特許 7606851 駆動方法、駆動回路及び変位駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-18

(45)【発行日】2024-12-26

(54)【発明の名称】駆動方法、駆動回路及び変位駆動装置

(51)【国際特許分類】

   B06B 1/06 20060101AFI20241219BHJP

【ＦＩ】

B06B1/06 A

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020186384

(22)【出願日】2020-11-09

(65)【公開番号】P2021194638

(43)【公開日】2021-12-27

【審査請求日】2023-10-24

(31)【優先権主張番号】P 2020103564

(32)【優先日】2020-06-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004370

【氏名又は名称】弁理士法人片山特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】後藤 隆幸

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 亮

(72)【発明者】

【氏名】橘 和宗

(72)【発明者】

【氏名】清水 寛之

(72)【発明者】

【氏名】岸本 純明

【審査官】若林 治男

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１５７５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１７２３１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０６Ｂ １／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電界誘起歪を発現するセラミックスと、前記セラミックスの内部に設けられた複数の正極内部電極と前記セラミックスの表面に設けられ前記複数の正極内部電極に接続された正極外部電極とを含む正極と、前記セラミックスの内部に前記セラミックスを介して前記複数の正極内部電極に対向して設けられた複数の負極内部電極と前記セラミックスの表面に設けられ前記複数の負極内部電極に接続された負極外部電極とを含む負極と、を有する誘電体素子の、前記正極と前記負極の間に印加され、所定の駆動周波数を有する駆動電圧波形であって、前記駆動電圧波形のうち一方のピーク電圧である第１駆動最大電圧が、前記駆動周波数における前記セラミックスのブレークダウン電圧の０．３７倍と０．８４倍の間の電圧であり、前記駆動電圧波形のうち他方のピーク電圧である第２駆動最大電圧が、前記第１駆動最大電圧と反対の極性において前記セラミックスの抗電界の０．１倍と０．８倍の間の電圧である駆動電圧波形を前記正極と前記負極の間に印加する
駆動方法。

【請求項2】

請求項１に記載の駆動方法であって、
前記セラミックスは、抗電界が１ｋＶ／ｍｍ未満又はキュリー温度が３００℃未満である
駆動方法。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の駆動方法であって、
前記駆動電圧波形は、正弦波、三角波、ハーバーサイン波、ガウシアン波又はこれらのバースト波である
駆動方法。

【請求項4】

電界誘起歪を発現するセラミックスと、前記セラミックスの内部に設けられた複数の正極内部電極と前記セラミックスの表面に設けられ前記複数の正極内部電極に接続された正極外部電極とを含む正極と、前記セラミックスの内部に前記セラミックスを介して前記複数の正極内部電極に対向して設けられた複数の負極内部電極と前記セラミックスの表面に設けられ前記複数の負極内部電極に接続された負極外部電極とを含む負極と、を有する誘電体素子の、前記正極と前記負極の間に印加され、所定の駆動周波数を有する駆動電圧波形であって、前記駆動電圧波形のうち一方のピーク電圧である第１駆動最大電圧が、前記駆動周波数における前記セラミックスのブレークダウン電圧の０．３７倍と０．８４倍の間の電圧であり、前記駆動電圧波形のうち他方のピーク電圧である第２駆動最大電圧が、前記第１駆動最大電圧と反対の極性において前記セラミックスの抗電界の０．１倍と０．８倍の間の電圧である駆動電圧波形を生成し、前記正極と前記負極の間に印加する
駆動回路。

【請求項5】

請求項４に記載の駆動回路であって、
前記セラミックスは、抗電界が１ｋＶ／ｍｍ未満又はキュリー温度が３００℃未満である
駆動回路。

【請求項6】

電界誘起歪を発現するセラミックスと、前記セラミックスの内部に設けられた複数の正極内部電極と前記セラミックスの表面に設けられ前記複数の正極内部電極に接続された正極外部電極とを含む正極と、前記セラミックスの内部に前記セラミックスを介して前記複数の正極内部電極に対向して設けられた複数の負極内部電極と前記セラミックスの表面に設けられ前記複数の負極内部電極に接続された負極外部電極とを含む負極と、を有する誘電体素子と、
前記誘電体素子が接合された駆動対象物と、
前記正極と前記負極の間に印加され、所定の駆動周波数を有する駆動電圧波形であって、前記駆動電圧波形のうち一方のピーク電圧である第１駆動最大電圧が、前記駆動周波数における前記セラミックスのブレークダウン電圧の０．３７倍と０．８４倍の間の電圧であり、前記駆動電圧波形のうち他方のピーク電圧である第２駆動最大電圧が、前記第１駆動最大電圧と反対の極性において前記セラミックスの抗電界の０．１倍と０．８倍の間の電圧である駆動電圧波形を生成し、前記正極と前記負極の間に印加する駆動回路と
を具備する変位駆動装置。

【請求項7】

請求項６に記載の変位駆動装置であって、
前記セラミックスは、抗電界が１ｋＶ／ｍｍ未満又はキュリー温度が３００℃未満である
変位駆動装置。

【請求項8】

請求項６又は７に記載の変位駆動装置であって、
前記誘電体素子及び前記駆動対象物はアクチュエータを構成する
変位駆動装置。

【請求項9】

圧電材料からなる圧電体と、前記圧電体の内部に設けられた複数の正極内部電極と前記圧電体の表面に設けられ前記複数の正極内部電極に接続された正極外部電極とを含む正極と、前記圧電体の内部に前記圧電体を介して前記複数の正極内部電極に対向して設けられた複数の負極内部電極と前記圧電体の表面に設けられ前記複数の負極内部電極に接続された負極外部電極とを含む負極と、を有する圧電素子の、前記正極と前記負極の間に印加され、所定の駆動周波数を有する駆動電圧波形であって、前記駆動電圧波形のうち一方のピーク電圧である第１駆動最大電圧が、前記駆動周波数における前記圧電体のブレークダウン電圧の０．３７倍と０．８４倍の間の電圧であり、前記駆動電圧波形のうち他方のピーク電圧である第２駆動最大電圧が、前記第１駆動最大電圧と反対の極性において前記圧電材料の抗電界の０．１倍と０．８倍の間の電圧である駆動電圧波形を前記正極と前記負極の間に印加する
駆動方法。

【請求項10】

請求項９に記載の駆動方法であって、
前記駆動電圧波形は、正弦波、三角波、ハーバーサイン波、ガウシアン波又はこれらのバースト波である
駆動方法。

【請求項11】

圧電材料からなる圧電体と、前記圧電体の内部に設けられた複数の正極内部電極と前記圧電体の表面に設けられ前記複数の正極内部電極に接続された正極外部電極とを含む正極と、前記圧電体の内部に前記圧電体を介して前記複数の正極内部電極に対向して設けられた複数の負極内部電極と前記圧電体の表面に設けられ前記複数の負極内部電極に接続された負極外部電極とを含む負極と、を有する圧電素子の、前記正極と前記負極の間に印加され、所定の駆動周波数を有する駆動電圧波形であって、前記駆動電圧波形のうち一方のピーク電圧である第１駆動最大電圧が、前記駆動周波数における前記圧電体のブレークダウン電圧の０．３７倍と０．８４倍の間の電圧であり、前記駆動電圧波形のうち他方のピーク電圧である第２駆動最大電圧が、前記第１駆動最大電圧と反対の極性において前記圧電材料の抗電界の０．１倍と０．８倍の間の電圧である駆動電圧波形を生成し、前記正極と前記負極の間に印加する
駆動回路。

【請求項12】

圧電材料からなる圧電体と、前記圧電体の内部に設けられた複数の正極内部電極と前記圧電体の表面に設けられ前記複数の正極内部電極に接続された正極外部電極とを含む正極と、前記圧電体の内部に前記圧電体を介して前記複数の正極内部電極に対向して設けられた複数の負極内部電極と前記圧電体の表面に設けられ前記複数の負極内部電極に接続された負極外部電極とを含む負極と、を有する圧電素子と、
前記圧電素子が接合された振動体と、
前記正極と前記負極の間に印加され、所定の駆動周波数を有する駆動電圧波形であって、前記駆動電圧波形のうち一方のピーク電圧である第１駆動最大電圧が、前記駆動周波数における前記圧電体のブレークダウン電圧の０．３７倍と０．８４倍の間の電圧であり、前記駆動電圧波形のうち他方のピーク電圧である第２駆動最大電圧が、前記第１駆動最大電圧と反対の極性において前記圧電材料の抗電界の０．１倍と０．８倍の間の電圧である駆動電圧波形を生成し、前記正極と前記負極の間に印加する駆動回路と
を具備する変位駆動装置。

【請求項13】

請求項１２に記載の変位駆動装置であって、
前記圧電素子及び前記振動体は圧電アクチュエータを構成し、前記振動体の振動により、前記振動体に触覚を発生させる
変位駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、誘電体素子の駆動方法、駆動回路及び変位駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電装用タッチパネルに代表される触覚技術を用いたパネル等において、パネル上にあたかもボタンがあるように感じる技術や、運転中にパネルを目視することなく触覚によりボタンの位置を把握できる技術が注目を集めている。

【0003】

これらの技術において触覚を発生させるための振動デバイスには、電磁式の偏心モータやＬＲＡ（Linear Resonant Actuator）、圧電アクチュエータ等が用いられている。圧電アクチュエータは応答速度が速い特性から、対応可能な駆動周波数が広く、多彩な触覚を表現できることから、次世代の触覚用モジュール部品として特に注目を集めている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００１－１９７７６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来、圧電アクチュエータの駆動振幅は電磁式に比べて小さく、駆動振幅を大きくするためには圧電素子の駆動電圧を大きくする必要であった。しかしながら、バイポーラ（双極性）駆動では抗電界の制約があり、駆動電圧振幅を抗電界以上に大きくした場合、脱分極する問題があった。また、分極方向へのユニポーラ（単極性）駆動では、抗電界の影響を受けないものの、駆動電圧振幅を過剰に上げた場合に信頼性を損ねるという問題や、駆動回数に応じて変位が小さくなるという問題があった。

【0006】

さらに、圧電材料として代表的なＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）は圧電特性が高い一方で、環境への配慮から鉛を含まない非鉛への置き換えも検討されている。環境面において懸案される。一方、鉛を含まない圧電材料はＢｉやＳｂ等の規制物質やＬｉ、Ｔａ又はＮｂ等の高価な材料を必要とし、コスト面が問題となる。

【0007】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、誘電体素子の変位量を、信頼性を損ねない範囲で最大化することが可能な駆動方法、駆動回路及び変位駆動装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る駆動方法は、電界誘起歪を発現するセラミックスと、上記セラミックスの内部に設けられた複数の正極内部電極と上記セラミックスの表面に設けられ上記複数の正極内部電極に接続された正極外部電極とを含む正極と、上記セラミックスの内部に上記セラミックスを介して上記複数の正極内部電極に対向して設けられた複数の負極内部電極と上記セラミックスの表面に設けられ上記複数の負極内部電極に接続された負極外部電極とを含む負極と、を有する誘電体素子の、上記正極と上記負極の間に印加され、所定の駆動周波数を有する駆動電圧波形であって、上記駆動電圧波形のうち一方のピーク電圧である第１駆動最大電圧が、上記駆動周波数における上記セラミックスのブレークダウン電圧の０．３７倍と０．８４倍の間の電圧であり、上記駆動電圧波形のうち他方のピーク電圧である第２駆動最大電圧が、上記第１駆動最大電圧と反対の極性において上記セラミックスの抗電界の０．１倍と０．８倍の間の電圧である駆動電圧波形を上記正極と上記負極の間に印加する。

【0009】

この駆動方法によれば、主に駆動する側とは反対型にも抗電界を超えない範囲で電圧を振ることによって、駆動電圧振幅を大きくすることができ、かつインプリント効果による変特性の低下を防止することが可能となる。したがって、駆動安定性や駆動信頼性を損ねずに、誘電体素子の変位量を最大化することができる。また、この駆動方法では、誘電体素子の材料として電界誘起歪を発現するセラミックス用いることができ、高い圧電性や高い強誘電性を有する材料を用いる必要がないため、環境負荷やコスト負荷を低減することが可能である。

【0010】

上記セラミックスは、抗電界が１ｋＶ／ｍｍ未満又はキュリー温度が３００℃未満であってもよい。

【0011】

上記駆動電圧波形は、正弦波、三角波、ハーバーサイン波、ガウシアン波又はこれらのバースト波であってもよい。

【0012】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る駆動回路は、電界誘起歪を発現するセラミックスと、上記セラミックスの内部に設けられた複数の正極内部電極と上記セラミックスの表面に設けられ上記複数の正極内部電極に接続された正極外部電極とを含む正極と、上記セラミックスの内部に上記セラミックスを介して上記複数の正極内部電極に対向して設けられた複数の負極内部電極と上記セラミックスの表面に設けられ上記複数の負極内部電極に接続された負極外部電極とを含む負極と、を有する誘電体素子の、上記正極と上記負極の間に印加され、所定の駆動周波数を有する駆動電圧波形であって、上記駆動電圧波形のうち一方のピーク電圧である第１駆動最大電圧が、上記駆動周波数における上記セラミックスのブレークダウン電圧の０．３７倍と０．８４倍の間の電圧であり、上記駆動電圧波形のうち他方のピーク電圧である第２駆動最大電圧が、上記第１駆動最大電圧と反対の極性において上記セラミックスの抗電界の０．１倍と０．８倍の間の電圧である駆動電圧波形を生成し、上記正極と上記負極の間に印加する。

【0013】

上記セラミックスは、抗電界が１ｋＶ／ｍｍ未満又はキュリー温度が３００℃未満であってもよい。

【0014】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る変位駆動装置は、誘電体素子と、駆動対象物と、駆動回路とを具備する。
上記誘電体素子は、電界誘起歪を発現するセラミックスと、上記セラミックスの内部に設けられた複数の正極内部電極と上記セラミックスの表面に設けられ上記複数の正極内部電極に接続された正極外部電極とを含む正極と、上記セラミックスの内部に上記セラミックスを介して上記複数の正極内部電極に対向して設けられた複数の負極内部電極と上記セラミックスの表面に設けられ上記複数の負極内部電極に接続された負極外部電極とを含む負極と、を有する。
上記駆動対象物は、上記誘電体素子が接合されている。
上記駆動回路は、上記正極と上記負極の間に印加され、所定の駆動周波数を有する駆動電圧波形であって、上記駆動電圧波形のうち一方のピーク電圧である第１駆動最大電圧が、上記駆動周波数における上記セラミックスのブレークダウン電圧の０．３７倍と０．８４倍の間の電圧であり、上記駆動電圧波形のうち他方のピーク電圧である第２駆動最大電圧が、上記第１駆動最大電圧と反対の極性において上記セラミックスの抗電界の０．１倍と０．８倍の間の電圧である駆動電圧波形を生成し、上記正極と上記負極の間に印加する。

【0015】

上記セラミックスは、抗電界が１ｋＶ／ｍｍ未満又はキュリー温度が３００℃未満であってもよい。

【0016】

上記誘電体素子及び上記駆動対象物はアクチュエータを構成してもよい。

【0017】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る駆動方法は、圧電材料からなる圧電体と、上記圧電体の内部に設けられた複数の正極内部電極と上記圧電体の表面に設けられ上記複数の正極内部電極に接続された正極外部電極とを含む正極と、上記圧電体の内部に上記圧電体を介して上記複数の正極内部電極に対向して設けられた複数の負極内部電極と上記圧電体の表面に設けられ上記複数の負極内部電極に接続された負極外部電極とを含む負極と、を有する圧電素子の、上記正極と上記負極の間に印加され、所定の駆動周波数を有する駆動電圧波形であって、上記駆動電圧波形のうち一方のピーク電圧である第１駆動最大電圧が、上記駆動周波数における上記圧電体のブレークダウン電圧の０．３７倍と０．８４倍の間の電圧であり、上記駆動電圧波形のうち他方のピーク電圧である第２駆動最大電圧が、上記第１駆動最大電圧と反対の極性において上記圧電材料の抗電界の０．１倍と０．８倍の間の電圧である駆動電圧波形を上記正極と上記負極の間に印加する。

【0018】

上記駆動電圧波形は、正弦波、三角波、ハーバーサイン波、ガウシアン波又はこれらのバースト波であってもよい。

【0019】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る駆動回路は、圧電材料からなる圧電体と、上記圧電体の内部に設けられた複数の正極内部電極と上記圧電体の表面に設けられ上記複数の正極内部電極に接続された正極外部電極とを含む正極と、上記圧電体の内部に上記圧電体を介して上記複数の正極内部電極に対向して設けられた複数の負極内部電極と上記圧電体の表面に設けられ上記複数の負極内部電極に接続された負極外部電極とを含む負極と、を有する圧電素子の、上記正極と上記負極の間に印加され、所定の駆動周波数を有する駆動電圧波形であって、上記駆動電圧波形のうち一方のピーク電圧である第１駆動最大電圧が、上記駆動周波数における上記圧電体のブレークダウン電圧の０．３７倍と０．８４倍の間の電圧であり、上記駆動電圧波形のうち他方のピーク電圧である第２駆動最大電圧が、上記第１駆動最大電圧と反対の極性において上記圧電材料の抗電界の０．１倍と０．８倍の間の電圧である駆動電圧波形を生成し、上記正極と上記負極の間に印加する。

【0020】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る変位駆動装置は、圧電素子と、振動体と、駆動回路とを具備する。
上記圧電素子は、圧電材料からなる圧電体と、上記圧電体の内部に設けられた複数の正極内部電極と上記圧電体の表面に設けられ上記複数の正極内部電極に接続された正極外部電極とを含む正極と、上記圧電体の内部に上記圧電体を介して上記複数の正極内部電極に対向して設けられた複数の負極内部電極と上記圧電体の表面に設けられ上記複数の負極内部電極に接続された負極外部電極とを含む負極と、を有する。
上記振動体は、上記圧電素子が接合されている。
上記駆動回路は、上記正極と上記負極の間に印加され、所定の駆動周波数を有する駆動電圧波形であって、上記駆動電圧波形のうち一方のピーク電圧である第１駆動最大電圧が、上記駆動周波数における上記圧電体のブレークダウン電圧の０．３７倍と０．８４倍の間の電圧であり、上記駆動電圧波形のうち他方のピーク電圧である第２駆動最大電圧が、上記第１駆動最大電圧と反対の極性において上記圧電材料の抗電界の０．１倍と０．８倍の間の電圧である駆動電圧波形を生成し、上記正極と上記負極の間に印加する。

【0021】

上記圧電素子及び上記振動体は圧電アクチュエータを構成し、上記振動体の振動により、上記振動体に触覚を発生させてもよい。

【発明の効果】

【0022】

以上のように本発明によれば、誘電体素子の変位量を、信頼性を損ねない範囲で最大化することが可能な駆動方法、駆動回路及び変位駆動装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る変位駆動装置の模式図である。

【図2】上記変位駆動装置が備える圧電素子の断面図である。

【図3】上記変位駆動装置が備える駆動回路が生成する駆動電圧波形であ

【図4】上記変位駆動装置が備える駆動回路が生成する駆動電圧波形である。

【図5】従来の圧電素子の動電圧波形であるバイポーラ駆動の駆動電圧波形である。

【図6】従来の圧電素子の動電圧波形であるユニポーラ駆動の駆動電圧波形である。

【図7】本発明の第２の実施形態に係る変位駆動装置の模式図である。

【図8】上記変位駆動装置が備える誘電体素子の断面図である。

【図9】圧電アクチュエータに一般的に必要とされる誘電材料のＰ－Ｅヒステリシスループの例である。

【図10】上記誘電体素子を構成する誘電材料のＰ－Ｅヒステリシスループの例である。

【図11】本発明の実施例及び比較例に係る圧電アクチュエータの変位計測方法の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る変位駆動装置について説明する。変位駆動装置は振動発生装置を含む。

【0025】

［変位駆動装置の構成］
図１は本実施形態に係る変位駆動装置１００の模式図である。同図に示すように、変位駆動装置１００は、圧電アクチュエータ１０１及び駆動回路１０２を備える。圧電アクチュエータ１０１は振動体１０３と圧電素子１０４から構成されたユニモルフ型圧電アクチュエータである。

【0026】

振動体１０３は、振動体１０３に触れるユーザに触覚を提示する。振動体１０３は金属、ガラス又は樹脂材料等からなる板状の部材とすることができ、例えば、液晶パネルや電子機器の筐体等である。振動体１０３の形状やサイズは特に限定されない。

【0027】

圧電素子１０４は、振動体１０３に接合され、振動を発生させる。図２は圧電素子１０４の断面図である。同図に示すように圧電素子１０４は、圧電体１１１、正極１１２及び負極１１３を備える。圧電体１１１はＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電材料からなる。

【0028】

正極１１２は、正極内部電極１１４及び正極外部電極１１５を備える。正極内部電極１１４は導電性材料からなり、圧電体１１１中に複数層が設けられている。正極外部電極１１５は導電性材料からなり、圧電体１１１の表面に形成され、正極内部電極１１４と接続されている。

【0029】

負極１１３は、負極内部電極１１６及び負極外部電極１１７を備える。負極内部電極１１６は導電性材料からなり、圧電体１１１中に複数層が設けられている。負極外部電極１１７は導電性材料からなり、圧電体１１１の表面に形成され、負極内部電極１１６と接続されている。

【0030】

図２に示すように、正極内部電極１１４と負極内部電極１１６は交互に配置され、圧電体１１１を介して対向する。正極外部電極１１５及び負極外部電極１１７は圧電素子１０４の表面及び裏面において離間して設けられている。図１に示すように正極外部電極１１５には正極配線１０５が接続され、正極外部電極１１５は正極端子として機能する。負極外部電極１１７には負極配線１０６が接続され、負極外部電極１１７は負極端子として機能する。

【0031】

圧電素子１０４では、正極１１２と負極１１３の間に電圧を印加すると、逆圧電効果により圧電体１１１に変形が生じ、振動が発生する。圧電素子１０４は図２に示すように、正極１１２と負極１１３を圧電体１１１を介して交互に積層した積層構造を有するものであってもよく、他の構造を有するものであってもよい。圧電素子１０４は樹脂等によって振動体１０３に接合されたものとすることができる。また、圧電素子１０４は２つ以上が振動体１０３に接合されてもよい。

【0032】

駆動回路１０２は、正極配線１０５及び負極配線１０６を介して圧電素子１０４と接続され、圧電素子１０４に駆動信号を供給する。具体的には駆動回路１０２は、後述する駆動電圧波形を生成し、正極１１２と負極１１３の間に供給する。

【0033】

変位駆動装置１００は以上のような構成を有する。変位駆動装置１００は、スマートフォンや触覚機能デバイス等の各種電子機器に搭載することが可能である。

【0034】

［駆動電圧波形について］
駆動回路１０２が生成する駆動電圧波形について説明する。駆動回路１０２が生成する駆動電圧波形は、一方のピーク電圧である第１駆動最大電圧が、０Ｖと駆動周波数における圧電体１１１のブレークダウン電圧（絶縁破壊電圧）の間の電圧である。また駆動電圧波形のうち他方のピーク電圧である第２駆動最大電圧が、第１駆動最大電圧と反対の極性において圧電材料の抗電界の０．１倍と０．８倍の間の電圧である。

【0035】

図３は、駆動回路１０２が生成する駆動電圧波形である。図３に示すようにこの駆動電圧波形において一方のピーク電圧と他方のピーク電圧は極性が反対であり、プラス側のピーク電圧を第１駆動最大電圧Ｖｐ+とし、マイナス側のピーク電圧を第２駆動最大電圧Ｖｐ-とする。

【0036】

また、駆動電圧波形の周波数（駆動周波数）における圧電体１１１のブレークダウン電圧をブレークダウン電圧ＢＶとし、図３に示すようにプラス側のブレークダウン電圧ＢＶをＢＶ+とする。さらに、圧電体１１１を構成する圧電材料の抗電界を抗電界Ｅｃとする。図３に示すようにプラス側の抗電界Ｅｃを抗電界Ｅｃ+とし、マイナス側の抗電界Ｅｃを抗電界Ｅｃ-とする。

【0037】

駆動回路１０２が生成する駆動電圧波形は、第１駆動最大電圧Ｖｐ+が０Ｖより大きく、ブレークダウン電圧ＢＶ+未満の電圧である。さらに、第２駆動最大電圧Ｖｐ-が抗電界Ｅｃ-の０．８倍以上０．１倍以下である。即ち、第１駆動最大電圧Ｖｐ+と第２駆動最大電圧Ｖｐ-は以下の（式１）及び（式２）を満たす。

【0038】

０Ｖ＜Ｖｐ+＜ＢＶ+ （式１）
０．８Ｅｃ-≦Ｖｐ-≦０．１Ｅｃ- （式２）

【0039】

なお、圧電素子１０４の変位量を大きくするためにはＶｐ+＞Ｅｃ+が好適である。

【0040】

また、図３は分極方向がプラス側（＞０Ｖ）の駆動電圧波形であるが、分極方向はマイナス側（＜０Ｖ）であってもよい。図４は、駆動回路１０２が生成する、分極方向がマイナス側である駆動電圧波形である。

【0041】

図４に示すように、この駆動電圧波形においても一方のピーク電圧と他方のピーク電圧は極性が反対であり、マイナス側のピーク電圧を第１駆動最大電圧Ｖｐ-とし、プラス側のピーク電圧を第２駆動最大電圧Ｖｐ+とする。また、図４に示すようにマイナス側のブレークダウン電圧ＢＶをＢＶ-とする。図４に示すようにプラス側の抗電界Ｅｃを抗電界Ｅｃ+とし、マイナス側の抗電界Ｅｃを抗電界Ｅｃ-とする。

【0042】

駆動回路１０２が生成する駆動電圧波形は、第１駆動最大電圧Ｖｐ-がブレークダウン電圧ＢＶ-より大きく、０Ｖ未満である。さらに、第２駆動最大電圧Ｖｐ+が抗電界Ｅｃ+の０．１倍以上０．８倍以下である。即ち、第１駆動最大電圧Ｖｐ-と第２駆動最大電圧Ｖｐ+は以下の（式３）及び（式４）を満たす。

【0043】

ＢＶ-＜Ｖｐ-＜０Ｖ （式３）
０．１Ｅｃ+≦Ｖｐ+≦０．8Ｅｃ+ （式４）

【0044】

なお、圧電素子１０４の変位量を大きくするためにはＶｐ-＜Ｅｃ-が好適である。

【0045】

駆動回路１０２は、図３又は図４に示す駆動電圧波形を生成し、正極配線１０５及び負極配線１０６を介して正極１１２と負極１１３の間にその駆動電圧波形を供給する。なお、駆動回路１０２が生成する駆動電圧波形は図３及び図４に示すような正弦波に限られず、第１駆動最大電圧及び第２駆動最大電圧が上記条件を満たすものであればよい。具体的には駆動回路１０２が生成する駆動電圧波形は、正弦波、三角波、ハーバーサイン波、ガウシアン波又はこれらのバースト波であってもよい。

【0046】

［変位駆動装置による効果］
駆動回路１０２が生成する駆動電圧波形について、従来の駆動電圧波形との比較の上で説明する。図５は、従来の駆動電圧波形であるバイポーラ駆動の駆動電圧波形を示すグラフである。同図に示すように、バイポーラ駆動においては｜Ｖｐ+｜＝｜Ｖｐ-｜であり、脱分極を防止するため｜Ｅｃ｜＞｜Ｖｐ｜とする必要がある。このため、圧電材料の抗電界Ｅｃが小さいと駆動電圧振幅Ｖｐ-ｐを大きくできず、圧電アクチュエータの変位を大きくすることができない。

【0047】

また図６は、従来の駆動電圧波形であるユニポーラ駆動の駆動電圧波形を示すグラフである。図６では駆動電圧波形は全体が０Ｖよりプラス側であるが、全体が０Ｖよりマイナス側であってもよい。同図に示すように、ユニポーラ駆動においてはプラス側又はマイナス側に偏った電圧により駆動し続けることにより、インプリント効果により駆動時の誘電率が低下し、駆動し続けることにより変位特性が低下する。

【0048】

これに対し、本実施形態に係る駆動回路１０２が生成する駆動電圧波形（図３及び図４参照）は、主に駆動する側とは反対型にも抗電界Ｅｃを超えない範囲で電圧を振ることによって、駆動電圧振幅Ｖｐ-ｐを大きくすることができ、かつインプリント効果による変特性の低下を防止することが可能となる。したがって、駆動安定性や駆動信頼性を損ねずに、圧電素子１０４の変位量を最大化することができる。

【0049】

なお、上記のように第２駆動最大電圧Ｖｐは抗電界Ｅｃの０．１倍と０．８倍の間の電圧が好適であるが、第２駆動最大電圧Ｖｐが抗電界Ｅｃの０．１倍より小さいと、ユニポーラ駆動と同様にインプリント効果が発生する。また、第２駆動最大電圧Ｖｐが抗電界Ｅｃの０．８倍を超えると脱分極や絶縁性の低下が生じる。したがって、第２駆動最大電圧Ｖｐは抗電界Ｅｃの０．１倍と０．８倍の間の電圧が好適である。

【0050】

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る変位駆動装置について説明する。変位駆動装置は振動発生装置を含む。

【0051】

［変位駆動装置の構成］
図７は本実施形態に係る変位駆動装置２００の模式図である。同図に示すように、変位駆動装置２００は、アクチュエータ２０１及び駆動回路２０２を備える。アクチュエータ２０１は駆動対象物２０３と誘電体素子２０４から構成されたユニモルフ型圧電アクチュエータである。

【0052】

駆動対象物２０３は、例えば振動板であり、駆動対象物２０３に触れるユーザに触覚を提示する。駆動対象物２０３は金属、ガラス又は樹脂材料等からなる板状の部材とすることができ、例えば、液晶パネルや電子機器の筐体等である。駆動対象物２０３の形状やサイズは特に限定されない。

【0053】

誘電体素子２０４は、駆動対象物２０３に接合され、駆動対象物２０３を駆動する。誘電体素子２０４は、例えば駆動対象物２０３に振動を発生させることができる。図８は誘電体素子２０４の断面図である。同図に示すように誘電体素子２０４は、誘電体２１１、正極２１２及び負極２１３を備える。誘電体２１１は誘電材料からなり、具体的には電界誘起歪を発現するセラミックスからなる。

【0054】

このセラミックスは、電界誘起歪の発現を伴うものであれば、抗電界Ｅｃが１ｋＶ／ｍｍ未満又はキュリー温度Ｔｃが３００℃未満のものであってもよい。このような材料としてはＢＴ（ＢａＴｉＯ_３）が挙げられる（実施例参照）。また誘電体２１１を構成する誘電材料は強誘電体が好適であるが、電界誘起歪の発現を伴う材料であれば常誘電体に近い材料であってもよい。

【0055】

正極２１２は、正極内部電極２１４及び正極外部電極２１５を備える。正極内部電極２１４は導電性材料からなり、誘電体２１１中に複数層が設けられている。正極外部電極２１５は導電性材料からなり、誘電体２１１の表面に形成され、正極内部電極２１４と接続されている。

【0056】

負極２１３は、負極内部電極２１６及び負極外部電極２１７を備える。負極内部電極２１６は導電性材料からなり、誘電体２１１中に複数層が設けられている。負極外部電極２１７は導電性材料からなり、誘電体２１１の表面に形成され、負極内部電極２１６と接続されている。

【0057】

図８に示すように、正極内部電極２１４と負極内部電極２１６は交互に配置され、誘電体２１１を介して対向する。正極外部電極２１５及び負極外部電極２１７は誘電体素子２０４の表面及び裏面において離間して設けられている。図７に示すように正極外部電極２１５には正極配線２０５が接続され、正極外部電極２１５は正極端子として機能する。負極外部電極２１７には負極配線２０６が接続され、負極外部電極２１７は負極端子として機能する。

【0058】

誘電体素子２０４では、正極２１２と負極２１３の間に電圧を印加すると、電界誘起歪により誘電体２１１に変形が生じる。誘電体素子２０４は図８に示すように、正極２１２と負極２１３を誘電体２１１を介して交互に積層した積層構造を有するものであってもよく、他の構造を有するものであってもよい。誘電体素子２０４は樹脂等によって駆動対象物２０３に接合されたものとすることができる。また、誘電体素子２０４は２つ以上が駆動対象物２０３に接合されてもよい。

【0059】

駆動回路２０２は、正極配線２０５及び負極配線２０６を介して圧電素子２０４と接続され、圧電素子２０４に駆動信号を供給する。具体的には駆動回路２０２は、後述する駆動電圧波形を生成し、正極２１２と負極２１３の間に供給する。

【0060】

変位駆動装置２００は以上のような構成を有する。変位駆動装置２００は、スマートフォンや触覚機能デバイス等の各種電子機器に搭載することが可能である。

【0061】

［駆動電圧波形について］
駆動回路２０２が生成する駆動電圧波形について説明する。駆動回路２０２が生成する駆動電圧波形は第１の実施形態と同様とすることができる。即ち駆動回路２０２が生成する駆動電圧波形は、分極方向がプラス側（＞０Ｖ）の場合上記（式１）及び（式２）を満たし（図３参照）、分極方向がマイナス側（＜０Ｖ）の場合、上記（式３）及び（式４）を満たす（図４参照）ものとすることができる。

【0062】

駆動回路２０２は、図３又は図４に示す駆動電圧波形を生成し、正極配線２０５及び負極配線２０６を介して正極２１２と負極２１３の間にその駆動電圧波形を供給する。なお、駆動回路２０２が生成する駆動電圧波形は図３及び図４に示すような正弦波に限られず、第１駆動最大電圧及び第２駆動最大電圧が上記条件を満たすものであればよい。具体的には駆動回路２０２が生成する駆動電圧波形は、正弦波、三角波、ハーバーサイン波、ガウシアン波又はこれらのバースト波であってもよい。

【0063】

［変位駆動装置による効果］
変位駆動装置２００では、上記のような駆動電圧波形（図３及び図４参照）を駆動回路２０２が生成し、誘電体素子２０４に供給する。第１の実施形態と同様に、主に駆動する側とは反対型にも抗電界Ｅｃを超えない範囲で電圧を振ることによって、駆動電圧振幅Ｖｐ-ｐを大きくすることができ、かつインプリント効果による変特性の低下を防止することが可能となる。したがって、駆動安定性や駆動信頼性を損ねずに、圧電素子２０４の変位量を最大化することができる。

【0064】

また、変位駆動装置２００では、上記のような駆動電圧波形（図３及び図４参照）を用いることにより、誘電体２１１を形成する誘電材料の条件を広げることができる。圧電アクチュエータに一般的に必要とされる誘電材料としては、キュリー温度Ｔｃが３００℃以上かつ抗電界Ｅｃが１ｋＶ／ｍｍであり、耐リフロー性と耐バイポーラ駆動性能を有する材料を用いる必要がある。図９は、圧電アクチュエータに一般的に必要とされる誘電材料のＰ－Ｅヒステリシスループの例であり、横軸は電界（Ｐ）、縦軸は分極（Ｅ）である。

【0065】

しかしながら変位駆動装置２００では、上記のような駆動電圧波形を用いることにより、電界誘起歪の発現を伴う材料であれば、抗電界Ｅｃが１ｋＶ／ｍｍ未満又はキュリー温度Ｔｃが３００℃未満のセラミックスを誘電体２１１の材料として用いることが可能となる。また、誘電体２１１の材料は図９に示すような高い強誘電性を必要としない。図１０は、誘電体２１１を構成する誘電材料のＰ－Ｅヒステリシスループの例であり、横軸は電界（Ｐ）、縦軸は分極（Ｅ）である。

【0066】

一般的に用いられる圧電アクチュエータの誘電材料では、ＤＣ分極による分極処理が必要である。この分極処理では、分極度合いの違い、即ち分極位相の回転度数による差異が生じやすく、変位特性にばらつきが生じやすく、分極度合いを揃えるための複雑な機構を有す分極装置が必要であり、工程コストへの負担も大きい。これに対し、変位駆動装置２００では、誘電体２１１の材料として電界誘起歪の発現を伴うセラミックスを用いることにより、分極処理が不要となる。電解誘起歪は分極の有無に関係なく発現するためである。

【0067】

このように、誘電体２１１の材料として電界誘起歪の発現を伴うセラミックスを用いると、未分極であることを前提とするため、抗電界Ｅｃが高い必要がない。また、脱分極の概念もないため、製造工程で高温に晒されてもなんら問題なく、キュリー温度Ｔｃが３００℃未満であっても問題がない。なお、圧電素子２０４においても性能検査等のために予備分極を実施してもよい。

【0068】

以上のように、変位駆動装置２００では、誘電体２１１の材料として高い圧電性や高い強誘電性を有しない材料を用いることができ、圧電アクチュエータに一般的に必要とされる誘電材料よりも環境負荷やコスト負荷が少ない誘電材料を選択することが可能である。さらに、誘電体素子２０４は分極処理を必要としないため、複雑で効果な分極装置や分極処理工程が不要となり、生産タクトの向上や生産設備コストの抑制が可能である。また、分極度合いを確認するための検査も必要としないため、検査工程の削減も可能である。

【実施例】

【0069】

上記第１の実施形態に係るユニモルフ型圧電アクチュエータ１０１（図１参照）を作製した。振動体１０３はステンレスからなる板であり、長さ４０ｍｍ、幅１５ｍｍ、厚み０．３ｍｍである。圧電素子１０４は長さ３０ｍｍ、幅１５ｍｍ、厚み０．３ｍｍとし、振動体１０３に樹脂接着剤により接合した。圧電体１１１を構成する圧電材料の抗電界Ｅｃは１．１ｋＶ／ｍｍであり、圧電素子１０４のブレークダウン電圧は９．５ｋＶ／ｍｍであった。

【0070】

図１１は、圧電アクチュエータの変位計測方法を示す模式図である。同図に示すように、固定基板３０１上に固定部３０２及び固定部３０３を設け、振動体１０３の両端を固定部３０２及び固定部３０３にそれぞれ固定した。振動体１０３の自由長を自由長Ｌとして示す。レーザードップラー振動計（ＬＤＶ）３０４により、振動体１０３の中央部（１／２Ｌ）のベンディング変位を計測した。下記の［表１］は測定結果を示す表である。

【0071】

【表1】

【0072】

実施例１では駆動波形は正弦波、駆動周波数:１００Ｈｚ、第１駆動最大電圧Ｖｐ+：３．５ｋＶ／ｍｍ、第２駆動最大電圧Ｖｐ-：－０．８ｋＶ／ｍｍ、Ｖｐ-ｐ：４．３ｋＶ／ｍｍとした。第１駆動最大電圧Ｖｐ+は０Ｖとブレークダウン電圧（９．５ｋＶ／ｍｍ）の間の電圧である。第２駆動最大電圧Ｖｐ-は抗電界Ｅｃ-(－１．１ｋＶ／ｍｍ)の０．１倍と０．８倍の間の電圧である。

【0073】

レーザードップラー振動計３０４による変位計測結果は２６．５μｍであった。また、４０℃９０％ＲＨの高湿度下において２０Ｍサイクルの連続駆動の後、変位を計測すると、変位低下率は－１％であり、非常に高い特性安定性が得られた。このように、実施例１では、変位量と特性安定性は共に良好であった。

【0074】

実施例２では駆動波形は正弦波、駆動周波数:１００Ｈｚ、第１駆動最大電圧Ｖｐ+：５ｋＶ／ｍｍ、第２駆動最大電圧Ｖｐ-：－０．８ｋＶ／ｍｍ、Ｖｐ-ｐ：５．８ｋＶ／ｍｍとした。第１駆動最大電圧Ｖｐ+は０Ｖとブレークダウン電圧（９．５ｋＶ／ｍｍ）の間の電圧である。第２駆動最大電圧Ｖｐ-は抗電界Ｅｃ-(－１．１ｋＶ／ｍｍ)の０．１倍と０．８倍の間の電圧である。

【0075】

レーザードップラー振動計３０４による変位計測結果は３２．８μｍであった。また、４０℃９０％ＲＨの高湿度下において２０Ｍサイクルの連続駆動の後、変位を計測すると、変位低下率は－２％であり、高い特性安定性が得られた。このように、実施例２では、変位量と特性安定性は共に良好であった。

【0076】

実施例３では駆動波形は正弦波、駆動周波数:１００Ｈｚ、第１駆動最大電圧Ｖｐ+：８ｋＶ／ｍｍ、第２駆動最大電圧Ｖｐ-：－０．８ｋＶ／ｍｍ、Ｖｐ-ｐ：８．８ｋＶ／ｍｍとした。第１駆動最大電圧Ｖｐ+は０Ｖとブレークダウン電圧（９．５ｋＶ／ｍｍ）の間の電圧である。第２駆動最大電圧Ｖｐ-は抗電界Ｅｃ-(－１．１ｋＶ／ｍｍ)の０．１倍と０．８倍の間の電圧である。

【0077】

レーザードップラー振動計３０４による変位計測結果は４５．４μｍであった。また、４０℃９０％ＲＨの高湿度下において２０Ｍサイクルの連続駆動の後、変位を計測すると、変位低下率は－４％であり、高い特性安定性が得られた。このように、実施例３では、変位量と特性安定性は共に良好であった。

【0078】

比較例１では駆動波形は正弦波、駆動周波数:１００Ｈｚである。第１駆動最大電圧Ｖｐ+：３．５ｋＶ／ｍｍ、第２駆動最大電圧Ｖｐ-：０ｋＶ／ｍｍ、Ｖｐ-ｐ：３．５ｋＶ／ｍｍとした。第１駆動最大電圧Ｖｐ+は０Ｖとブレークダウン電圧（９．５ｋＶ／ｍｍ）の間の電圧である。第２駆動最大電圧Ｖｐ-は抗電界Ｅｃ-(－１．１ｋＶ／ｍｍ)の０．１倍と０．８倍の間の電圧ではなく、０．１倍より大きい電圧である。

【0079】

レーザードップラー振動計３０４による変位計測結果は２３．１μｍであった。また、４０℃９０％ＲＨの高湿度下において２０Ｍサイクルの連続駆動の後、変位を計測すると、変位低下率は－７％であり、特性安定性は低いものとなった。このように、比較例１では、変位量は良好であったものの、特性安定性は不十分であった。

【0080】

比較例２では駆動波形は正弦波、駆動周波数:１００Ｈｚである。第１駆動最大電圧Ｖｐ+：１ｋＶ／ｍｍ、第２駆動最大電圧Ｖｐ-：－１ｋＶ／ｍｍ、Ｖｐ-ｐ：２ｋＶ／ｍｍとした。第１駆動最大電圧Ｖｐ+は０Ｖとブレークダウン電圧（９．５ｋＶ／ｍｍ）の間の電圧である。第２駆動最大電圧Ｖｐ-は抗電界Ｅｃ-(－１．１ｋＶ／ｍｍ)の０．１倍と０．８倍の間の電圧ではなく、０．８倍より小さい電圧である。

【0081】

レーザードップラー振動計３０４による変位計測結果は１６．８μｍであった。また、４０℃９０％ＲＨの高湿度下において２０Ｍサイクルの連続駆動の後、変位を計測すると、変位低下率は０％であり、高い特性安定性が得られた。このように、比較例２では、特性安定性は良好であったものの、変位量は不十分であった。

【0082】

比較例３では駆動波形は正弦波、駆動周波数:１００Ｈｚである。第１駆動最大電圧Ｖｐ+：８ｋＶ／ｍｍ、第２駆動最大電圧Ｖｐ-：０ｋＶ／ｍｍ、Ｖｐ-ｐ：８ｋＶ／ｍｍとした。第１駆動最大電圧Ｖｐ+は０Ｖとブレークダウン電圧（９．５ｋＶ／ｍｍ）の間の電圧である。第２駆動最大電圧Ｖｐ-は抗電界Ｅｃ-(－１．１ｋＶ／ｍｍ)の０．１倍と０．８倍の間の電圧ではなく、０．１倍より大きい電圧である。

【0083】

レーザードップラー振動計３０４による変位計測結果は４１．３μｍであった。また、４０℃９０％ＲＨの高湿度下において２０Ｍサイクルの連続駆動の後、変位を計測すると、変位低下率は－１２％であり、特性安定性は低いものとなった。このように、比較例３では、変位量は良好であったものの、特性安定性は不十分であった。

【0084】

比較例４では駆動波形は正弦波、駆動周波数:１００Ｈｚである。第１駆動最大電圧Ｖｐ+：１０ｋＶ／ｍｍ、第２駆動最大電圧Ｖｐ-：０ｋＶ／ｍｍ、Ｖｐ-ｐ：１０ｋＶ／ｍｍとした。第１駆動最大電圧Ｖｐ+は０Ｖとブレークダウン電圧（９．５ｋＶ／ｍｍ）の間の電圧ではなく、ブレークダウン電圧より大きい電圧である。第２駆動最大電圧Ｖｐ-は抗電界Ｅｃ-(－１．１ｋＶ／ｍｍ)の０．１倍と０．８倍の間の電圧ではなく、０．１倍より大きい電圧である。

【0085】

比較例４では圧電体１１１においてブレークダウンが生じ、レーザードップラー振動計３０４によって変位が計測されなかった。

【0086】

以上のように実施例１乃至３では変位量と特性安定性の両方が良好となる結果が得られた。一方、比較例１乃至４では、変位量と特性安定性の両方が良好となる結果は得られなかった。したがって、第１駆動最大電圧を０Ｖとブレークダウン電圧の間の電圧とし、第２駆動最大電圧を抗電界の０．１倍と０．８倍の間の電圧とすることにより、変位量と特性安定性が共に優れる変位駆動装置を実現することが可能である。

【0087】

上記第２の実施形態に係る誘電体素子２０４（図８参照）を作製した。誘電体素子２０４は１層あたり２６μｍの誘電体を、正極内部電極２１４及び負極内部電極２１６を交互に１０層積層したものであり、３２１６形状を有する。各種の誘電材料からなる誘電体素子２０４を作製し、上記駆動電圧波形（駆動電圧－２Ｖ～＋１０４Ｖ、駆動周波数１０Ｈｚ、図３参照）によって誘電体素子２０４を駆動した。レーザードップラー振動計を用いて、誘電体素子２０４上方（Ｚ方向、図８参照）からレーザーを照射し、誘電体素子２０４の厚み方向（Ｚ方向）における伸縮の変位量を計測した。さらに、分極方向への変位量／電界強度／層数を変位量ｄ３３^＊として算出した。下記の［表２］は誘電体素子２０４の構成及び測定結果を示す表である。

【0088】

【表2】

【0089】

上記［表２］における「材料」は各実施例における誘電体素子２０４の誘電体２１１を構成する誘電材料である。下記の［表３］は、実施例４及び５に係るＢＴ１の組成と実施例６に係るＢＴ２の組成を示す表である。下記の［表４］は、実施例７に係るＬＮＫＮ１の組成を示す表である。実施例８に係るＰＺＴ１の組成は、ＰＺＴ－ＰＺＮ（Ｐｂ（Ｚｒ_１／２Ｔｉ_１／２）Ｏ_３－Ｐｂ（Ｚｎ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３）である。

【0090】

【表3】

【0091】

【表4】

【0092】

実施例４、７及び８に係る誘電体素子２０４は２５℃、３．５ｋＶ／ｍｍ、１５ｍｉｎの条件で分極し、変位計測を実施した。一方、実施例５及び６に係る誘電体素子２０４は未分極の状態で変位計測を実施した。

【0093】

上記［表２］に示すように、実施例７に係るＬＮＫＮ１及び実施例８に係るＰＺＴ１は共にキュリー温度Ｔｃが３００℃以上、抗電界Ｅｃが１ｋＶ／ｍｍ以上の材料である。実施例７では変位量ｄ３３^＊は１９０ｐｍ／Ｖであり、実施例８では変位量ｄ３３^＊は４５０ｐｍ／Ｖであった。

【0094】

一方、実施例４－６に係るＢＴ１及びＢＴ２は、キュリー温度Ｔｃが３００℃未満、抗電界Ｅｃが１ｋＶ／ｍｍ未満の材料である。実施例４及び５では変位量ｄ３３^＊が３７０ｐｍ／Ｖ、実施例６では変位量ｄ３３^＊が３９０ｐｍ／Ｖであった。したがって、キュリー温度Ｔｃが３００℃未満、抗電界Ｅｃが１ｋＶ／ｍｍ未満の材料であってもキュリー温度Ｔｃが３００℃以上、抗電界Ｅｃが１ｋＶ／ｍｍ以上の材料と比較して遜色のない変位量が得られた。

【0095】

また、実施例４－６から、誘電体素子２０４は未分極の状態であっても、分極した状態と同程度の変位量が得られた。したがって、誘電体素子２０４は分極処理を必要としないものである。

【符号の説明】

【0096】

１００、２００…変位駆動装置
１０１…圧電アクチュエータ
１０２、２０２…駆動回路
１０３、２０３…駆動対象物
１０４…圧電素子
１０５、２０５…正極配線
１０６、２０６…負極配線
１１１…圧電体
１１２、２１２…正極
１１３、２１３…負極
１１４、２１４…正極内部電極
１１５、２１５…正極外部電極
１１６、２１６…負極内部電極
１１７、２１７…負極外部電極
２０１…アクチュエータ
２０４…誘電体素子
２１１…誘電体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】