振動波驅(qū)動設(shè)備、圖像拾取設(shè)備、光學(xué)裝置、液體排出設(shè)備和電子裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及振動波驅(qū)動設(shè)備，并且涉及包含振動波驅(qū)動設(shè)備的圖像拾取設(shè)備、光 學(xué)裝置、液體排出設(shè)備和電子裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 具有與含有大量對人體有害的鉛的鋯鈦酸鉛（PZT)等同的壓電性能的無鉛壓電 材料已被開發(fā)作為PZT的代替。近年來，如PTL1中所描述的，已提出了含有鈦酸鋇的無鉛 壓電材料。然而，鈦酸鋇具有在接近室溫的溫度（約5°C)處經(jīng)歷相轉(zhuǎn)變的晶體結(jié)構(gòu)。因 此，包含鈦酸鋇的壓電元件的壓電性能根據(jù)周圍溫度的變化而改變。作為結(jié)果，存在被消耗 以導(dǎo)致一定的壓電移位的電力根據(jù)周圍溫度而相差大量的問題。
[0003]PTL2提出了關(guān)于超聲馬達(dá)的驅(qū)動電路的技術(shù)。在PTL2中所描述的驅(qū)動電路中， 與超聲馬達(dá)并行地布置電容器，使得超聲馬達(dá)的箝位容量的變化在比室溫高的溫度范圍中 被抵消。
[0004] 引文列表
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006]PTL1 日本專利公開No. 2008-150274
[0007]PTL2 日本專利公開No. 04-17580

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 技術(shù)問題
[0009] 然而，如從PTL2的表1清楚地看出的，當(dāng)周圍溫度為0°C或更小時，電容從室溫 (20°C)處的電容大量改變。例如，在-20°C處變化率為-12. 3%。因此，難以實(shí)現(xiàn)在寬的溫 度范圍上具有穩(wěn)定的電力消耗的振動波驅(qū)動設(shè)備。
[0010] 本發(fā)明提供可在寬的操作溫度范圍上以穩(wěn)定的電力消耗驅(qū)動的包含無鉛壓電材 料的振動波驅(qū)動設(shè)備。本發(fā)明還提供包含振動波驅(qū)動設(shè)備的圖像拾取設(shè)備、光學(xué)裝置、液體 排出設(shè)備和電子裝置。
[0011] 問題的解決方案
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的方面的振動波驅(qū)動設(shè)備通過向壓電元件施加AC電壓產(chǎn)生振動波。 該振動波驅(qū)動設(shè)備包含：壓電元件，該壓電元件包含壓電材料和電極；和電容器，該電容器 與壓電元件并行連接。所述壓電材料含有作為主要成分的鈣鈦礦型金屬氧化物，該鈣鈦礦 型金屬氧化物由通式（1)代表：
[0013] (Bai_xCax)a (11^)03 ⑴
[0014]這里，滿足 1. 00 彡a彡 1. 01，0? 02 彡x彡 0? 30, 0? 020 彡y彡 0? 095 和y彡X。 所述媽鈦礦型金屬氧化物含有Mn，以金屬為基礎(chǔ)（onametalbasis)，100重量份的 鈣鈦礦型金屬氧化物中Mn的含量為大于或等于0. 02重量份且小于或等于0. 40重量 份。所述電容器含有作為主要成分的Ba、Ca、Ti和Zr。當(dāng)-60°C~+50°C的溫度范圍中 的所述壓電材料的相對介電常數(shù)的最大值為e(Pmax)、所述壓電材料的相對介電常數(shù) 的所述最大值處的溫度為Te(Pmax)、所述溫度Te(Pmax)處的所述電容器的相對介電 常數(shù)為e(Cc)、-60°C~+50°C的溫度范圍中的所述電容器的相對介電常數(shù)的最大值為 e(Cmax)、以及所述電容器的相對介電常數(shù)的所述最大值處的溫度為Te(Cmax)時，滿足 20[°C]彡Te(Cmax)-Te(Pmax)彡 75[°C]和 0? 50 彡e(Cc)/e(Cmax)彡 0? 80。
【附圖說明】
[0015] 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的振動波驅(qū)動設(shè)備的主要部分的電路圖。
[0016] 圖2是示出包含于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的振動波驅(qū)動設(shè)備中的壓電元件的結(jié)構(gòu) 的示意圖。
[0017] 圖3是表示包含于根據(jù)實(shí)施例的振動波驅(qū)動設(shè)備中的壓電元件的壓電材料和電 容器的相對介電常數(shù)相對于溫度的變化的示圖。
[0018] 圖4是表示壓電材料和電容器的組成的組成圖，其中，鈦酸鋇處于原點(diǎn)。
[0019]圖5A和圖5B是示出作為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的振動波驅(qū)動設(shè)備的超聲馬達(dá)的結(jié) 構(gòu)的示意圖。
[0020] 圖6A和圖6B是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的除塵設(shè)備的示意圖。
[0021] 圖7A~7C是示出壓電元件的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0022] 圖8A和圖8B是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的除塵設(shè)備的振動原理的示意圖。
[0023]圖9示出作為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像拾取設(shè)備的數(shù)字單鏡頭反射照相機(jī)。
[0024]圖10是作為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像拾取設(shè)備的數(shù)字單鏡頭反射照相機(jī)的主 要部分的分解透視圖。
[0025]圖11A和圖11B是作為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像拾取設(shè)備的單鏡頭反射照相機(jī) 的可互換透鏡鏡筒的主要部分的截面圖。
[0026]圖12是作為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像拾取設(shè)備的單鏡頭反射照相機(jī)的可互換 透鏡鏡筒的分解透視圖。
[0027] 圖13A和圖13B是示出包含于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液體排出設(shè)備中的液體排出 頭的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0028] 圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液體排出設(shè)備的示意圖。
[0029] 圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的液體排出設(shè)備的示意圖。
[0030] 圖16是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電子裝置的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0032] 圖1是根據(jù)實(shí)施例的振動波驅(qū)動設(shè)備的主要部分的電路圖。
[0033] 根據(jù)本實(shí)施例的振動波驅(qū)動設(shè)備包含壓電元件P和與壓電元件P并行連接的電容 器。通過在驅(qū)動電路從電源接收電力時向壓電元件P施加由驅(qū)動電路產(chǎn)生的AC電壓，壓電 元件P振動。
[0034] 電源與驅(qū)動電路連接，并且驅(qū)動電路具有當(dāng)驅(qū)動電路從電源接收電力時產(chǎn)生例如 方波或正弦波形式的周期性AC電壓的功能。從驅(qū)動電路輸出的AC電壓通過變壓器升高 到適于使壓電元件P振動的電壓，并且被施加到包含于變壓器的次級側(cè)的電路中的壓電元 件。壓電元件P與將在以下詳細(xì)描述的用于溫度補(bǔ)償?shù)碾娙萜鰿并行連接，并且與變壓器 的次級側(cè)的電感元件一起形成共振電路。因此，壓電元件P可被有效地振動。圖1所示的 變壓器可被電感元件替代。在這種情況下，電感元件與和壓電元件P并行連接的電容器C 一起形成并行共振電路，并且從驅(qū)動電路輸入的AC電壓在被升高之后施加到壓電元件P。
[0035] 壓電元件P和電容器C并行連接的狀態(tài)意味著壓電元件P的電極和電容器C的電 極并行電連接，并且連接的方法不被特別限制。例如，可通過引線、基板布線、柔性布線或金 屬板連接電極。
[0036] 驅(qū)動電路能夠通過調(diào)整輸出AC電壓的占空比等并且改變施加到壓電元件P的AC 電壓的頻率和相位來使壓電元件P以期望的振動狀態(tài)振動。
[0037] 圖2是示出包含于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的振動波驅(qū)動設(shè)備中的壓電元件P的結(jié)構(gòu) 的示意圖。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的壓電元件P至少包含壓電材料2、第一電極1和第二電極 3〇
[0038] 包含于壓電元件P中的壓電材料2含有作為主要成分的鈣鈦礦型金屬氧化物，該 鈣鈦礦型金屬氧化物由通式（1) : (Bai_xCax)a (TihZry) 03 (1. 00彡a彡1. 01，0? 02彡x彡0? 30, 0 .020彡y彡0. 095且y彡x)代表。金屬氧化物含有Mn，并且以金屬為基礎(chǔ)，100重量份的金 屬氧化物中的Mn的含量為大于或等于0. 02重量份且小于或等于0. 40重量份。
[0039]如在IwanamiRikagakuJiten, 5thedition(IwanamiShoten出版，出版日為 1998年2月20日）中描述的那樣，鈣鈦礦型金屬氧化物是具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物， 該鈣鈦礦結(jié)構(gòu)理想地為立方晶體結(jié)構(gòu)。具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物一般具有AB03的化 學(xué)式。在由通式（1)代表的金屬氧化物中，占據(jù)A位的金屬元素是Ba和Ca，并且占據(jù)B位 的金屬元素是Ti和Zr。然而，Ba和Ca原子中的一些可占據(jù)B位。類似地，Ti和Zr原子 中的一些可占據(jù)A位。
[0040] 在通式（1)中，B位處的元素與0之間的摩爾比為1:3。然而，即使當(dāng)摩爾比與1:3 稍微不同（例如，1.00:2. 94~1.00:3. 06)時，只要金屬氧化物具有作為主相的鈣鈦礦結(jié) 構(gòu)，金屬氧化物就仍包含于本實(shí)施例的范圍中。如果當(dāng)對壓電材料2執(zhí)行X射線衍射時最 強(qiáng)衍射強(qiáng)度處的峰值由鈣鈦礦結(jié)構(gòu)導(dǎo)致，那么金屬氧化物可被視為具有作為主相的鈣鈦礦 結(jié)構(gòu)?？苫诶鏧射線衍射或電子束衍射通過結(jié)構(gòu)分析確定壓電材料2是否具有鈣鈦礦 結(jié)構(gòu)。
[0041] 在通式（1)中，A位處的B