 구성되어 있다. 압전체(202a)(202b)는 표면에 전극이 인쇄된다. 또 접착면에 대하여 수직방향으로 분극처리가 실시되고 있다. 압전체(202a)(202b)의 각각의 분극의 방향은, 심으로부터 꺼내진 배선(206)과 압전체로부터 꺼내진 배선(207a)(207b)에 의해 심(201)과 압전체(202a)(202b)의 각각의 사이에 인가되는 전계의 방향에 따라 설정되고, 압전체(202a)(202b)가 항상 서로 반대방향으로 변형을 발생하도록 결정된다. 즉, 압전체(202a)(202b)의 한쪽이 분극방향으로 뻗는 방향에서 변형될 때, 다른 한쪽은 분극방향으로 수축되도록 인가전계의 방향과 분극방향은 결정된다. 바이모르프형소자는 대좌(204)와 고정구(205)에 의해 심(201)의 일부분과 압전체(202a)(202b)의 일부분이 동시에 끼워넣어짐으로써 고정유지되고 있다. 심(201)의 압전체(202a)(202b)가 접착되어 있지 않은 부분에는 심용배선(206)이 장착되고, 또, 압전체(202a)(202b)표면에는 압전체용 배선(207a)(207b)이 장착되어 있다. 바이모르프형 소자의 자유단부의 선단부분에는 차폐판(203)이 장착되고, 차폐판(203)에는 슬릿(209)이 설치되어 있다. 차폐판(203)이 근처에는 적외선검출부(208)가 차례판(203) 및 바이모르프형소자에 접촉하지 않도록 배치된다. 심용배선(206) 및 압전체용배선(207a)(207b)에 의해 심(201)과 압전체(202a)(202b)의 사이에 각각 전계가 인가되었을 때, 바이모르프형소자는 한쪽단부고정의 굴곡운동을 발생하고, 선단부에 장착된 차폐판(203) 및 슬릿(209)은 전계의 인가방향의 변화에 따라서 왕복운동(진동)을 행한다. 이 슬릿(209)의 왕복운동에 의해 적외선검출부(208)에 입사하는 적외선(210)을 단속한다.

그러나, 상기한 구성의 바이모르프형초퍼는 적외선을 단속하는데 충분한 이동거리를 얻기 위하여, 고정부로부터 선단부의 이동부까지의 치수를 크게할 필요가 있고, 또 매우 높은 구동전압이 필요하다.

그래서, 종래의 개선방법으로서, 바이모르프형소자 또는 유니모르프형소자의 선단부이동부분에 하중부하를 형성함으로써 공진주파수를 저하시키고, 고정을 심부분에서만 행함으로써 압전체가 치약성파괴하는 것을 방지하고, 또 필요에 따라서 고정부근처의 심에 잘린부분을 형성하는 등의 수단에 의해 공진주파수를 저하시킴으로써, 저전압구동에 큰 변위를 얻는 등과 같은 개선이 종래에 있어서도 이루어지고 있었다. 이하에 상기한 특징을 가진 초퍼의 구조의 일예를 표시한다.

제 14 도는 좆래이 개선예에 있어서의, 초전형적외선센서용 초퍼로서의 유니모르프형소자를, 심부분의 고정장소의 폭이 좁아지도록 성형한 경우의 일예를 표시한 사시도이다. 제 14 도에 있어서, (211a), (211b)는 심, (212a)(212b)는 압전체, (213a)(231b)는 분동, (214)는 센서대좌, (215a)(215b)는 유니모르프형소자 고정구, (216a)(216b)는 심용배선, (217a)(217b)는 압전체용배선, (218)은 적외선검출부, (219a), (219b)는 유니모르프형소자고정나사, (220)은 적외선이다.

또, 제 15 도는 이 개선예에 사용하는 심(211a)(211b)의 상세한 것을 표시한 사시도이고, (221)은 차폐부, (222)는 압전체접착부, (223)은 잘린부분, (224)는 위치결정부, (225a)(225b)는 고정용구멍이다. 차폐부(221)와 압전체접착부(222)는 절곡에 의해서 각각을 이루고, 압전체접착부(222)로부터 위치결정부(224)에 이르는 사이에 폭이 압전체 접착부(222)보다도 작게 되도록 성형된 잘린부분(223)을 형성하고, 위치결정부(224)의 양단부에는 고정용구멍(225a)(225b)이 형성되어 있다.

심(221a), 심(221b)은 각각 제 15 도에 표시한 바와 같이 봅은 폭의 잘린부분(223)을 형성하고, 그 잘린부분(223)의 아래쪽에 있어서 제 14 도에 표시한 바와 같이 센서대좌(214)와 유니모르프형 소자고정구(215a)(215b)에 의해서 끼워져 있다. 또, 심(221a)과 심(221b)은 유니모르프형소자 고정나사(219a)(219b)등을 각각 심의 고정용구멍(225a)(225b)에 삽입함으로써 위치결정되고, 그리고 한쪽단부가 고정되고, 서로 평행하게 마주보도록, 또한 높이가 다르게 배치되어 있다. 또 심의 다른 한쪽의 심과 마주보는 면 즉 압전체 접착부(222)에는 압전체(212a)(212b)가, 센서대좌(214)가 유니모르프형 소자고정구(215a)(215b) 및 심(211a)(211b) 선단부의 차폐부 등에 접촉하지 않는 위치에서 접착되어 있다. 이와같이 유니모르프형 압전작동기를 구성하고 있다. 적외선검출부(218)는 센서대좌(214)상에서 유니모르프형 소자의 자유단부근처에서 배치되고, 적외선(220)의 입사 또는 차단을 받는다. 적외선(220)을 단속하는 차폐부는 심(211a)(211b)의 고정하는 쪽과 반대쪽의 단부를 절곡해서 구성되고, 이 부분의 평면 부분에 분동(213a)(213b)이 각각 접착되어 있다. 심(211a)(211b)의 가동부 이외의 1개소 즉 위치결정부(224)의 1개소에는 심용배선(216a)(216b)이 장착되고, 압전체(212a)(212b)에는 압전체용 배선(217a)(217b)이 각각 유니모르프형 소자의 고정부에 가까운 위치에서 장착되고있다. 심용배선(216a)(216b) 및 압전체용배선(217a)(217b)에 의해 심(211a)과 압전체(212a), 심(211b)과 압전체(212b)의 사이에 각각 전계를 인가할 때, 유니모르프형소자는 구부러짐을 일으키고, 선단부의 차폐부가 이동한다. 2개의 유니모르프형소자를 동일주파수에서 반대방향으로 진동시키고, 적외선(220)을 단속적으로 차단한다. 이상과 같은 구성과 작용에 의해 적외선의 입사로를 폐쇄하게 되고, 따라서 상기한 종래예와 같이 슬릿을 평행이동시키는 것보다도 진동폭을 작게할 수 있다.

압전체와 유니모르프형소자의 고정부의 사이의 심부에 잘린부분을 형성함으로써, 동일치수에서 잘린부분을 형성하지 않는 유니모르프형소자에 비해서 보다 공진주파수를 저하시킬 수 있고, 따라서, 잘린부분을 형성하지 않는 구성에 비해서 초퍼이 소형화와 저주파수구동시의 변위량의 증대가 도모된다.

그러나, 상기 종래의 개선예에 의한 잘린부분과, 선단부에 분동을 가진 구성의 바이모르프형 또는 유니모르프형 압전작동기는, 일반적으로 공진주파수근처에서의 구동이다. 따라서 구동시의 공진주파수가 고체간에서 불균일한 경우에는 큰 변위량의 차가 발생하기 때문에, 그 변위량을 일정하게 유지하기 위해서는 미세한 조정이나, 고정밀도가 요구되는 부품가공이나 조립이 필요했다. 또 경시적으로 공진주파수가 변화한 경우, 변위의 양이 현저하게 변화해버린다. 이와같은 과제는 종래예의 초퍼에 한정되지 않고, 공진을 이용한 경우 전부에 동등한 과제이다.

이상의 점에 비추어, 본 발명은 보다 변위가 안정되고, 미세한 조정이 불필요한 공진을 이용한 압전작동기 및 그것을 사용한 초전형적외선센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 물체로부터 방출되는 적외선을 비접촉으로 검지하는 초전형적외선 센서 및 동초전형적외선의 초퍼로서 사용되는 진동기구인 압전작동기에 관한 것이다.

제 1 도는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 압전작동기의 구성을 표시한 사시도

제 2 도는 본 발명의 제 1 실시예의 구성에 있어서의 압전작동기의 공진특성도

제 3 도는 본 발명의 제 1 실시예의 구성에 있어서의 압전작동기의 변위특성도

제 4 도는 본 발명의 제 2 실시예에 있어서의 압전작동기의 구성을 표시한 사시도

제 5 도는 본 발명의 제 3 실시예에 있어서의 압전작동기의 구성을 표시한 사시도

제 6 도는 본 발명의 제 4 실시예에 있어서의 압전작동기의 구성을 표시한 사시도

제 7 도는 본 발명의 제 5 실시예에 있어서의 압전작동기의 구성을 표시한 사시도

제 8 도는 본 발명의 제 6 실시예에 있어서의 압전작동기의 구성을 표시한 사시도

제 9 도는 본 발명의 제 7 실시예에 있어서의 압전작동기의 구성을 표시한 사시도

제 10 도는 본 발명이 제 8 실시예에 있어서의 압전작동기의 구성을 표시한 사시도

제 11 도는 본 발명의 제 9 실시예에 있어서의 압전작동기의 구성을 표시한 사시도

제 12 도는 본 발명의 제 10 실시예에 있어서의 압전작동기의 구성을 표시한 사시도

제 13 도는 종래의 압전작동기의 구성을 표시한 사시도

제 14 도는 종래의 압전작동기의 다른 구성을 표시한 사시도

제 15 도는 종래의 압전작동기에 사용하는 심을 표시한 사시도

제 16 도는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 압전작동기의 구체구성예를 표시한 모식도

제 17 도는 동 압전작동기의 변위특성도

제 18 도(a)는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 압전작동기의 다른 구체구성예를 표시한 모식도

제 18도(b)는 동 압전작동기의 변위특성도

제 19 도는 본 발명의 제 10 실시예에 있어서의 압전작동기를 이용한 초전형적외선 센서의 구성을 표시한 모식도

제 20 도(a)는 동 센서에 있어서의 구동파형도

제 20 도(b)는 동 센서에 있어서의 구동특성도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 심 12 : 압전체

13 : 변위확대부 14 : 센서대좌

15 : 고정구 17 : 심용배선

18 : 압전체용배선 19 : 적외선검출부

20 : 적외선 21 : 절곡부

22 : 결합부

[발명의 개시]

이 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 압전작동기는, 압전체와 탄성부재의 맞붙임을 한 압전체접착부에 변위를 확대하기 위한 부재를 선단부분에 장착하고, 또 변위확대를 위한 부재(변위확대부)를 압전체를 맞붙인 부분(압전체접착부)의 선단부의 장착부로부터 고정부에 향하는 방향으로 배치하고, 또한 양자의 기인하는 공진주파수가 근접하고, 양자의 공진주파수의 사이의 주파수에 있어서 진동시키는 구성이다.

또, 본 발명의 초전형적외선센서는, 압전체와 탄성부재이 맞붙임을 한 압전체 접착부에 변위를 확대하기 위한 부재를 선단부분에 장착하고, 또 변위확대를 위한 부재(변위확대부)를 압전체를 맞붙인 부분(압전체접착부)의 선단부의 장착으로부터 고정부에 향하는 방향으로 배치하고, 또한 양자의 기인하는 공진주파수가 근접하고, 양자의 오진주파수의 사이의 주파수에 있어서 진동시키는 구성의 압전작동기와, 그 압전작동기의 근처에 초전형 적외선검출부를 형성하고, 이 압전작동기를 상기 적외선검출부에 입사하는 적외선의 단속입사수단으로 하는 구성이다.

이 구성에 의해 변위확대부를 압전체접착부의 선단부의 장착부로부터 고정부에 향하는 방향으로 배치함으로써, 전체구성의 소형화가 도모된다. 또, 양자의 공진주파수의 사이의 주파수를 구동주파수로 함으로써, 복수의 공진에 의한 변위확대효과를 얻을 수 있다. 또 변위확대부에 기인하는 공진주파수가 압전체접착부에 기인하는 공진주파수보다도 높아지는 구성으로 함으로써, 변위확대부 선단부에 있어서 보다 안정되고 경시적인 변화도 적은 진동을 얻을 수 있다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

[실시예 1]

이하, 본 발명의 제 1 실시예에 대해서 설명한다.

제 1 도는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 유니모르프형 압전작동기를 사용한 초전형적외선센서용 초퍼의 일예를 표시한 사시도이

제 1 도에 있어서, (11)은 심, (12)는 압전체, (13)은 변위확대부, (14)는 센서대좌, (15)는 고정구, (16a)(16b)는 고정용나사, (17)은 심용배선, (18)은 압전체용배선, (19)는 적외선검출부, (20)은 적외선, (21)은 절곡부, (22)는 결합부이다.

인청동 등이 탄성체평판을 ㄷ자형상으로 절곡함으로써, 심(11)가 변위확대부(13)는 일체적으로 형성된다. 심(11) 및 변위확대부(13)는 서로 평행하고, 결합부(절곡부)(22)로부터 동일방향으로 길이치수를 가진다. 또 변위확대부(13)에 있어서는, 결합부(22)아 반대의 선단부는 직각으로, 또한 심(11)과는 반대쪽으로 절곡부(21)가 형성되어 있다. 심(11)의 표면에 있어서 압전체(12)가 접착되어 압전체접착부(유니모르프형소자)를 형성하고 있다. 심(11)은 변위확대부(13)와의 결합부의 반대쪽의 단부근처에 있어서 센서대좌(14)와 고정구(15)에 의해서 끼워져 있다. 또 센서대좌(14)에는 암나사가공이, 고정부(15)에는 구멍가공이 실시되고, 심(11)은 고정용 나사(16a)(16b)에 의해서 고정된다. 센서대좌(14)상에 적외선검출부(19)가 배치되고, 상기한 변위확대부(13)선단부의 절곡부의 근처에 위치하고 있다. 또, 심(11)이 고정부근처에는 심용배선(17)이, 또 압전체(12)의 접착쪽과 반대의 표면의, 심(11)의 고정부에 가까운 위치에 있어서는 압전체용 배선(18)이, 각각 장착되어 있다. 여기서 심용배선(17)과 압전체용 배선(18)을 통해서 교류신호를 인가하면, 심(11)가 압전체(12)와의 사이에 전위차가 발생하고, 압전체접착부의 변위확대부(13)와의 결합부가 변위하고, 이 변위에 따라서 변위확대부선단부의 절곡부(21)도 변위한다. 이 운동에 따라서 적외선검출부(19)는 입사하는 적외선(20)을 단속적으로 차단하고, 초퍼로서의 역할을 다한다.

여기서, 상기 구성의 압전작동기의 공진특성을 제 2 도에 표시한다.

제 2 도는 ㄷ자형상으로 절곡된 심과 변위확대부로 이루어진 압전작동기의 공진특성의 일예이고, 세로축은 애드미턴스, 가로축은 구동주파수를 표시하고 있다.X와Y의 각각의 주파수에 있어서 공진현상을 가지고 있는 것을 알 수 있다.X와Y에 있어서의 공진은 각각, 상기 압전작동기의, 주로 압전체접착부의 진동에 기인하는 고진 또는 주로 변위확대부의 진동에 기인하는 공진의 어느 하나이고, 압전작동기의 구성에 의해 어느 하나에 상당한다. 또 압전작동기의 구성에 의해서X와Y의 차도 변화한다. 상기한 바와 같이 심과 변위확대부를 결합부로부터 동일방향으로 길이치수를 가진 구성으로 함으로써,X와Y의 상대위치의 조작이 용이하게 된다. 예를들면 변위확대부재의 길이치수가 일정하고, 압전체접착부의 고정부로부터 압전체까지의 길이만을 변화시킨 경우(즉 압전체접착부의 길이치수만을 변화시킨 경우)에 있어서, 당초 압전체접착부의 길이치수가 짧은 상태에서 압전체접착부에 기인하는 공진주파수가Y에 상당한 경우 (즉 압전체접착부에 기인하는 공진주파수가 변위확대부에 기인하는 공진주파수보다도 높은 경우), 압전체접착부의 길이치수를 점점 길게해감에 따라서, 양자의 공진주파수는 상대적으로 가까워지고, 그리고 어떤 길이에 있어서 양자는 1개의 공진으로서 겹친 상태가 된다. 또 압전체접착부의 길이치수를 길게한 경우에는, 양자의 상대위치는 역전하고, 변위확대부에 기인하는 공진주파수의 쪽이 압전체집착부에 기인하는 공진주파수보다도 높은 값을 가지게 된다.

이와같이 해서,X와Y의 사이를 근접시키는 구성으로 한 경우의, 변위 확대부선단부의 변위와, 구동주파수의 관계를, 제 3 도에 표시한다. 제 3 도에 있어서, 세로축은 변위확대부 선단부변위(진폭), 가로축은 구동주파수를 표시하고 있다. 가로축의 스케일은 제 2 도의 약 3분의 1이다.X와Y의 사이의 구동주파수에 있어서 양쪽의 공진의 영향에 의해 변위가 확대되고, 또한 비교적 변위량이 안정적인 주파수영역이 존재하는 것을 알 수 있다. 따라서X와Y를 근접시키고, 양주파수의 사이의 주파수에 있어서 구동함으로써, 공진에 의한 변위확대효과와, 안정된 진폭을 얻을 수 있다.

또,Y를 압전체접착부에 주로 기인하는 공진주파수1로 하고,Y를 변위확대부에 주로 기인하는 공진주파수2로 하는 것, 즉 압전체접착부에 주로 기인하는 공진주파수보다도 변위확대부에 주로 기인하는 공진주파수의 쪽이 높은 구성을 가짐으로써, 변위는 확대되고, 그 결과안정되고, 또한 인가한 교류신호와 변위확대부선단부와의 시간차가 일정한 주파수영역을 더욱 넓게 확보할 수 있다.

통상의 공진을 이용한 유니모르프형작동기는 변위가 구동주파수에 의해 대폭적인 변화를 표시한다. 이것을 안정적으로 할 목적에서, 공진주파수보다 5%정도 떨어진 주파수에 있어서 구동한 경우, 마찬가지의 변위를 얻기 위해서는 높은 전압을 필요로 했다. 이에 대해서, 본 실시예의 구성을 가진 압전작동기에 있어서, 심이 약 16㎜의 길이방향의 치수를 가지고, 변위확대부에 기인하는 공진주파수2가 약 100㎐, 압전체접착부에 기인하는 공진주파수1이 약 85㎐로 하고,1과의 사이에서 구동한 경우 ±30V의 교류인가에 의해, 변위확대부선단부에 있어서, 1.1±0.05㎜의 변위를 약 6㎐의 구간에서 얻는 것이 가능하다.

마찬가지의 효과는 압전체접착부의 길이치수가 18㎜ 이하의 상태에 있어서, 변위확대부의 길이치수에 따라서2가 120㎐ 이하의 구성을 가진 압전작동기의 경우,2와1의 차가 거의2의 5∼25%의 사이에 있어서 얻어진다.과2와의 차가 5%이내여도 마찬가지의 효과는 얻을 수 있으나, 이 경우 구동을 행할 수 있는 주파수영역이 적어진다.

또 구동전압파형에 대해서 말하자면, 사인파보다도 더욱 직사각형적인 모양에 가까운 쪽에, 동일크기의 전압치에 대해서 변위량은 크다.

제 16 도는 상기 압전작동기의 구체형상의 일예를 표시한 모식도이다.

제 16 도에 있어서 (11)은 심, (12)는 압전체, (13)은 변위확대부, (14)는 센서대좌, (21)은 절곡부, (22)는 결합부이다.

또, 도면중의 a, b, c, d, e, ℓ은 각각 압전작동기의 각부의 치수를 표시하고, a는 결합부 (22)로부터 압전체(12)까지의 거리, b는 서로 평행하게 위치하고 있는 압전체접착부와 변위확대부(13)와의 거리, c는 변위확대부(13)의 길이방향치수, d는 절곡부(21)의 길이, e는 압전체(12)의 길이방향치수, ℓ은 압전작동기의 고정부로부터 선단부의 결합부 b까지의 거리이다.

상기 압전작동기는 그 구성부재의 재질과 각부 치수등에 의해서 그 공진주파수가 변화하고, 그때마다 구동특성도 변동한다. 따라서 그 조건을 적절하게 결정하는 것이, 목적의 특성을 얻기 위해서는 중요하다. 압전작동기를 초전형적외선센서의 초퍼로서 사용하는 경우에는, 높은 구동주파수에서는 센서로서의 감도저하에 이른다. 또 낮은 구동주파수에서 사용하는 경우에는 압전작동기의 공진주파수도 떨어뜨리지 않으면 안 되고, 이 경우 강성부족에 의해 외란으로부터의 영향을 받기 쉽게되고, 또 충격에 의해서 파괴하기 쉽게 된다. 이때문에 소정의 공진주파수의 범위이내에서 소정량이상의 변위를 얻을 필요가 있다.

심(11) 및 변위확대부(13), 결합부(22)의 재료로서 인청동이나 철계합금을 사용한 경우, a를 0㎜로부터 2.5㎜, b를 1.2㎜로부터 3㎜, c를 11㎜로부터 15㎜, d를 3.5㎜로부터 6㎜, e를 9㎜로부터 14㎜로 하고, 심(11)등의 두께 t를 0.03㎜로부터 0.8㎜, 압전체(12)의 두께 p를 0.05㎜로부터 0.12㎜, ℓ를 14㎜로부터 18㎜까지로 해서, 각각 조정을 행하면, 거의 60㎐로부터 140㎐의 구동주파수에 있어서, 구동전압 ±30V이내에서 변위 1.0㎜를 얻는 것이 가능하다. 압전작동기자체의 크기, 및 변위량의 관점으로부터, 특히 초전형적외선센서의 초퍼로서 사용하는 경우에는, 상기 조건에 있어서 최적화가 도모되고, 보다 소형이고 고감도의 초전형 적외선센서를 실현할 수 있다.

보다 구체적인 예로서는, 심(11)등의 재료로서 t가 0.05㎜, 폭 w가 1.0㎜로부터 2.2㎜의 32Ni-5Co-Fe를 사용하고, a를 0으로부터 2㎜, b를 1.8㎜로부터 2.8㎜, c를 12.5㎜로부터 14㎜, d를 3.8㎜로부터 4.8㎜, e를 10㎜로부터 13㎜, p를 0.05㎜로부터 0.12㎜, ℓ을 14.5㎜로부터 16.5㎜까지로 한 경우, 거의 70㎐로부터 110㎐의 사이의 구동주파수에 있어서, 상기한 특성과 동등한 초전영적외선센서를 얻을 수 있다. 32Ni-5Co-Fe는 일반적으로 슈퍼인바라고 불리고, 저열팽창률재료로서 알려져 있다. 압전체는 통상의 금속보다 훨씬 낮은 열팽창률을 가지고, 맞붙임에 있어서 이차가 큰 경우에 주위의 온도변화에 휘어짐이 발생한다. 슈퍼인바는 이 현상을 극력 억제할 수 있고, 따라서 초전형 적외선센서용 초퍼로서 사용한 경우, 초퍼의 변위위치의 온도의존성에 의한, 센서출력의 온도의존성을 경감할 수 있다. 또한 슈퍼인바는 다른 철계의 재료보다도 비교적 구부림성이 좋고, 본 실시예에 있는 압전작동기의 심의 형성에 적합하다. 또, 본 실시예에 볼 수 있는 압전작동기의 구조재로서 다른 재료와 비교한 경우, 슈퍼인바는 구리계의 재료와, 일반 스테인레스등의 철계재료와의 사이의 성질을 가지고, 즉 양 재료의 사이의 공진주파수를 가진다. 또 슈퍼인바는 일반 철계의 재료에 비해서 유연하기 때문에 변위를 얻기 쉽고, 또한 구리계의 재료보다도 강성을 가지므로 외란에 대해서 강하고, 따라서 초전형적외선센서용 초퍼의 구성재료로서 매우 적합하다.

제 17 도는 본 실시예의 압전작동기에 있어서의 동일한 압전작동기의 고정단부로부터 결합부 선단부까지의 길이를 변화시킨 경우의 변위확대부선단부의 변위량과, 구동주파수의 관계의 일예를 표시한 특성도이다.

제 17 도에 있어서, ℓ-1, ℓ-2, ℓ-3은 각각 압전작동기의 고정단부로부터 결합부 선단부까지의 소정의 길이를 표시하고, ℓ-3, ℓ-2, ℓ-1의 순서로 긴 것으로 한다. 각각의 길이에서이 변위와 구동주파수의 관계는, 소정의 구동주파수에 있어서 변위량이 최저치를 표시하고, 그 보다도 높은 구동주파수 또는 낮은 구동주파수를 향해서 변위량이 증대하고 있다. 즉, 낮은 구동주파수쪽은 압전제접착부의 진동에 기인하는 공진주파수1에 가까워지고, 높은 쪽의 구동주파수는 변위 확대부의 진동에 기인하는 공진주파수2에 접근한다. 양쪽의 공진에 있어서의 변위량은 동일하지는 않고,2쪽의 변위량의 쪽이 크다. 압전작동기의 길이를 ℓ-1로부터 ℓ-2, ℓ-3으로 변화시키면,1은 서서히 낮은 값으로 이동하나,2는1보다도 그 이등량이 작다. 이에 따라서 안정영역의 변위량은 양공진이 멀어진 영향에 의해서 감소하나,2의 값 및 그 근처의 변위량은 보다 감소폭이 작다. 따라서, ℓ-1, ℓ-2, ℓ-3의 각각의 특성이 서로 교차되는 구동주파수는 거의 매우 근접하고, 또한 변위량도 가까운 값을 취한다. 즉, 이 구동주파수에 의해서 압전작동기의 구동을 행하면, 장착오차가 ℓ-1로부터 ℓ-3의 사이이면 거의 동일한 변위량을 얻을 수 있다. 또 말하자면, 어떤 길이에 있어서의 안정영역의 변위량에 대하여, 보다 긴 형상을 가진 압전작동기는 거의 동일정도의 변위를 발생시킨다. 이 경우의 구동은, 압전작동기의 안정영역 및 안정영역 보다 더욱 높은 주파수에 있어서의 구동이 된다. 여기서, ℓ-1보다도 짧은 치수로 하고, 안정영역에 있어서 변위량이 최저가 되는 구동주파수보다도 낮은 주파수에서의 구동도 가능하나, 그러나, 이 경우에는 압전체접착부에 기인하는 공진이 주체를 차지하게 되고, 심과 압전체와의 접착증이나, 압전체 자체에 작용하는 변형이 증가하고, 따라서 신뢰성면에 바람직하지 않다. 반대로 변위확대부의 공진에 의해 접근시킴으로써, 상기한 영향은 경감되고, 따라서 신뢰성은 보다 탄성금속체의 강도에 의존하는 경향이 된다. 그 결과 변위확대부의 변위량에 대한 강도를 확보하고, 변위의 안정영역의 근처 및 보다 높은 주파수에 있어서 구동함으로써, 보다높은 신뢰성을 가지고, 또한 안정적인 변위에서이 구동을 얻을 수 있다. 구체적으로 슈퍼인바를 사용한 상기한 압전작동기에 있어서, ℓ이 16㎜이고 구동주파수 85㎐에 있어서, 변위량이 1.2㎜ 얻어지고 있는 경우, ℓ이 16.5㎜가 되어도 1.1㎜정도의 변위량을 확보할 수 있다. 따라서, 상기의 구성 및 구동방법을 사용함으로써, 압전작동기의 장착이 용이하고, 또한 안정된 특성을 얻을 수 있고, 또 신뢰성도 향상한다. 단, ℓ은 어떤 값에서 최대가 되고, 그보다도 짧아지면 변위는 감소경향을 보이기 때문에, 이점은 주의를 요한다.

이것은 본 실시예의 형상의 압전작동기 뿐만 아니라, 마찬가지의 구성 및 구동방법을 가진 압전작동기에 있어서 마찬가지의 경향을 보이는 것은, 용이하게 상상할 수 있다.

제 18 도(a), 제 18 도(b)는 본 실시예의 압전작동기에 있어서의 동일한 압전 작동기에 있어서 일부의 굴곡각도를 변화시킨 경우의, 변위확대도선단부의 변위량과, 구동주파수의 관계의 일예를 표시한 모식도 및 특성도이다.

제 18 도(a)에 있어서, (11)은 섬, (12)는 압전체, (13)은 변위확대부, (14)는 센서대좌, (21)은 절곡부, (22)의 결합부이다.

제 18 도(a)에 있어서의 압전작동기의 구성은 상기한 탄성금속체의 절곡에 의해 구성되는 것과 마찬가지이고, 심(11)과 결합부(22)가 이루는 각을 α, 결합부(22)와 변위확대부(13)가 이루는 각을 β, 변위확대부(13)아 절곡부(21)가 이루는 각을 γ라고 한다. α, β, γ는 각각 본 실시예에 있어서는 거의 90°를 이루고, 이 값은 가공시의 절곡오차나, 또는 센서등과 조합해서 유닛화하는 경우이 구성상의 사정 등에 따라서, 의도적으로 여러가지의 각도를 이룬다.

이들 각도의 변화는 동일한 치수형상을 가진 압전작동기에 있어서, 여러가지의 특성변화를 일으키고, 각도를 임의로 설정하는 경우에는 이 점에 유의할 필요가 있다. 예를들면 α에 대해서 착목하면, 제 18 도(b)와 같이 특성이 변화한다.

제 18 도(b)에 있어서, α-1, α-2, α-3은 각각 어떤 α의 값을 표시하고, α-1을 90°로 하고, α-2를 90°보다도 작게하고, α-3을 90°보다도 크게 한다. 이때, 심(11)과 변위확대부(13)는 항상 평행하고 또한, 고정부로부터 선단부까지의 길이, 변위확대부(13)나 절곡부(21), 결합부(22), 압전체(12)등이 각도 이외의 구성부재의 치수는 전부 동일하게 한다. 제 18 도(b)는 이 경우에 있어서의 각 α에서의 변위확대부선단부의 변위 및 구동주파수의 관계를 표시하고 있다. 각각의 변위는 상기와 마찬가지로 안정영역을 가지고, 구동주파수가 여기로부터 멀어짐에 따라서 변위가 양 공진점까지 확대한다. 각 변위를 비교하면, 가장 큰 변위를 가진 α값은 α-1이고, 또 α-1과 α-2의 차이에 대해서, α-1과 α-3의 차이의 쪽이 크다. 즉 α를 90°이상으로 하기 보다 90°이하로 하는 편이 변위특성의 감소를 작게 할 수 있고, 또 90°의 설계치에 대해서, 절곡의 오차를 90°보다도 작게 되는 방향으로 하면, 고체간의 특성불균일을 경감할 수 있다. 구체예로서는, 본 실시예의 슈퍼인바를 사용해서 구성한 압전작동기에 있어서, α가 90°일때 변위량 1.1㎜였던데 대해서 80°에서는 1.05㎜, 100°에서는 0.95㎜정도이다.

또, 마찬가지로 β에 대해서는, β가 90°일때의 공진주파수에 대해서, β의 불균일에 대해서 공진주파수의 불균일폭이 가장 작은 값은 90°근처이고, β가 90°이상인 쪽이 90°이하에 대해서 공진주파수의 변동폭이 작다. 따라서 변위확대부와 결합부와의 이루는 각을 둔각으로 하므로써, 공진주파수의 불균일을 억제하고, 고체간의 특성을 안정화할 수 있다. 이에 더하여, 변위확대부와 결합부가 이루는 각을 둔각으로 하므로써, 변위확대부선단부와 심과의 상대거리가 증가하고, 양자의 접촉을 피할 수 있기 때문에, 보다 큰 변위량을 얻는 것이 가능하게 된다.

그런데, 상기에 있어서 본 실시예의 압전작동기의 공진은, 변위확대부의 진동에 기인하는 공진 및 압전체접착부에 기인하는 공진으로 했으나, 구동중에 있어서 양자의 진동은 서로 완전히 독립은 아니고, 한쪽이 크게 진동하고 있는 경우에 있어서도 다른 쪽은 미소한 진동을 가지고 있고, 따라서 변위확대부에 있어서 얻어지는 변위량은 이들이 진동을 복합한 것이다. 또 더욱 폭넓은 관점에서 보면, 구조에 따라서는 이 2개이외의 공진이 여진될 경우, 예를들면 변위학대부의 선단부의 절곡부에 있어서 공진이 발생하는 경우나, 그밖의 구동에 사용하지 않는 공진이 구동주파수근처에 있어서 여진되는 경우 등 여러가지 경우가 있다.

그러나 실제로 사용하는 주파수와의 거리가 충분히 떨어져 있거나, 사용하는 주파수내에 있어서 불필요한 공진이 발생한 경우에 있어서도, 그 규모가 작은 것이면 전혀 지장은 없고, 본 실시예와 마찬가지의 구동을 행할 수 있다.

이상과 같이 상기 본 실시예의 구성의 압전작도기로 하므로써, 공진을 이용한 구동이 보다 저전압에서 안정되게 행할 수 있고, 구동 및 조립, 부재의 가공이 용이하게 된다. 또 절곡된 구성에 의해 전체의 길이치수가 소형화하고, 이 구성의 압전작동기를 초전형적외선센서의 초퍼로서 사용함으로써, 센서전체의 소형화를 도모할 수 있다. 또 압전작동기를 적외선검출부와 동일한 대좌에의 고정을 행함으로써, 간편하게 적외선검출부와의 일체화가 도모되고, 이에 더하여 적외선검출부의 근처를 개폐할 수 있으므로, 개폐의 면적을 적게할 수 있어 초퍼의 부담을 경감할 수 있다. 또, 저전압에서의 구동에 의해, 압전체로부터의 노이즈의 적외선검출부에이 영향을 저감할 수 있다.

본 실시예의 압전작동기는 종래의 공진방식에 비해서 공진주파수근처에서의 진동이 안정되고, 또, 낮은 전압에서 구동할 수 있기 때문에, 제조시에 여러가지 불균일이 있어도, 그것을 흡수할 수 렝

또한 본 실시예에 있어서는, 압전체접착부로서 압전체를 심의 한쪽면에만 접착한 유니모르프형 소자를 사용했으나, 양면에 접착한 바이모르프형소자를 사용해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 것은 말할 나위도 없다. 또, 구성에 따라서는 심과 압전체를 동시에 고정해도 된다. 또, 본 실시예에서 압전체를 접착한 면과 반대의 면에만 압전체를 접착해도, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 것은 말할 나위도 없다.

[실시예 2]

제 4 도는 본 발명의 제 2 실시예에 있어서의 유니모르프형 압전작동기를 사용한 초전형적외선센서용 초퍼의 일예를 표시한 사시도이다.

제 4 도에 있어서, (41)은 심, (42)은 압전체, (43)은 변위확대부, (44)는 센서대자, (45)는 고정구, (46a)(46b)는 고정용나사, (47)은 심용배선, (48)은 압전체용배선, (49)는 적외선검출부, (50)은 적외선, (51)은 절곡부, (52)는 결합부재이다. 심(41) 및 변위확대부(43)는 각각 별도부재의 탄성체평판으로 이루어지고, 양자의 일단부에 있어서 각각 결합부재(52)를 개재해서 결합되어 있다. 심(41)과 변위확대부(43)는 서로 상기 결합부로부터 평행하게, 동일방향으로 길이치수를 가진 구성으로 되어 있다.

그밖의 구성은 제 1 도에 표시한 실시예 1과 마찬가지이고, 그 효과도 실시예 1과 마찬가지이다. 이에 더하여, 심(41)가 변위확대부(43)를 별개의 부재에 의해 구성하고, 결합부재를 개재해서 결합함으로써, 심과 변위학대부의 재질이나 치수를 각각 임의로 선택할 수 있기 때문에, 공진주파수이 설정, 변위 및 강도의 면에서 보다 폭넓은 설계가 가능하게 된다. 또 조립에 있어서, 압전체의 접착이 용이하고, 절곡에 의한 형성보다도 결합부의 응력집중을 완화할 수 있다. 이에 더하여, 변위확대부에 기인하는 공진주파수2보다도 용이하게 낮은 값으로 설정할 수 있고, 길이치수의 소형화, 안정구동에 기여한다.

또, 이때, 결합부재를 압전체접착부에 접착되어 있는 압전체의 길이방향을 따라서, 압전체의 접착범위내에 일부(52a)가 위치하는 구성으로 하므로써, 압전체 접착부선단부의 압전체접착범위외에 위치시키기 보다도, 압전체와 심의 사이의 접착층에의 응력을 완화할 수 있고, 따라서 압전체의 벗겨짐을 방지할 수 있다.

[실시예 3]

제 5 도는 본 발명의 제 3 실시예에 있어서의 유미모르프형 압전작동기를 사용한 초전형적외선센서용 초퍼의 일예를 표시한 사시도이다.

제 5 도에 있어서, (61)은 심, (62)는 압전체, (63)은 변위학대부, (64)는 센서대좌, (65)는 고정구, (66a)(66b)는 고정용나사, (67)은 심용배선, (68)은 압전체용배선, (69)는 적외선검출부, (70)은 적외선, (71)은 적외선을 차단하는 절곡부이다. 심(61) 및 변위확대부(63)는 동일한 탄성체평판으로 일체로 구성되고, 양자의 사이는 절곡에 의해 예각(72)이 형성되어 있다.

그밖의 구성은 제 1 도에 표시한 실시예 1과 마찬가지이고, 그 효과도 실시예 1과 마찬가지이다. 이에 더하여, 심과 변위확대부를 예각을 이루는 형상으로 했으므로 보다 적은 부품수 및 가공에 의해서 구성이 가능하고, 또, 예각으로 절곡된 부분(72)이 적외선의 입사광로로부터 먼곳에 있기 때문에, 압전체결합부의 운동이 적외선검출부에의 적외선의 입사를 방해한다는 문제를 방지할 수 있다. 또, 동일형상의 변위화대부에 있어서도, 각도에 따라서 특히 압전체접착부의 진동에 기인하는 공진주파수1을 변화시킬 수 있다. 각도의 큰 경우, 압전체 접착부의 진동에 기인하는 공진주파수는 저하한다. 높은 주파수에서 구동을 행하는 경우에는 각도는 작은 쪽이 바람직하고, 50㎐이상에서의 구동의 경우, 45°이내로 예각으로 절곡하는 것이 바람직하고, 그 경우 효과가 현저하다.

[실시예 4]

제 6 도는 본 발명의 제 4 실시예에 있어서의 유니모르프형 압전작동기를 사용한 초전형적외선센서용 초퍼의 일예를 표시한 사시도이다.

제 6 도에 있어서, (81)은 심, (82)는 압전체, (83)은 변위확대부, (84)는 센서대좌, (85)는 고정구, (86a)(86b)는 고정용나사, (87)은 심용배선, (88)은 압전체용배선, (89)는 적외선검출부, (90)은 적외선, (91)은 적곡부이다. 심(81) 및 변위확대부(83)는 동일한 탄성체평난으로 일체적으로 구성되고, 양자의 사이의 결합부(92)는 초퍼로서 개폐하는 거리의 1/4이상의 곡률반경을 가지고 있다.

그밖의 구성은 제 1 도에 표시한 실시예 1과 마찬가지이고, 그 효과도 실시예 1과 마찬가지이다. 이에 더하여 심과 변위확대부의 결합부(92)에 적당한 곡률을 가지게 하므로써, 결합부에의 응력집중을 완화하고, 기계적신뢰성이 향상한다. 또 곡률반경을 적어도 초퍼의 개폐거리의 1/4 이상으로 하므로써, 심과 변위확대부가 평행한 구성을 가진 경우, 양자가 구동중에 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 이 구성은 상기한 심과 변위학대부를 일체로 구성하고, 또한 예각을 이루는 구성으로 하는 경우와 병용할 수 있다.

[실시예 5]

제 7 도는 본 발명의 제 5 실시예에 있어서의 유니모르프형 압전작동기를 사용한 초전형적외선센서용 초퍼의 일예를 표시한 사시도이다.

제 7 도에 있어서, (101)은 심, (102)는 압전체, (1030은 변위학대부, (104)는 센서대좌, (105)는 고정구, (106a)(106b)는 고정용나사, (107)은 심용배선, (108)은 압전체용 배선, (109)는 적외선검출부, (110)은 적외선, (111)은 절곡부, (112)는 분동이다. 탄성체평판을 ㄷ자형상으로 절곡함으로써, 심(101)과 변위확대부(103)는 일체적으로 형성되고, 또한 결합부보다 심(101) 및 변위확대부(103)는 서로 평행, 및 동일방향으로 길이치수를 가진 구성이 되고 있다.

또 심(101)의 상기 결합부근처의 변위확대부(1030와 상대하는 방향과 반대의 면에 분동(112)이 장착되어 있다.

그밖의 구성은 제 1 도에 표시한 실시예 1과 마찬가지이고, 그 효과도 실시예 1과 마찬가지이다. 이에 더하여, 압전체접착부의 가동부선단부근처에 분동을 배치함으로써, 압전체접착부의 진동에 기인하는 공진주파수1을 주로 저하시키고, 변위확대부의 진동에 기인하는 공진주파수2보다도 용이하게 낮은 공진주파수로서 설정할 수 있고, 따라서 용이하게 안정된 구동을 얻을 수 있다. 또, 분동을 설치해서 공진주파수를 저하함으로써, 분동을 설치하지 않고 길이치수에 있어서 공진주파수를 조정한 경웨 비해서, 전체의 형상을 소형화할 수 있다.

또한, 분동의 장착위치는 선단부근처가 아니어도 되나, 동일한 분동에 있어서는, 선단부에 가까울수록 공진주파수에 미치는 영향이 크다. 또, 본 실시예에 있어서는 분동을 압전체접착면과 동일면에 장착했으나, 이에 대신해서, 이것과 반대의 면에 장착한 경우에도, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 것은 말할 나위도 없다. 이 경우, 분동을 압전체의 길이방향을 따라서, 압전체접착의 범위내에 일부 또는 전부가 위치하도록 장착하면, 분동을 장착함에 따른 심과 압전체와의 접착중에의 응력부담을 경감할 수 있고, 압전체의 벗겨짐을 방지할 수 있다.

[실시예 6]

제 8 도는 본 발명의 제 6 실시예에 있어서이 유니모르프형 압전작동기를 사용한 초전형적외선센서용 초퍼의 일예를 표시한 사시도이다.

제 8 도에 있어서, (121)은 심, (122)는 압전체, (123)은 변위확대부, (124)는 센서대좌, (125)는 고정구, (126a)(126b)는 고정용나사, (127)은 심용배선, (128)은 압전체용배선, (129)는 적외선검출부, (130)은 적외선, (131)은 절곡부, (132)는 잘린부분이다. 탄성체평판을 ㄷ자형상으로 절곡함으로써, 심(121)과 변위확대부(123)는 일체적으로 형성되고, 또한 결합부보다 심(121) 및 변위확대부(123)는 서로 평행, 및 동일방향으로 길이치수를 가진 구성이 되고 있다. 또한 심(121)은 다른 한쪽단부의, 센서대좌(124)와 고정구(125)에 의해서 끼워지는 부분에 있어서, 잘린부분(132)을 가지고, 폭이 좁게 되어 있다.

그밖의 구성은 제 1 도에 표시한 실시예 1과 마찬가지이고, 그 효과도 실시예 1과 마찬가지이다. 이에 더하여, 압전체접착부의 고정부 또는, 압전체접착부의 가동부에 있어서의 고정부근처에 폭방향으로 잘린부분을 가진 구조로 하므로써, 압전체접착부의 진동에 기인하는 공진주파수1을 주로 저하시키고, 변위확대부의 진동에 기인하는 공진주파수2보다도 용이하게 낮은 공진주파수로서 설정할 수 있고, 따라서 용이하게 안정된 구동을 얻을 수 있고, 길이치수의 소형화에도 기여한다.

[실시예 7]

제 9 도는 본 발명의 제 7 실시예에 있어서의 유니모르프형 압전작동기를 사용한 초전형적외선센서용 초퍼의 일예를 표시한 사시도이다.

제 9 도에 있어서, (141)은 심, (142)은 압전체, (143)은 변위확대부, (144)는 센서대좌, (145)는 고정구, (146a)(146b)는 고정용나사, (147)은 심용배선, (148)은 압전체용배선, (149)는 적외선검출부, (150)은 적외선, (151)은 절곡부, (152)는 구멍가공부이다.

탄성체평판을 ㄷ자형상으로 절곡함으로써, 심(141)가 변위확대부(143)는 일체적으로 형성되고, 또한 결합부보다 심(141) 및 변위확대부(143)는 서로 평행, 및 동일방향으로 길이치수를 가진 구성이 되고 있다. 또한 심(141)은 다른 한쪽 단부의, 센서대좌(144)와 고정구(145)에 의해서 끼워지는 부분에 있어서, 구멍가공부(152)을 가지고 있다.

그밖의 구성은 제 1 도에 표시한 실시예 1과 마찬가지이고, 그 효과도 실시예 1과 마찬가지이다. 이에 더하여, 압전체접착부의 고정부 또는, 압전체접착부의 가동부에 있어서이 고정부근처에 구멍가공부를 가진 구조로 하므로써, 압전체접착부의 진동에 기인하는 공진주파수1을 주로 저하시키고, 변위확대부의 진동에 기인하는 공진주파수2보다도 용이하게 낮은 공진주파수로서 설정할 수 있고, 따라서 용이하게 안정된 구동을 얻을 수 있고, 또, 길이치수의 소형화에도 기여한다.

또, 잘린부분등에 의해 폭방향으로 치수를 축소한 형상에 비해서 비틀림응력에 대해서 안정되고, 길이방향을 축으로 하는 회전진동모드의 발생에 대해서 강하고, 따라서 기계적 신뢰성이 향상한다. 또한, 마찬가지의 구멍가공 및, 실시예 7 에서 설명한 잘린부분은 변위확대부에도 형성할 수 있는 것은 말할 나위도 없고, 이 경우 압전체 접착부와 가동부를 소형화한 경우의 공진주파수의 증가에 대해서, 각각 소정의 공진주파수를 용이하게 얻기 위한 수단이 된다.

[실시예 8]

제 10 도는 본 발명의 제 8 실시예에 있어서의 유니모르프형 압전작동기를 사용한 초전형적외선센서용 초퍼의 일예를 표시한 사시도이다.

제 10 도에 있어서, (161)은 심, (162)는 압전체, (163)은 변위확대부, (164)는 센서대좌, (165)는 고정구, (166a)(166b)는 고정용나사, (167)은 심용배선, (168)은 압전체용배선, (169)는 적외선검출부, (170)은 적외선, (171)은 절곡부이다. 탄성체평판을 ㄷ자형상으로 절곡함으로써, 심(161)과 변위확대부(163)는 일체적으로 형성되고, 또한 결합부(172)보다 심(161) 및 변위확대부(163)는 서로 동일방향으로 길이치수를 가진 구성이 되고 있다. 또 심(161)은 상기 결합부(172)로부터 고정단부를 향해서 폭이 좁게 되어 있다. 또 변위확대부(163)도 마찬가지로 결합부(172)로부터 다른 한쪽 단부를 향해서 폭이 좁아지고 있다.

심(161)표면에는 심(161)의 외형을 따른 형상을 가진 압전체(162)가 접착되어 있다.

그밖의 구성은 제 1 도에 표시한 실시예 1과 마찬가지이고, 그 효과도 실시예 1과 마찬가지이다. 이에 더하여, 압전체접착부의 가동부이 외형을 변위확대부와의 결합부로부터 고정부를 향해서 좁게해감으로써, 압전체접착부의 진동에 기인하는 공진주파수1은 외형치수가 일정폭일 경우에 비해서, 낮은 값이 된다. 반대로 변위확대부에 있어서, 결합부로부터 다른 한쪽단부를 향해서 외형치수를 좁게 해감으로써, 변위확대부의 진동에 기인하는 공진주파수2는 외형치수가 일정폭일 경우에 비해서 높은 값이 된다. 따라서 변위확대부에 기인하는 공진주파수2를 압전체접착부에 기인하는 공진주파수1보다도 용이하게 높게 설정할 수 있기 때문에, 구동의 안정화와, 외형에 변화가 없는 경우에 비해서 길이치수의 소형화를 도모할 수 있다. 또 본 실시예에 있어서는 압전체접착부와 변위확대부의 양쪽에 외형의 변화를 초래했으나, 이에 대신해서 어느 한쪽에 변화를 초래한 구성에 있어서도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 것은 말할 나위도 없다.

[실시예 9]

제 11 도는 본 발명의 제 9 실시예에 있어서의 유니모르프형 압전작동기를 사용한 초전형적외선센서용 초퍼의 일예를 표시한 사시도이다.

제 11 도에 있어서, (181)은 심, (182)는 압전체, (183)은 변위확대부, (184)는 센서대좌, (185)는 고정구, (186a)(186b)는 고정용나사, (187)은 심용배선, (188)은 압전체용배선, (189)는 적외선검출부, (190)은 적외선, (191)은 절곡부이다. 탄성체평판을 ㄷ자형상으로 절곡함으로써, 심(181)과 변위확대부(183)는 일체적으로 형성되고, 또한 결합부보다 심(181) 및 변위확대부(183)는 서로 동일방향으로 길이치수를 가진 구성이 되고 있다. 또 변위확대부(183)는 심(181)과의 결합부와 반대쪽의 일단부의 근처에 있어서 구멍가공부(192)를 가지고 있다.

그밖의 구성은 제 1 도에 표시한 실시예 1과 마찬가지이고, 그 효과도 실시예 1과 마찬가지이다. 이에 더하여, 변위확대부의 절곡부근처에 있어서 구멍가공부를 가짐으로써, 변위확대부(183)의 진동에 기인하는 공진주파수2는 보다 높은 값을 용이하게 확보할 수 있고, 그 결과 변위의 안정화와, 구멍가공부를 형성하지 않고 동일한 공진주파수를 얻는 경우에 비해서의 전체영상의 소형화에 기여한다. 또, 구멍가공부는 절곡부근처가 아니어도 효과는 얻을 수 있으나, 압전체접착과의 결합부로부터 거리가 떨어져 있을 수록 그 효과는 커진다.

또한, 실시예 5로부터 9까지에 설명한 구성을 복합시킨 구동도 가능하고, 그 구성에 의해, 이상에서 설명한 효과는 한층 큰 것이 된다.

[실시예 10]

제 12 도는 본 발명의 제 10 실시예에 있어서의 유니모르프형 압전작동기를 사용한 초전형적외선센서용 초퍼의 일예를 표시한 사시도이다.

제 12 도에 있어서, (231)은 심, (232)는 압전체, (233)은 변위확대부, (234)는 센서대좌, (235a)(235b)는 고정구, (237)은 심용배선, (238)은 압전체용배선, (239)는 적외선검출부, (240)은 적외선, (241)은 절곡부이다.

인청동이나 스테인레스합금등의 탄어체평판을 ㄷ자형상으로 절곡함으로써, 심(231)과 변위확대부(233)는 일체적으로 형성되고, 또한, 결합부보다 심(231) 및 변위확대부(233)는 서로 평행, 및 동일방향으로 길이치수를 가진 구성이되고 있다. 또 변위확대부(233)에 있어서, 결합부와 반대의 선단부는 직각으로, 또한 심(231)과는 반대쪽으로 절곡부(241)가 형성되고 있다. 심(231)표면에 있어서 압전체(232)가 접착되고 압전체접착부(유니모르형 소자)를 형성하고 있다. 심(231)은 변위확대부(233)와의 결합부(242)의 반대쪽의 단부근처에 있어서 고정구(235a)(235b)에 의해서 끼워져서 고정된다. 센서대좌(234) 및 고정구(235a)(235b)는 센서의 외주를 덮는 강체상자등의 내면에 장착되고, 절곡부(241)는 센서대좌(234)상에 배치된 적외선검출부(239)의 근처에 위치하고, 또, 변위확대부(233)는 절곡부(241)로부터, 적외선검출부(239)에 입사하는 적외선(240)의 진행방향쪽에 길이방향이 뻗은 구성을 가진다.

그밖의 구성은 제 1 도에 표시한 실시예 1과 마찬가지이고, 그 효과도 실시예 1과 마찬가지이다. 이에 더하여, 절곡부로부터 뻗은 변위확대부의 길이방향을, 입사하는 적외선의 진행방향과 동일방향으로 (평행하게)취하는 구성으로 하므로써, 적외선검출부를 압전체접착부와 변위확대부의 결합부보다도 적외선(240)에 가깝게 위치시킬 수 있고, 초포로서의 구동시, 절곡부의 진동과 동시에 발생하는 결합부(242)의 진동에 의한 적외선(240)의 진행의 방해를 방지할 수 있고, 보다 안정된 적외선검출을 행할 수 있다. 또, 동구성으로 하므로써 변위확대부의 길이방향과 맞포개서 적외선검출부나 센서대좌를 배치할 수 있기 때문에, 체적을 유효활용할 수 있고, 따라서 센서전체의 치수를 소형화할 수 있다. 이 구성은, 실시예 1로부터 9의 특징을 가진 어느 초퍼에 있어서도 마찬가지로 행할 수 있고, 또한 마찬가지의 효과를 가진다.

제 19 도, 제 20 도(a), (b)는 본 발명의 제 10 실시예에 있어서의, 유니모르프형 압전작동기를 초퍼로서 사용한 초전형적외선센서의 일예를 표시한 모식도 및 구동 파형도, 구동특성도이다.

제 19 도에 있어서, (251)은 심, (252)는 압전체, (253)은 변위확대부, (254)는 고정부, (255)는 절곡부 a, (256)은 결합부, (257)은 절곡부 b, (258)은 온도검출기, (259)는 적외선검출부이다.

심(251), 압전체(252), 변위학대부(253), 고정부(254), 절곡a(255), 결합부(256)에 의해서 상기 실시예 10과 마찬가지로 압전작동기가 구성되고, 또, 그 공진주파수나 구동에 사용하는 주파수에 관해서도 마찬가지이다. 적외선검출부(259)는 적외선을 검출하는 소자부가 원통형의 깡통이나 적외선을 투과하는 창부재에 봉입됨으로써 구성되어 있고, 절곡부a(255)의 근처에 있어서 장착되고, 절곡부a(255)의 움직임에 의해서 입사하는 적외선을 단속해서 초퍼로서의 기능을 다한다. 초전형적외선센서는 적외선입사에 의한 온도변화에 기인하는 센서이고, 즉 초퍼와 검출부만으로 온도차를 검출하고, 출력하는 것은 가능하나, 측정물의 실제온도의 값을 알 수는 없다. 그래서 실제온도의 값을 알기 위하여, 더미스터등의 온도 검출기(258)가 사용된다. 온도검출기(258)는 통상 초퍼의 근처에 장착되어 초퍼자체의 온도를 측정한다. 검출부에 나타나는 온도변화는 초퍼와 측정물의 온도차에 의한 것이고, 초퍼자체의 온도를 기준으로 함으로써, 측정물의 실제온도를 알 수 있다.

초퍼를 구성하는 심(251)과 압전체(252)의 유니모르프형 맞붙임소자는, 통상온도 특성을 가지고, 즉 심(251)과 압전체(252)의 열팽창률의 차에 의해서 휘어짐을 발생한다. 즉 제 19 도의 초기상태로부터 초퍼주변의 온도를 상승시킨 경우, 초퍼인 압전작동기는 압전체(252)를 접착한 쪽과 반대쪽으로 휘어짐을 발생시키고, 결과로서 절곡구a(255)는 절곡부b(257)에 이동한다. 구동시의 변위위치도 거의 이 움직임에 좌우된다. 따라서 초퍼주변의 온도가 변화했을 때 적외선의 개폐에 변화가 발생하고, 따라서 온도검지의 정밀도에 영향을 주고, 이것이 무시할 수 없는 레벨일 경우가 있다. 이에 대해서는 구동전압을 높여서 초퍼의 변위량을 온도특성의 영향이 없어질 때까지 증가시키는 방법에 의해, 휘어짐의 영향을 경감할 수 있다. 또 구동전압을 전체적으로 높이는 것이 아니고, 온도특성에 따라서 이동한 양을 보정하는 것만으로 전압을 변화시키면, 상기한 영향은 최소한으로 억제할 수 있다.

제 20 도(a), (b)는 초퍼인 맞붙임소자형 압전작동기의 온도특성을 보정하기 위하여, 구동전압파형을 변화시킨 경우의 일예를 표시한 특성도이다. 제 20 도(a)(b)에 있어서, 세로축은 구동전압치, 가로축은 시간을 표시하고 있다.

제 20 도(a)는 통상의 직사각형파구동의 파형이고, 정부에서 동등한 값의 전압치에서의 구동이고, 또한 1주기내의 시간은 정부에서 반반이다. 이에 대하여 제 20 도(b)는 정의 방향으로 바이어스를 인가해서 구동전압을 정부에서 비대칭으로 한 경우의 일예이다. 바이어스를 인가한 효과에 의해서 압전작동기는 항상 휘어짐을 발생시킨다. 즉, 이것을 이용하고, 온도특성에 의해서 발생한 휘어짐의 반대쪽에 휘어짐을 발생시키도록 구동전압을 조정하면, 양자의 휘어짐은 상쇄되어 원래의 위치에 있어서 변위를 행한다. 온도검지에 사용하는 초전형 적외선센서는 상기와 같이 초퍼의 온도검출수단을 가지고 있고, 이 측정온도를 이용하면, 온도특성에 의한 휘어짐의 경감을 효과적으로 행할 수 있다. 예를들면 어떤 온도에서의 선단부의 위치를 기준으로, 주위온도의 변화에 의한 선단부의 이동량을 미리 정보로서 얻고 있으면, 초퍼의 측정온도의 정보를 구동전압에 주어서 필요한 양만큼 바이어스를 인가하고, 초퍼의 휘어짐을 없앨 수 있다. 또, 바이어스를 인가하는 것이 아니라, 정부의 전압량의 비를 변화시킴으로써도, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 일예를 들면, 본 실시예 1기재의 슈퍼인바에 의한 압전작동기는 25℃로부터 60℃까지에서 휘어짐이 0.1㎜정도 발생하는 경우가 있다. 이것을 없애기 위하여, 휘어짐과 반대방향으로 변위하도록 10V의 바이어스를 인가하면, 거의 0.05㎜휘어짐을 경감할 수 있다. 또, 전체의 전압량 변화와, 구동전압의 비대칭을 동시에 실행함으로써, 보다 온도특성에 의한 휘어짐의 영향의 경감에 큰 효과를 얻을 수 있다. 특히 본 발명에 있어서의 압전작동기는 구동전압이 작고, 또한 변위적으로 안정되므로, 상기한 조정이 용이하다.

온도검지용 초전형적외선센서는 초퍼의 온도검출수단을 통상 가지기 때문에, 새롭게 이것을 부가할 필요는 없고, 상기한 초퍼구동방법을 사용함으로써, 보다 안정되게 적외선의 개폐를 행할 수 있기 때문에, 온도검지용 초전형 적외선센서의 정밀도가 향상한다.

이상과 같이 본 발명의 압전작동기는, 유니모르프형 또는 바이모르프형 등의 맞붙임 압전제접착부의 자유단부에 변위확대부를 접속하고, 또한 변위확대부의 선단부가 압전체부의 선단부보다도 고정부에 가까운 위치에 있는 구성이고, 압전체접착부의 진동에 기인하는 공진주파수와, 변위확대부의 진동에 기인하는 공진주파수를 근접시켜 진동시킴으로써, 전체의 길이방향의 치수를 축소할 수 있다. 또 이 압전작동기초퍼로서 사용한 초전형적외선센서는 그 전체의 소형화를 할 수 있다.

또 압전체접착부의 진동에 기인하는 공진주파수와, 변위확대부의 진동에 기인하는 공진주파수를 서로 근접시키고, 양자의 주파수의 사이의 주파수에 있어서 동압전작동기를 구동함으로써, 양방의 공진의 영향에 의해 변위확대부선단부의 변위가 확대된다. 동시에 양자의 공진주파수의 사이의 주파수에 있어서, 변위량이 비교적 안정된 영역이 존재하고, 이 영역을 구동에 사용함으로써, 낮은 전압에서 진동시킬 수 있다. 따라서 공진시의 변위의 불안정함고 경감하고, 안정된 변위특성을 얻을 수 있다.

또, 압전체접착부의 진동에 기인하는 공진주파수보다도 변위확대부의 진동에 기인하는 공진주파수의 쪽을 높은 값으로 설정함으로써, 보다 넓은 변위가 안정된다. 동시에 구동신호와 변위확대기구의 변위의 시간차를, 상기한 주파수영역내에 있어서 거의 일정하게 유지할 수 있는 영역이 확대되고, 따라서 구동신호와 변위출력간의 조정이 용이하게 된다.

이 압전작동기를 초전형 적외선센서의 초퍼로서 사용함으로써, 공진이용에 의한 변위확대와 따라서 초퍼전체의 형상이 축소된다. 동시에 변위량이 안정되고 있음으로써 초퍼로서의 개폐를 안정되게 행할 수 있고, 그리고 센서출력의 정밀도 향상을 도모할 수 있다. 또, 경시적으로 보아도 신뢰성이 증가한다.

이에 더하여, 압전작동기의 구성부재인 탄성금속체재료, 및 절곡가공의 치수를 최적화하였음으로써, 큰 변위량을 얻으면서, 초전형적외선센서용 초퍼와 같은 용도에 적합한 개폐주파수를 가지고, 또한 조립불균일에 대해서도 영향이 적고, 안정된 생산을 행할 수 있는 압전작동기를 제공할 수 있다. 또, 구동주파수를 변위의 안정영역의 근처 및, 안정영역보다도 높은 주파수로 하므로써, 고정위치에 변위량이 영향받기 어렵고, 또한 압전체접착부에 대해서 부하를 경감해서 구동을 행할 수 있다. 따라서 압전체의 갈라짐이나 벗겨짐을 방지할 수 있고, 보다 생산성, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또, 이에 더하여, 본 발명의 압전작동기를 구동하는 전압을, 초퍼온도에 따라서 변동시킴으로써, 온도에 따라서 영향을 받지 않는 온도검지용 초전형적외선센서를 실현할 수 있다. 또 본 발명이 압전작동기는 구동전압이 통상의 공진을 사용한 맞붙임소자형 압전작동기 보다도 낮고, 또한 변위가 안정되고, 따라서 상기한 조작이 매우 용이하다.

또, 압전체접착부의 고정부근처에 잘린부분이나 구멍을 형성하고, 또는 압전체 접착부의 선단부근처에 분동을 장착하고, 또 혹은 외형을 고정부에 근접시킴에 따라서 좁게 하므로써 압전체접착부의 진동에 기인하는 공진주파수를 주로 저하할 수 있다. 또한 변위확대부 선단부에 구멍가공을 행함으로써 변위확대부의 진동에 기인하는 공진주파수이 값을 올릴 수 있다. 이들 조치에 의해서 용이하게, 또한 보다 길이치수를 소형으로 해서, 압전체접착부의 진동에 기인하는 공진주파수보다도 변위확대부의 진동에 기인하는 공진주파수의 쪽을 높은 값으로 설정할 수 있고, 그결과 소형이고 고정밀도의 초전형적외선센서의 달성이 가능하게 된다.

Claims (23)

1. 평판형상의 탄성부재와, 상기 탄성부재의 한쪽면 또는 양면에 접착된 평탄형상의 압전체를 가진 맞붙임소자와, 상기 맞붙임소자의 일단부의 고정단부를 고정하는 고정부재로 구성되고, 상기 맞붙임소자는, 전계의 인가에 의해 굴곡운동을 행하고, 그리고, 고정되어 있지 않은 쪽의 일단부를 진동시키는 압전체접착부와, 상기 압전체접착부의 상기 고정되어 있지 않은 쪽의 일단부근처의 결합부에 있어서, 상기 탄성부재 또는 상기 압전체에 결합되고, 상기 결합부에 대해서 반대쪽의 선단부가 상기 결합부보다도 상기 고정단부에 가까운 위치에 있는 변위확대부를 가지고, 상기 고정단부로부터 상기 결합부까지의 압전접착부의 진동에 기인해서 발생하는 공진주파수1과, 상기 변위확대부의 진동에 기인해서 발생하는 공진주파수2와의 차를 근접시키고, 상기1과 상기2와의 사이의 주파수에 있어서 진동시키는 것을 특징으로 하는 압전작동기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기1과 상기2와의 차가, 상기1과 상기2중의 높은 주파수의 값의 20% 이내인 것을 특징으로 하는 압전작동기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 압전체접착부와 상기 변위확대부가 서로 단독인 별개이 부재로 구성되고, 상기 압전체접착부의 상기 일단부근처에 있어서, 상기 압전체 접착부와 상기 변위확대부가 직접 또는 다른 결합부재를 개재해서 결합되는 것을 특징으로 하는 압전작동기.
4. 제 1 항 ∼제 3 항에 있어서,

   상기2가 상기1보다도 높은 주파수인 것을 특인으로 하는 압전작동기.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 압전체접착부의 길이치수가 18㎜이하이고, 상기2가 120㎐이하이고, 상기1과 상기2와의 차가, 상기1과 상기2중의 높은 주파수의 값의 25% 이내인 것을 특징으로 하는 압전작동기.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 압전체접착부와 상기 변위확대부의 사이에 별개의 결합부재가 설치되고, 그 결합부재를 개재해서 상기 압전체접착부와 상기 변위확대부가 서로 결합되고, 상기 결합부재는, 상기 압전체접착부의 길이치수를 따라서, 상기 압전체접착부에 있어서 평판형상의 상기 탄성부재에 접착된 상기 압전체의 접착영역의 전체 또는 일부에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 압전작동기.
7. 제 1 항 ∼제 6 항에 있어서,

   적외선센서에 입사하는 적외선의 단속입사수단으로서 사용하는 것을 특징으로 하는 압전작동기.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 압전체접착부와 상기 변위확대부가, 서고 예각의 각도를 이루어 결합하고 있는 것을 특징으로 하는 압전작동기.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 압전체접착부와 상기 변위확대부가 서로 40°이내의 각도를 이루어 결합하고, 진동시키는 주파수가 50㎐이상인 것을 특징으로 하는 압전작동기.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 탄성부재가 원호형상으로 절곡되고, 상기 압전체접착부와 상기 변위확대부를 구성하는 것을 특징으로 하는 압전작동기.
11. 제 7 항에 있어서,

    상기 압전체접착부와 상기 변위확대부와의 사이의 상기 결합부에, 분동이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 압전작동기.
12. 제 7 항에 있어서,

    상기 압전체접착부의 상기 고정단부 또는 그 근처에 있어서, 평판형상의 상기 탄성부재에 잘린부분이 형성된 것을 특징으로 하는 압전작 동기.
13. 제 7 항에 있어서,

    상기 압전체접착부의 상기 고정단부 또는 그 근처에 있어서, 평판형상의 상기 탄성부재에 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 압전작동기.
14. 제 7 항에 있어서,

    상기 압전체접착부의 폭이, 상기 고정단부쪽으로부터 상기 변위확대부와의 상기 결합부쪽으로 감에 따라서 넓어지고, 상기 변위확대부의 폭이, 상기 변위확대부의 폭이, 상기 압전체접착부의 상기 결합부 쪽으로부터 상기 변위확대부의 상기 선단부에 감에 따라서 좁아지는 것을 특징으로 하는 압전작동기.
15. 제 7 항에 있어서,

    상기 변위확대부의 선단가동부근처에 있어서 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 압전작동기.
16. 제 7 항에 있어서,

    상기 적외선센서에 입사하는 상기 적외선의 진행방향과 평행한 방향에 있어서, 상기 변위확대부와 상기 압전체접착부와의 상기 결합부보다도, 상기 적외선을 검출하는 소자부가 상기 적외선의 입사방향에 대해서 앞쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 압전작동기.
17. 제 7 항에 있어서,

    상기 변위확대부는, 상기 압전체접착부의 선단부근처에 있어서, 상기 압전체를 접착한 상기 탄성부재의 「ㄷ」자형의 절곡에 의해서 형성되고, 상기 탄성부재는, 철 또는 구리를 주성분으로 하는 두께가 0.03㎜로부터 0.08㎜까지의 치수이고, 폭이 일정하고 1㎜로부터 3㎜의 금속재료이고, 상기 고정단부로부터 상기 압전체접착부를 거쳐 상기 선단부의 절곡에 의한 결합부까지의 치수가 14㎜로부터 18㎜의 치수이고, 상기 선단부와 상기 변위확대부와의 사이에 위치해서 그 양자를 결합하고 있는 상기 결합부의 상기 압전체접착부와 직각방향의 치수가 1.2㎜로부터 3㎜이고, 상기 변위확대부의 길이방향의 치수가 11㎨로부터 15㎜이고, 상기 변위확대부의 상기 결합부와 반대의 선단부에 위치하고, 절곡에 의해서 상기 변위확대부와 직각방향을 가진 부재의 상기 직각방향의 치수가 3.5㎜로부터 6㎜이고, 상기 탄성부재에 접착된 상기 압전체의 길이치수가 9㎜로부터 14㎜이고, 상기 압전체의 두께가 0.05㎜로부터 0.12㎜이고, 접착의 위치로부터 상기 결합부까지의 거리가 0㎜로부터 2.5㎜이고, 60㎐로부터 140㎐까지의 주파수로 구동하는 것을 특징으로 하는 압전작동기.
18. 제 7 항에 있어서,

    상기 탄성부재는, 두께가 약 0.05㎜이고, 폭치수가 1.2㎜로부터 2.2㎜의 32Ni-5Co-Fe합금이고, 상기 고정단부로부터 상기 압전체접착부를 거쳐 선단부의 상기 결합부까지의 치수가 14.5㎜로부터 16.5㎜이고, 상기 선단부와 상기 변위확대부와의 사이에 위치해서 양자를 결합하고 있는 상기 결합부의 상기 압전체접착부와 직각방향의 치수가 1.8㎜로부터 2.8㎜이고, 상기 변위확대부의 길이치수가 12.5㎜로부터 14㎜이고, 상기 변위확대부의 상기 결합부와 반대의 선단부에 위치하고, 절곡에 의해서 상기 변위확대부와 직각방향을 가진 부재의 상기 직각방향의 치수가 3.8㎜로부터 4.8㎜이고, 상기 탄성부재에 접착된 상기 압전체의 길이치수가 10로부터 13㎜이고, 상기 압전체의 두께가 0.05㎜로부터 0.12㎜이고, 접착의 위치로부터 상기 결합부까지의 거리가 0㎜로부터 2㎜이고, 70㎐로부터 100㎐까지의 주파수로 구동하는 것을 특징으로 하는 압전작동기.
19. 제 4 항에 있어서,

    상기 고정단부로부터 상기 결합부까지의 상기 압전체접착부의 진동에 기인해서 발생하는 상기 공진주파수1과, 상기 변위확대부의 진동에 기인해서 발생하는 상기 공진주파수2와의 사이의 주파수에 있어서의 최저의 변위량이 되는 주파수근처, 및 상기 주파수보다도 높은 주파수에 있어서 구동을 행하는 것을 특징으로 하는 압전작동기.
20. 제 4 항에 있어서,

    상기 압전체접착부의 선단부의 상기 탄성부재와 상기 변위확대부와의 사이에 위치해서 그 양자를 결합하고 있는 결합부재는, 상기 압전체접착부와 이루는 각도에 대해서 직각 또는 예각으로 위치하는 것을 특징으로 하는 압전작동기.
21. 제 4 항에 있어서,

    상기 압전체접착부의 선단부의 상기 탄성부재와 상기 변위확대부와의 사이에 위치해서 그 양자를 결합하고 있는 결합부재는, 상기 변위확대부와 이루는 각도에 대해서 직각 또는 예각으로 위치하는 것을 특징으로 하는 압전작동기.
22. 청구범위 제 4 항에 기재한 상기 압전작동기의 근처에 온도검출수단을 설치해서 구동되고, 그 온도검출수단에 의한 상기 압전작동기의 검출온도에 따라서, 상기 압전작동기에 인가하는 전압치를 변화시키는 것을 특징으로 하는 초전형적외선센서.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 압전작동기를 인가하는 상기 전압치 및 구동파형이 정과 부에 있어서 서로 비대칭으로 변화하는 것을 특징으로 하는 초전형적외선센서.