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压电致动器、超声波元件、超声波装置及电子设备的制作方法

2022-06-01 09:39:42 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及压电致动器、超声波元件、超声波探头、超声波装置及电子设备。


背景技术:

2.以往,如专利文献1所示,已知如下超声波传感器:包括形成有开口部的基板、以堵塞开口部的方式设置在基板上的振动板、以及包括层叠在振动板开口部的相反侧的第一电极、压电体层及第二电极的多个压电元件,并且在将第一电极、压电体层及第二电极层叠的方向上第一电极、压电体层及第二电极完全重叠的部分作为能动部时,在相邻的能动部之间设置有抑制振动板振动的抑制部和围绕开口部的分隔壁。
3.专利文献1:日本特开2015-188208号公报
4.在上述结构中,围绕开口部的分隔壁具有相同的形状和物理特性。因此,存在振动板的振动传递到分隔壁时分隔壁容易共振且出现由该分隔壁共振引起的不必要频率振动的问题。


技术实现要素:

5.压电致动器包括:基板,形成有开口部;振动板,以第一表面堵塞所述开口部的方式设置在所述基板上;压电元件,在所述振动板的与所述第一表面相反一侧的第二表面上与所述开口部对应地设置;抑制部,抑制所述振动板的振动;第一立壁,从所述第一表面向所述开口部延伸;以及第二立壁,在所述第一表面上从与所述第一立壁不同的位置向所述开口部延伸,所述压电元件从所述第二表面侧起依次层叠第一电极、压电体层、第二电极,在将所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极重叠的部分作为能动部时,从层叠方向俯视观察时,所述第一立壁和所述第二立壁设置成夹着所述能动部,所述第二立壁在宽度、高度、长度、物理特性中的至少一个方面不同于所述第一立壁。
6.超声波元件包括上述记载的压电致动器;用于所述压电致动器发送超声波的发送电路;以及用于所述压电致动器接收超声波的接收电路。
7.超声波探头包括上述记载的超声波元件和容纳所述超声波元件的壳体。
8.超声波装置包括上述记载的超声波元件和控制所述超声波元件的控制部。
9.电子设备包括上述记载的压电致动器。
附图说明
10.图1是示出实施方式1涉及的超声波测量装置的概略结构的立体图。
11.图2是示出实施方式1涉及的超声波测量装置的概略结构的框图。
12.图3是示出实施方式1涉及的压电致动器的概略结构的立体图。
13.图4是从基部侧观察实施方式1涉及的压电致动器的俯视图。
14.图5是从密封板侧观察实施方式1涉及的压电致动器的俯视图。
15.图6是图4中的a-a线的剖视图。
16.图7是图4中的b-b线的剖视图。
17.图8是从基部侧观察比较例涉及的压电致动器的俯视图。
18.图9是图8中的c-c线的剖视图。
19.图10是示出比较例涉及的压电致动器的频谱的图。
20.图11是示出实施方式1涉及的压电致动器的频谱的图。
21.图12是从基部侧观察实施方式2涉及的压电致动器的俯视图。
22.图13是图12中的e-e线的剖视图。
23.图14是从基部侧观察实施方式3涉及的压电致动器的俯视图。
24.图15是从基部侧观察实施方式4涉及的压电致动器的俯视图。
25.图16是从基部侧观察实施方式5涉及的压电致动器的俯视图。
26.图17是从基部侧观察实施方式6涉及的压电致动器的俯视图。
27.图18是图17中的f-f线的剖视图。
28.图19是从基部侧观察实施方式7涉及的压电致动器的俯视图。
29.图20是从密封板侧观察实施方式7涉及的压电致动器的俯视图。
30.图21是图19中的g-g线的剖视图。
31.图22是从基部侧观察实施方式8涉及的压电致动器的俯视图。
32.图23是图22中的h-h线的剖视图。
33.图24是从基部侧观察实施方式9涉及的压电致动器的俯视图。
34.图25是从基部侧观察实施方式10涉及的压电致动器的俯视图。
35.附图标记说明
[0036]1…
作为超声波装置和电子设备的超声波测量装置;2

超声波探头;3

电缆;10

控制部;11

操作部;12

显示部;13

存储部;14

运算部;21

壳体;22、22a~22h、22k、22m

压电致动器;23

电路基板;24

超声波元件;41

基部;42

密封板;43、43a、43b

抑制部;231

选择电路;232

发送电路;233

接收电路;411

基板;411a

开口部;412

振动板;412h

第一表面;412r

第二表面;413

压电元件;413a

能动部;414

第一电极;414p

第一电极端子;415

压电体层;416

第二电极;416p

第二电极端子;418、418a~418h、418k、418m

第一立壁;419、419a~419h、419k、419m、420c、420f、420k

第二立壁;h1、h2

高度;l1、l2、l2a、l2b

长度;w1、w2

宽度。
具体实施方式
[0037]
1.实施方式1
[0038]
参照图1和图2,说明实施方式1涉及的超声波测量装置1。
[0039]
如图1和图2所示,作为本实施方式的超声波装置和电子设备的超声波测量装置1具有超声波探头2和经由电缆3与超声波探头2电连接的控制部10。
[0040]
超声波测量装置1使超声波探头2与人体等生物体的表面抵接,从超声波探头2发送超声波,并通过超声波探头2接收在生物体内反射的超声波,基于该接收信号,可以获取生物体内的内部断层图像,并且测量血流等生物体内器官的状态。
[0041]
超声波探头2具有超声波元件24和容纳超声波元件24的壳体21。
[0042]
超声波元件24具有压电致动器22和控制压电致动器22的电路基板23。
[0043]
电路基板23具有用于从压电致动器22发送超声波的发送电路232、用于压电致动器22接收超声波并输出接收信号的接收电路233、以及选择电路231。
[0044]
通过控制部10的控制,选择电路231在连接压电致动器22和发送电路232的发送连接、以及连接压电致动器22和接收电路233的接收连接之间进行切换。
[0045]
当切换为发送连接时,发送电路232经由选择电路231输出用于使压电致动器22发出超声波的发送信号。
[0046]
当切换为接收连接时,接收电路233将经由选择电路231从压电致动器22输入的接收信号输出到控制部10。接收电路233在执行例如将接收信号转换为数字信号、去除噪声分量、放大至期望信号电平等的各信号处理之后,将处理后的接收信号输出到控制部10。
[0047]
壳体21例如形成为矩形盒状。壳体21的一面成为传感器面21a,在传感器面21a上设置有传感器窗21b。压电致动器22的一部分从传感器窗21b露出。另外,在壳体21的一部分设置有电缆3的通过孔21c,电缆3从通过孔21c连接到电路基板23。
[0048]
控制部10具有操作部11、显示部12、存储部13及运算部14。控制部10控制超声波元件24。控制部10例如可以使用智能手机、个人计算机等通用终端装置、或用于操作超声波探头2的专用终端装置。
[0049]
操作部11是用于操作超声波测量装置1的用户界面,例如可以使用设置在显示部12上的触摸面板、操作按钮等。显示部12例如由液晶显示器等构成,显示图像。存储部13存储用于控制超声波测量装置1的各种程序和各种数据。运算部14例如由cpu等运算电路和存储器等的存储电路构成。运算部14通过读取并执行存储在存储部13中的各种程序,控制发送电路232生成并输出发送信号的处理,并控制接收电路233进行接收信号的频率设定和增益设定等。
[0050]
参照图3~图7及图11说明实施方式1涉及的压电致动器22。如后所述,压电致动器22的第一立壁418的宽度w1与第二立壁419的宽度w2不同。需要说明的是,为了便于说明压电致动器22的内部结构,图5示出将密封板42拆卸后的状态。另外,附图中为了便于说明,各构成要素的尺寸比例与实际的不同。
[0051]
在附图附注的坐标中,将相互正交的三个轴作为x轴、y轴和z轴进行说明。将沿x轴的方向设为“x方向”,将沿y轴的方向设为“y方向”,将沿z轴的方向设为“z方向”,并且箭头的方向为正方向。另外,在从z方向俯视观察时,以z方向正侧的面为上表面,以与其相反一侧的z方向负侧的面为下表面进行说明。
[0052]
如图3所示,压电致动器22包括基部41、密封板42和抑制部43。
[0053]
如图3、图4及图6所示,基部41具有:形成有开口部411a的基板411、堵塞开口部411a的振动板412、设置在振动板412上的多个压电元件413、设置在振动板412上的第一立壁418、以及设置在振动板412上的第二立壁419。此外,在基板411的开口部411a也可以设置声匹配层和声透镜等。
[0054]
基板411是硅等的半导体基板。在本实施方式中,基板411由硅制成。在从z方向俯视观察时,基板411在其中央部具有开口部411a。
[0055]
振动板412例如是由氧化硅、氧化硅及氧化锆的层叠体等制成的薄膜。振动板412具有第一表面412h以及与第一表面412h相反一侧的第二表面412r。第一表面412h是振动板412的上表面,第二表面412r是振动板412的下表面。振动板412设置在基板411的下表面,振
动板412的第一表面412h从基板411的下表面侧堵塞基板411的开口部411a。
[0056]
如图3、图4及图6所示,第一立壁418设置在振动板412的第一表面412h上,并从第一表面412h向开口部411a延伸。在本实施方式中,在从z方向俯视观察时,第一立壁418与x方向平行地延伸。另外,第一立壁418的x方向正侧及x方向负侧的端部分别与开口部411a的x方向正侧及x方向负侧的周缘连接。
[0057]
第二立壁419设置在振动板412的第一表面412h上,并且在第一表面412h上从与第一立壁418不同的位置向开口部411a延伸。在本实施方式中,第二立壁419在从z方向俯视观察时与x方向平行地延伸,第一立壁418和第二立壁419配置在沿y方向并排相邻的位置。另外,第二立壁419的x方向正侧及x方向负侧的端部分别与开口部411a的x方向正侧及x方向负侧的周缘连接。
[0058]
在本实施方式中,在从z方向俯视观察时,第一立壁418和第二立壁419在y方向上交替并排配置,作为划分开口部411a的分隔壁发挥功能。
[0059]
需要说明的是,在本实施方式中,第一立壁418及第二立壁419通过使用光刻技术对基板411进行图案化而形成。由此,第一立壁418和第二立壁419可以由与基板411相同的材质形成。例如,可以通过使用硅基板作为基板411,从而由硅制成第一立壁418和第二立壁419。这样,通过使第一立壁418的材质与第二立壁419的材质彼此相同,可以使第一立壁418的物理特性与第二立壁419的物理特性大致相同。
[0060]
在此,在从z方向俯视观察时,从第一立壁418的y方向正侧边缘到y方向负侧边缘的距离为第一立壁418的宽度w1,从第一立壁418的x方向正侧端部到x方向负侧端部的距离为第一立壁418的长度l1。另外,在从x方向俯视观察时,从相当于第一立壁418下表面的振动板412的第一表面412h到第一立壁418的上表面的距离为第一立壁418的高度h1。
[0061]
同样,在从z方向俯视观察时,从第二立壁419的y方向正侧边缘到y方向负侧边缘的距离为第二立壁419的宽度w2,从第二立壁419的x方向正侧端部到x方向负侧端部的距离为第二立壁419的长度l2。另外,在从x方向俯视观察时,从相当于第二立壁419下表面的振动板412的第一表面412h到第二立壁419的上表面的距离为第二立壁419的高度h2。
[0062]
在本实施方式中,第一立壁418的宽度w1与第二立壁419的宽度w2不同。具体而言,第一立壁418的宽度w1大于第二立壁419的宽度w2。第一立壁418的长度l1与第二立壁419的长度l2大致相等。第一立壁418的高度h1与第二立壁419的高度h2大致相等。需要说明的是,“大致”是指包括制造误差和尺寸公差等。
[0063]
这样,由于第二立壁419的宽度w2与第一立壁418的宽度w1不同,因此第一立壁418和第二立壁419分别具有不同的振动特性。具体而言,由于第一立壁418和第二立壁419分别为不同的共振频率,因此第一立壁418和第二立壁419的振动难以结合,并且当振动板412的振动传递到第一立壁418和第二立壁419时,第一立壁418和第二立壁419的共振强度分别变小。
[0064]
如图4、图6及图7所示,在振动板412的与第一表面412h相反一侧的第二表面412r上,与基板411的开口部411a对应地设置压电元件413。具体而言,压电元件413配置成在从z方向俯视观察时与开口部411a重叠。另外,压电元件413配置成夹在作为划分开口部411a的分隔壁而发挥功能的第一立壁418与第二立壁419之间。
[0065]
如图5~图7所示,压电元件413是由第一电极414、压电体层415及第二电极416层
叠而成的层叠体。第一电极414、压电体层415、第二电极416从振动板412的第二表面412r侧起按照第一电极414、压电体层415、第二电极416的顺序层叠。在从第一电极414、压电体层415和第二电极416层叠的层叠方向即z方向俯视观察时,第一电极414、压电体层415及第二电极416重叠的部分作为能动部413a发挥功能。
[0066]
第一电极414在x方向上延伸并连续设置在多个能动部413a上。在y方向上排列的多个第一电极414的x方向正侧及x方向负侧的端部与设置在基板411的y方向正侧及y方向负侧的外周缘上的第一电极端子414p电连接。
[0067]
在从z方向俯视观察时,压电体层415在与第一电极414和第二电极416的交叉位置对应地配置成矩阵状。压电体层415代表性地可以使用锆钛酸铅系钙钛矿结构的复合氧化物。据此,容易确保压电元件413的位移量。另外,压电体层415也可以使用不含铅的钙钛矿结构的复合氧化物。据此,可以使用对环境负担小的非铅系材料来实现压电致动器22。
[0068]
第二电极416在y方向上延伸并连续设置在多个能动部413a上。在x方向上排列的多个第二电极416的y方向正侧及y方向负侧的端部被引出到基板411的x方向正侧及x方向负侧的外周缘。将引出到基板411外周缘的第二电极416的端部接线并与设置在基板411的x方向正侧及x方向负侧外周缘上的第二电极端子416p电连接。
[0069]
第一电极414和第二电极416只要具有导电性,则其材料没有限制。作为第一电极414和第二电极416的材料,例如可以使用铱、铂或钛等的导电层。此外,导电层可以是单层也可以是多层。
[0070]
多个压电元件413沿x方向和y方向配置成矩阵状,x方向沿着x轴即在能动部413a中与第一电极414、压电体层415及第二电极416层叠的层叠方向即z方向正交的第一轴,y方向沿着y轴即与作为第一轴的x轴正交的第二轴。在本实施方式中,通过在x方向上并排配置成一列的多个压电元件413形成一个发送接收列,并通过在y方向上并排配置的多个发送接收列形成多个压电元件413的矩阵。
[0071]
如图4、图5及图7所示,抑制部43设置在振动板412的第二表面412r上。抑制部43的上表面与振动板412的第二表面412r接合,抑制部43的下表面与密封板42接合。由此,抑制部43可以固定振动板412并抑制振动板412的振动。
[0072]
抑制部43与能动部413a对应地设置。具体而言,如图4和图5所示,在从z方向俯视观察时,抑制部43与y方向平行地延伸,多个抑制部43在x方向上并排配置。而且,在多个抑制部43之间配置有沿y方向并排配置的多个压电元件413。换言之,抑制部43设置成在从能动部413a中第一电极414、压电体层415及第二电极416层叠的层叠方向即z方向俯视观察时,从x方向夹着能动部413a。
[0073]
另外,如图4和图6所示,第一立壁418和第二立壁419被设置为在从能动部413a中第一电极414、压电体层415及第二电极416层叠的层叠方向即z方向俯视观察时,从y方向夹着能动部413a。
[0074]
即,在能动部413a的x方向正侧及x方向负侧,抑制部43配置在振动板412上,在能动部413a的y方向正侧及y方向负侧,第一立壁418及第二立壁419配置在振动板412上。这样,可以通过抑制部43、第一立壁418和第二立壁419来限制振动板412在x方向和y方向上的振动范围。
[0075]
抑制部43例如由树脂材料构成,可以通过旋涂、溅射等将感光性树脂材料涂布在
振动板412上,然后使用光刻技术对其进行图案化而形成。
[0076]
需要说明的是,在本实施方式中,如上所述,抑制部43设置在振动板412的第二表面412r上,但也可以将抑制部43设置在振动板412的第一表面412h上。但是,将抑制部43设置在振动板412的第二表面412r上可以更容易地抑制振动板412的振动。
[0077]
如图3、图6及图7所示,在从z方向俯视观察时,密封板42形成为与基板411大致相同的形状。密封板42与振动板412的第二表面412r相对配置。密封板42的上表面与基板411的下表面经由振动板412接合。密封板42具有在从z方向俯视观察时上表面的中央部向下方凹陷的凹部42a。设置在振动板412的第二表面412r上的压电元件413被密封在由凹部42a形成的空间s中。
[0078]
如图3和图5所示,密封板42在与第一电极端子414p和第二电极端子416p对应的位置上具有贯通孔42b。例如,fpc(flexible printed circuits,柔性印刷电路)等未图示的布线构件插通贯通孔42b。第一电极端子414p及第二电极端子416p与电路基板23经由该未图示的布线构件电连接。
[0079]
在发送超声波时,从电路基板23经由未图示的布线构件向第一电极端子414p输入驱动信号,并向第二电极端子416p输入公共偏置信号。通过控制输入到第一电极端子414p的驱动信号的信号强度和信号输入定时,在能动部413a的第一电极414与第二电极416之间产生电位差,压电体层415振动,并且随之振动板412振动而产生超声波。
[0080]
在接收超声波时,从电路基板23向第二电极端子416p输入公共偏置信号。然后,当来自对象物的超声波输入到压电致动器22,振动板412振动时,压电元件413挠曲,并且根据压电元件413的挠曲,在第一电极414与第二电极416之间产生电位差。由此,从第一电极端子414p向电路基板23输出与来自对象物的超声波相应的检测信号。
[0081]
在此,通过比较本实施方式和比较例,说明第一立壁418的宽度w1和第二立壁419的宽度w2对压电致动器22造成的影响。
[0082]
首先,参照图8和图9,说明比较例的压电致动器22a。
[0083]
如图8和图9所示,在比较例的压电致动器22a中,第一立壁418a的宽度w1与第二立壁419a的宽度w2大致相等。
[0084]
接着,参照图10和图11,说明比较例的压电致动器22a和本实施方式的压电致动器22各自的频谱。需要说明的是,频谱表示在作为测量对象的振动中包含怎样强度和频率的振动。
[0085]
如图10所示,比较例的压电致动器22a的频谱虽然期望频率即8~9mhz的强度高,但频带较窄。另外,期望频率以外的不必要频率的振动,例如3~4mhz的强度也很高。这是因为,压电致动器22a的第一立壁418a的宽度w1与第二立壁419a的宽度w2大致相等,由此第一立壁418与第二立壁419为大致相同的共振频率,因此当振动板412的振动传递到第一立壁418和第二立壁419时,第一立壁418和第二立壁419的振动容易结合并且共振的强度变大。
[0086]
需要说明的是,这种由第一立壁418a和第二立壁419a共振引起的不必要频率的振动容易当在开口部411a即第一立壁418a与第二立壁419a之间存在水、杨氏模量为几~几十mpa的物质例如硅树脂等时发生。
[0087]
与此相对,如图11所示,本实施方式的压电致动器22的频谱的期望频率即3~7mhz的强度高且频带宽。另外,期望频率以外的不必要频率的振动强度变低。
[0088]
如上所述,在本实施方式中,第一立壁418的宽度w1和第二立壁419的宽度w2不同,由此第一立壁418和第二立壁419分别具有不同的共振频率,因此当振动板412的振动传递到第一立壁418和第二立壁419时,第一立壁418和第二立壁419的振动变得难以结合,第一立壁418和第二立壁419的共振强度分别变小。结果,可以抑制由第一立壁418和第二立壁419的共振引起的不必要频率振动的出现。
[0089]
如上所述,根据本实施方式,可以获得以下效果。
[0090]
压电致动器22包括:基板411,形成有开口部411a;振动板412,具有堵塞开口部411a的第一表面412h以及设置有多个压电元件413的第二表面412r;抑制部43,抑制振动板412的振动;第一立壁418,从第一表面412h向开口部411a延伸;以及第二立壁419,在第一表面412h上从与第一立壁418不同的位置向开口部411a延伸。而且,当将第一电极414、压电体层415和第二电极416重叠的部分作为压电元件413的能动部413a时,在从第一电极414、压电体层415和第二电极416的层叠方向即z方向俯视观察时,第一立壁418和第二立壁419设置成夹着能动部413a。由于第二立壁419的宽度w2与第一立壁418的宽度w1不同,因此第一立壁418和第二立壁419分别具有不同的共振频率,可以抑制不必要频率振动的出现。由此,可以获得高精度的压电致动器22。
[0091]
另外,即使在第一立壁418与第二立壁419之间存在水、硅树脂等的情况下,也可以抑制由第一立壁418和第二立壁419的共振引起的不必要频率振动的出现。
[0092]
另外,即使振动板412的振动传递到第一立壁418和第二立壁419,第一立壁418和第二立壁419振动,也可以将由抑制部43、第一立壁418和第二立壁419围绕的压电元件413作为孤立振子来处理,因此可以获得频率特性均匀的压电致动器22。
[0093]
另外,由于可以通过第一立壁418和第二立壁419抑制振动板412的振动能量的泄漏,因此可以提高压电元件413的q值,并且可以获得振动稳定性优异的压电致动器22。
[0094]
2.实施方式2
[0095]
接下来,参照图12和图13,说明实施方式2涉及的压电致动器22b。此外,在以下说明中,主要说明与上述实施方式1的不同点,对与实施方式1相同的结构标注相同的附图标记并省略重复的说明。
[0096]
如图13所示,在本实施方式涉及的压电致动器22b中,第一立壁418b的高度h1与第二立壁419b的高度h2不同。具体而言,第一立壁418b高度h1高于第二立壁419b的高度h2。
[0097]
如图12和图13所示,在压电致动器22b中,第一立壁418b的宽度w1与第二立壁419b的宽度w2大致相等。另外,第一立壁418b的长度l1与第二立壁419b的长度l2大致相等。另外,第一立壁418b的物理特性与第二立壁419b的物理特性大致相等。
[0098]
根据本实施方式,可以获得与实施方式1相同的效果。由于第二立壁419b的高度h2与第一立壁418b的高度h1不同,因此第一立壁418b和第二立壁419b分别具有不同的共振频率。结果,当振动板412的振动传递到第一立壁418b和第二立壁419b时,第一立壁418b和第二立壁419b的共振强度分别变小,从而可以抑制由第一立壁418b和第二立壁419b的共振引起的不必要频率振动的出现。
[0099]
3.实施方式3
[0100]
接下来,参照图14说明实施方式3涉及的压电致动器22c。此外,在以下说明中,主要说明与上述实施方式1的不同点,对与实施方式1相同的结构标注相同的附图标记并省略
重复的说明。
[0101]
如图14所示,在本实施方式涉及的压电致动器22c中,第一立壁418c的长度l1与第二立壁419c、420c的长度l2a、l2b不同。具体而言,第一立壁418c的长度l1大于第二立壁419c、420c的长度l2a、l2b。
[0102]
如图14所示,在从z方向俯视观察时,第二立壁419c和第二立壁420c与x方向平行地延伸,并在x方向上并排配置。
[0103]
第二立壁419c形成为从开口部411a的x方向负侧的周缘朝向x方向正侧跨越预定数量的抑制部43。第二立壁419c的x方向负侧的端部与开口部411a的x方向负侧的周缘连接,第二立壁419c的x方向正侧的端部配置成与第二立壁420c的x方向负侧的端部隔着空隙而相对。
[0104]
第二立壁420c形成为从开口部411a的x方向正侧的周缘朝向x方向负侧跨越预定数量的抑制部43。第二立壁420c的x方向正侧的端部与开口部411a的x方向正侧的周缘连接,第二立壁420c的x方向负侧的端部配置成与第二立壁419c的x方向正侧的端部隔着空隙而相对。
[0105]
从第二立壁419c、420c各自的x方向正侧端部到x方向负侧端部的距离分别为第二立壁419c、420c的长度l2a、l2b。在本实施方式中,第二立壁419c的长度l2a与第二立壁420c的长度l2b大致相等,但长度l2a也可以不同于长度l2b。
[0106]
第二立壁419c的宽度与第二立壁420c的宽度大致相等,为宽度w2。另外,虽然未图示,但是第二立壁419c的高度与第二立壁420c的高度大致相等,为高度h2。
[0107]
第一立壁418c的宽度w1与第二立壁419c、420c的宽度w2大致相等。另外,第一立壁418c的高度h1与第二立壁419c、420c的高度h2大致相等。另外,第一立壁418c的物理特性与第二立壁419c、420c的物理特性大致相等。
[0108]
根据本实施方式,可以获得与实施方式1相同的效果。由于第二立壁419c、420c的长度l2a、l2b与第一立壁418c的长度l1不同,因此第一立壁418c和第二立壁419c、420c分别具有不同的共振频率。结果,当振动板412的振动传递到第一立壁418c及第二立壁419c、420c时,第一立壁418c和第二立壁419c、420c的共振强度分别变小,从而可以抑制由第一立壁418c及第二立壁419c、420c的共振引起的不必要频率振动的出现。
[0109]
4.实施方式4
[0110]
接下来,参照图15说明实施方式4涉及的压电致动器22d。此外,在以下说明中,主要说明与上述实施方式1的不同点,对与实施方式1相同的结构标注相同的附图标记并省略重复的说明。
[0111]
本实施方式涉及的压电致动器22d的第一立壁418d的物理特性与第二立壁419d的物理特性不同。在本实施方式中,通过使形成第一立壁418d的材质与形成第二立壁419d的材质彼此相同,从而使得第一立壁418d的物理特性不同于第二立壁419d的物理特性。例如,通过由硅制成第一立壁418d并由丙烯酸树脂或环氧树脂等树脂材料制成第二立壁419d,可以使得第一立壁418d的杨氏模量不同于第二立壁419d的杨氏模量。
[0112]
如图15所示,第一立壁418d的宽度w1与第二立壁419d的宽度w2大致相等。第一立壁418d的长度l1和第二立壁419d的长度l2大致相等。另外,虽然未图示,但是第一立壁418d的高度h1与第二立壁419d的高度h2大致相等。
[0113]
在本实施方式中,第一立壁418d可以通过使用光刻技术对基板411进行图案化而形成。第二立壁419d可以通过旋涂、溅射等将感光性树脂材料涂布在振动板412上,然后使用光刻技术对其进行图案化而形成。
[0114]
根据本实施方式,可以获得与实施方式1相同的效果。由于第二立壁419d的杨氏模量与第一立壁418d的杨氏模量不同,因此第一立壁418d和第二立壁419d分别具有不同的共振频率。结果,当振动板412的振动传递到第一立壁418d及第二立壁419d时,第一立壁418d和第二立壁419d的共振强度分别变小,从而可以抑制由第一立壁418d及第二立壁419d的共振引起的不必要频率振动的出现。
[0115]
需要说明的是,在本实施方式中,作为第一立壁418d及第二立壁419d的物理特性的一例,示出了作为弹性模量的杨氏模量,但也可以是杨氏模量以外的物理特性,例如刚性模量、内部损失等。
[0116]
如上所述,实施方式1的第一立壁418和第二立壁419各自的宽度w1、w2不同,实施方式2的第一立壁418b和第二立壁419b各自的高度h1、h2不同,实施方式3的第一立壁418c的长度l1不同于第二立壁419c、420c的长度l2a、l2b,实施方式4的第一立壁418c和第二立壁419c各自的物理特性不同。这样,在实施方式1~实施方式4中,第二立壁在宽度、高度、长度及物理特性中的一个方面不同于第一立壁,但也可以在宽度、高度、长度及物理特性中的两个以上的方面不同于第一立壁。换言之,通过使第二立壁在宽度、高度、长度、物理特性中的至少一个方面不同于第一立壁,可以获得与实施方式1相同的效果。
[0117]
5.实施方式5
[0118]
接下来,参照图16说明实施方式5涉及的压电致动器22e。此外,在以下说明中,主要说明与上述实施方式1的不同点,对与实施方式1相同的结构标注相同的附图标记并省略重复的说明。
[0119]
本实施方式涉及的压电致动器22e是第一立壁和第二立壁的宽度、高度、长度以及物理特性中的两个以上不同的实施方式的一例,第一立壁418e和第二立壁419e各自的宽度w1、w2以及物理特性不同。
[0120]
如图16所示,在压电致动器22e中,第一立壁418e的宽度w1与第二立壁419e的宽度w2不同。
[0121]
此外,在本实施方式中,第一立壁418e由硅制成,第二立壁419e由树脂材料制成,由此第一立壁418e的杨氏模量与第二立壁419e的杨氏模量不同。
[0122]
第一立壁418e的长度l1与第二立壁419e的长度l2大致相等。另外,虽然未图示,但是第一立壁418e的高度h1与第二立壁419e的高度h2大致相等。
[0123]
根据本实施方式,可以获得与实施方式1相同的效果。由于第二立壁419e的宽度w2和杨氏模量与第一立壁418e的宽度w1和杨氏模量不同,因此第一立壁418e和第二立壁419e分别具有不同的共振频率。结果,当振动板412的振动传递到第一立壁418e及第二立壁419e时,第一立壁418e和第二立壁419e的共振强度分别变小,从而可以抑制由第一立壁418e及第二立壁419e的共振引起的不必要频率振动的出现。
[0124]
6.实施方式6
[0125]
接下来,参照图17和图18说明实施方式6涉及的压电致动器22f。此外,在以下说明中,主要说明与上述实施方式1的不同点,对与实施方式1相同的结构标注相同的附图标记
并省略重复的说明。
[0126]
本实施方式涉及的压电致动器22f是第一立壁和第二立壁的宽度、高度、长度以及物理特性中的两个以上不同的实施方式的一例,第一立壁418f和第二立壁419f、420f各自的高度、长度以及物理特性不同。
[0127]
如图17所示,在从z方向俯视观察时,第二立壁419f和第二立壁420f与x方向平行地延伸,并在x方向上并排配置。第二立壁419f的x方向负侧的端部与开口部411a的x方向负侧的周缘连接,第二立壁420f的x方向正侧的端部与开口部411a的x方向正侧的周缘连接,第二立壁419f的x方向正侧的端部与第二立壁420f的x方向负侧的端部配置成隔着空隙而相对。
[0128]
第二立壁419f的宽度与第二立壁420f的宽度大致相等,为宽度w2。第二立壁419f、420f的宽度w2与第一立壁418f的宽度w1大致相等。
[0129]
虽然未图示,但是第二立壁419f的高度与第二立壁420f的高度大致相等,为高度h2。
[0130]
如图18所示,第一立壁418f的高度h1与第二立壁419f、420f的高度h2不同。具体而言,第一立壁418f的高度h1高于第二立壁419f、420f的高度h2。
[0131]
如图17所示,第二立壁419f、420f各自从x方向正侧的端部到x方向负侧的端部的距离分别是第二立壁419f、420f的长度l2a、l2b。
[0132]
第一立壁418f的长度l1与第二立壁419f、420f的长度l2a、l2b不同。具体而言,第一立壁418f的长度l1大于第二立壁419f、420f的长度l2a、l2b。
[0133]
此外,在本实施方式中,第一立壁418f由硅制成,第二立壁419f、420f由树脂材料制成,第一立壁418f的杨氏模量与第二立壁419f、420f的杨氏模量不同。
[0134]
根据本实施方式,可以获得与实施方式1相同的效果。第二立壁419f、420f的高度h2、长度l2a、l2b以及作为物理特性的一例的杨氏模量与第一立壁418f的高度h1、长度l1以及杨氏模量不同,因此第一立壁418f、第二立壁419f、420f具有不同的共振频率。结果,当振动板412的振动传递到第一立壁418f、第二立壁419f、420f时,第一立壁418f和第二立壁419f、420f的共振强度分别变小,从而可以抑制由第一立壁418f、第二立壁419f、420f的共振引起的不必要频率振动的出现。
[0135]
7.实施方式7
[0136]
接下来,参照图19~图21说明实施方式7涉及的压电致动器22g。此外,在以下说明中,主要说明与上述实施方式1的不同点,对与实施方式1相同的结构标注相同的附图标记并省略重复的说明。
[0137]
本实施方式涉及的压电致动器22g与实施方式1的压电致动器22相比不同之处在于,具有在从z方向俯视观察时与y方向平行地延伸的多个抑制部43a以及与x方向平行地延伸的多个抑制部43b。
[0138]
如图19和图20所示,抑制部43a、43b与能动部413a对应地设置。
[0139]
在从z方向俯视观察时,抑制部43a与y方向平行地延伸。多个抑制部43a在x方向上并排配置。在多个抑制部43a之间配置有沿y方向并排配置的多个压电元件413。换言之,抑制部43a设置成在从z方向俯视观察时从x方向夹着能动部413a。
[0140]
在从z方向俯视观察时,抑制部43b与x方向平行地延伸。多个抑制部43b在y方向上
并排配置。在多个抑制部43b之间配置有沿x方向并排配置的多个压电元件413。换言之,抑制部43b设置成在从z方向俯视观察时从y方向夹着能动部413a。
[0141]
即,在能动部413a的x方向正侧及x方向负侧,抑制部43a配置在振动板412上,在能动部413a的y方向正侧及y方向负侧,抑制部43b配置在振动板412上。由此,可以通过抑制部43a和抑制部43b限制振动板412在x方向和y方向上的振动范围。
[0142]
如图19所示,第一立壁418g的长度l1与第二立壁419g的长度l2大致相等,如图21所示,第一立壁418g的高度h1与第二立壁419g的高度h2大致相等。如图19和图21所示,第一立壁418g的宽度w1与第二立壁419g的宽度w2不同。具体而言,第一立壁418g的宽度w1大于第二立壁419g的宽度w2。
[0143]
根据本实施方式,可以获得与实施方式1相同的效果。由于第二立壁419g的宽度w2与第一立壁418g的宽度w1不同,因此第一立壁418g和第二立壁419g分别为不同的共振频率。结果,当振动板412的振动传递到第一立壁418g和第二立壁419g时,第一立壁418g和第二立壁419g的共振强度分别变小,从而可以抑制由第一立壁418g和第二立壁419g的共振引起的不必要频率振动的出现。
[0144]
8.实施方式8
[0145]
接下来,参照图22和图23说明实施方式8涉及的压电致动器22h。此外,在以下说明中,主要说明与上述实施方式7的不同点,对与实施方式7相同的结构标注相同的附图标记并省略重复的说明。
[0146]
如图23所示,本实施方式涉及的压电致动器22h的第一立壁418h的高度h1与第二立壁419h的高度h2不同。具体而言,第一立壁418h的高度h1高于第二立壁419h的高度h2。
[0147]
如图22所示,在本实施方式中,第一立壁418h的宽度w1与第二立壁419h的宽度w2大致相等,第一立壁418h的长度l1与第二立壁419h的长度l2大致相等。
[0148]
根据本实施方式,可以获得与实施方式1相同的效果。由于第二立壁419h的高度h2与第一立壁418h的高度h1不同,因此第一立壁418h和第二立壁419h分别具有不同的共振频率。结果,当振动板412的振动传递到第一立壁418h和第二立壁419h时,第一立壁418h和第二立壁419h的共振强度分别变小,从而可以抑制由第一立壁418h和第二立壁419h的共振引起的不必要频率振动的出现。
[0149]
9.实施方式9
[0150]
接下来,参照图24说明实施方式9涉及的压电致动器22k。此外,在以下说明中,主要说明与上述实施方式7的不同点,对与实施方式7相同的结构标注相同的附图标记并省略重复的说明。
[0151]
如图24所示,本实施方式涉及的压电致动器22k的第一立壁418k的长度l1与第二立壁419k、420k的长度l2a、l2b不同。具体而言,第一立壁418k的长度l1大于第二立壁419k、420k的长度l2a、l2b。
[0152]
如图24所示,在从z方向俯视观察时,第二立壁419k和第二立壁420k与x方向平行地延伸,并在x方向上并排配置。第二立壁419k的x方向负侧的端部与开口部411a的x方向负侧的周缘连接,第二立壁420k的x方向正侧的端部与开口部411a的x方向正侧的周缘连接,第二立壁419k的x方向正侧的端部与第二立壁420k的x方向负侧的端部配置成隔着空隙而相对。
[0153]
从第二立壁419k、420k各自的x方向正侧的端部到x方向负侧的端部的距离分别为第二立壁419k、420k的长度l2a、l2b。
[0154]
第二立壁419k的宽度与第二立壁420k的宽度大致相等,为宽度w2。第二立壁419k、420k的宽度w2与第一立壁418k的宽度w1大致相等。另外,虽然未图示,但是第二立壁419k的高度与第二立壁420k的高度大致相等,为高度h2。第二立壁419k、420k的高度h2与第一立壁418k的高度h1大致相等。
[0155]
根据本实施方式,可以获得与实施方式1相同的效果。由于第二立壁419k、420k的长度l2a、l2b与第一立壁418k的长度l1不同,因此第一立壁418k和第二立壁419k、420k分别具有不同的共振频率。结果,当振动板412的振动传递到第一立壁418k及第二立壁419k、420k时,第一立壁418k和第二立壁419k、420k的共振强度分别变小,从而可以抑制由第一立壁418k及第二立壁419k、420k的共振引起的不必要频率振动的出现。
[0156]
10.实施方式10
[0157]
接下来,参照图25说明实施方式10涉及的压电致动器22m。此外,在以下说明中,主要说明与上述实施方式7的不同点,对与实施方式7相同的结构标注相同的附图标记并省略重复的说明。
[0158]
本实施方式涉及的压电致动器22m的第一立壁418m的物理特性与第二立壁419m的物理特性不同。在本实施方式中,第一立壁418m由硅制成,第二立壁419m由树脂材料制成,由此第一立壁418m的杨氏模量与第二立壁419m的杨氏模量不同。
[0159]
如图25所示,第一立壁418m的宽度w1与第二立壁419m的宽度w2大致相等。第一立壁418m的长度l1与第二立壁419m的长度l2大致相等。另外,虽然未图示,但是第一立壁418m的高度h1与第二立壁419m的高度h2大致相等。
[0160]
根据本实施方式,可以获得与实施方式1相同的效果。第二立壁419m的杨氏模量与第一立壁418m的杨氏模量不同,因此第一立壁418m和第二立壁419m分别具有不同的共振频率。结果,当振动板412的振动传递到第一立壁418m和第二立壁419m时,第一立壁418m和第二立壁419m的共振强度分别变小,从而可以抑制由第一立壁418m和第二立壁419m的共振引起的不必要频率振动的出现。
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