致动器以及使用其的电子设备 |
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| 申请号 | CN200910002664.0 | 申请日 | 2009-01-14 | 公开(公告)号 | CN101488723B | 公开(公告)日 | 2012-07-18 |
| 申请人 | 株式会社东芝; | 发明人 | 西垣亨彦; 长野利彦; 板谷和彦; 川久保隆; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种 致动器 以及使用其的 电子 设备，该致动器通过降低梁的翻翘的影响，最大静电电容大，此外缓和了在最大静电电容附近的静电电容的急剧的变化。本发明提供一种致动器，具备：第1梁，其从第1固定端延伸到第1连接端；第1固定部，其连结第1固定端与 基板 ，并使上述第1梁在基板的主面的上方空出间隙地 支撑 第1梁；第2梁，其从第2连接端延伸到第1作用端，与第1梁并排地设置，并且具有由从第1作用端向着第2连接端延伸的第1缝隙分割而成的第1分割部；第1连接部，其连结第1连接端与第2连接端，并且使上述第2梁在基板的主面的上方空出间隙地保持第2梁；第1固定 电极 ，其与第1分割部的、第1作用端侧的一部分相对，并且设置在基板的主面上。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种致动器，其特征在于，具备： |
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| 说明书全文 | 致动器以及使用其的电子设备技术领域[0001] 本发明涉及压电驱动方式的致动器(アクチユエ一タ)以及使用其的电子设备。 背景技术[0003] 作为MEMS致动器的驱动机构，有用静电力、热应力、电磁力、压电力等的驱动机构使梁弯曲变位的方法。其中，压电驱动方式，除了低消耗电能、低驱动电压这样的优点外，因为可动电极不会因驱动电压的作用而靠向固定电极，所以能够使致动器连续地发生大变化，从而具有电容变化率大这样的优点，而备受关注。 [0004] 但是，压电驱动型致动器，因为具有在上下电极间挟持着压电膜的长且薄的梁结构，所以因压电膜、上下电极的材料的一点儿残存应力的作用，梁便会向上下翻翘(反る)。例如，如果梁向固定电极侧翻翘，则可动电极会与固定电极接触，从而MEMS可变电容器始终表示高的电容值而静电电容不改变，此外，MEMS开关始终在ON状态而不变化为OFF状态。 另一方面，如果梁向与固定电极侧相反的一侧翻翘，则可动电极会远离于固定电极，从而在通常的驱动电压的范围中，MEMS可变电容器始终表示低的电容值而静电电容几乎不变化，此外，MEMS开关始终在OFF状态而不变化为ON状态。 [0005] 针对该梁的翻翘的问题，提出了具有折回结构的致动器(专利文献1)。但是，致动器的梁的翻翘，因为是球面形状的，所以在该折回结构的致动器中，翻翘的消除并不充分。因此，在用该结构的致动器制作了可变电容器的情况下，不能增大可动电极与固定电极的接触面积，从而静电电容的最大值(最大静电电容)小。此外，相对于施加电压的静电电容的变化，在最大静电电容附近显示出急剧的变化，从而静电电容的控制是困难的。 [0006] [专利文献1]特开2006-87231号公报 发明内容[0007] 本发明就是根据上述问题而提出的，其目的在于提供一种致动器以及使用其的电子设备，该致动器通过降低梁的翻翘的影响，最大静电电容大，此外缓和了在最大静电电容附近的静电电容的急剧的变化。 [0008] 如果采用本发明的一种方式，则提供一种致动器，其具备：基板；第1梁，其包含第1下部电极、第1上部电极、设置在上述第1下部电极与上述第1上部电极之间的第1压电 膜，并且其从第1固定端延伸到第1连接端；第1固定部，其连结上述第1固定端与上述基 板，并且使上述第1梁在上述基板的主面的上方空出间隙地支撑上述第1梁；第2梁，其包含第2下部电极、第2上部电极、设置在上述第2下部电极与上述第2上部电极之间的第2 压电膜，并且其从第2连接端延伸到第1作用端，与上述第1梁并排地设置，具有由从上述第1作用端向上述第2连接端延伸的第1缝隙分割而成的第1分割部；第1连接部，其连结 上述第1连接端与上述第2连接端，并且使上述第2梁在上述基板的上述主面的上方空出 间隙地保持上述第2梁；以及第1固定电极，其与上述第1分割部的、上述第1作用端侧的 一部分相对，并且设置在上述基板的上述主面上。 [0009] 如果采用本发明的另一方式，则提供一种电子设备，其具备将上述致动器作为容量可变电容器和高频开关中的至少任意一种而具有的电路。 [0011] 图1是例示本发明的第1实施方式的致动器的结构的示意俯视图； [0012] 图2是图1的A-A’线剖面图； [0013] 图3是图1的B-B’线剖面图； [0014] 图4是例示本发明的第1实施方式的致动器的特性的示意剖面图； [0015] 图5是例示本发明的第1实施方式的致动器的特性的曲线图； [0016] 图6(a)、(b)是分别例示第1、第2比较例子的致动器的结构的示意俯视图； [0017] 图7是用于说明在致动器中发生的翻翘的示意图； [0018] 图8(a)、(b)是分别例示第1、第2比较例子的致动器的特性的示意剖面图； [0019] 图9是例示第1、第2比较例子的致动器的特性的曲线图； [0020] 图10是例示第1比较例子的致动器的特性的曲线图； [0021] 图11是例示本发明的第1实施方式的致动器的另一结构的示意平面图； [0022] 图12是例示本发明的第1实施方式的致动器的另一特性的示意剖面图； [0023] 图13是例示本发明的第1实施方式的致动器的另一结构的示意平面图； [0024] 图14(a)、(b)是例示本发明的第1实施方式的致动器的另一结构的示意平面图； [0025] 图15(a)、(b)是例示本发明的第1实施方式的致动器的另一结构的示意平面图； [0026] 图16是例示本发明的第1实施方式的致动器的另一结构的、图1的A-A’线剖面图； [0027] 图17是例示本发明的第1实施方式的致动器的另一结构的、图1的A-A’线剖面图； [0028] 图18是例示本发明的第1实施方式的致动器的另一结构的、图1的B-B’线剖面图； [0029] 图19是例示本发明的第2实施方式的致动器的结构的示意俯视图； [0030] 图20是图19的D-D’线剖面图； [0031] 图21是图19的E-E’线剖面图； [0032] 图22是例示本发明的第2实施方式的致动器的电路的电路图； [0033] 图23是例示本发明的第2实施方式的致动器的特性的示意剖面图； [0034] 图24是例示本发明的第2实施方式的致动器的特性的曲线图； [0035] 图25是例示第3比较例子的致动器的结构的示意俯视图； [0036] 图26是例示第4比较例子的致动器的结构的示意俯视图； [0037] 图27(a)、(b)是分别例示第3、第4比较例子的致动器的特性的示意剖面图； [0038] 图28是例示本发明的第2实施方式的致动器的另一电路的电路图； [0039] 图29是例示本发明的第2实施方式的致动器的另一结构的、图19的D-D’线剖面图； [0040] 图30是例示本发明的第2实施方式的致动器的另一结构的、图19的E-E’线剖面图； [0041] 图31是例示本发明的第2实施方式的致动器的另一结构的示意俯视图； [0042] 图32是例示本发明的第2实施方式的致动器的另一结构的示意俯视图； [0043] 图33是例示本发明的第2实施方式的致动器的另一结构的示意俯视图； [0044] 图34是例示本发明的第2实施方式的致动器的另一结构的示意俯视图； [0045] 图35是例示本发明的第2实施方式的致动器的工作的示意图； [0046] 图36是例示本发明的第3实施方式的致动器的结构的示意俯视图； [0047] 图37是例示本发明的第3实施方式的致动器的特性的示意剖面图； [0048] 图38是例示本发明的第4实施方式的致动器的结构的示意俯视图； [0049] 图39是例示本发明的第5实施方式的致动器的结构的示意俯视图；以及 [0050] 图40是例示利用了本发明的实施方式的致动器的电路和电子设备的示意图。 [0051] 符号说明 [0052] 10、11、12、13、14、16、17、18、20、21、22、23、24、25、30、40、50、91、92、93、94：致 动器，76、80、81、83：端子，77、79、82：可变电容器，78：线路，101：基板，102：主面，110：第1梁，111：第1固定端，114：第1连接端，131：第1连接部，140：第1固定部，141、142、341、342：间隙，161、261、361、461、571：支撑膜，162、181、262、281、362、381、462、481、572、581： 上部电极，163、184、263、284、363、384、463、484、573、584：压电膜，164、185、264、285、364、 385、464、485、574、585：下部电极，182、282、382、482、582：上侧压电膜，183、283、383、483、 583：中间电极，210：第2梁，211：第1作用端，214：第2连接端，221、221a～221g、241、 241a、241b：第1分割部，222、222a～222f、242：第1缝隙，240：第1作用部，249：作用部， 250：第1固定电极，251、252：第1固定电极的分割部，253：第1电介质膜，310：第3梁，311： 第2固定端，314：第3连接端，331：第2连接端，340：第2固定部，410：第4梁，411：第2作用端，414：第4连接端，421、421a～421g、441：第2分割部，422、422a～422f、442：第2缝隙，440：第2作用部，450：第2固定电极，451、452：第2固定电极的分割部，453：第2电介质膜，520、529：第3连接部，521：第3分割部，522：第3缝隙，531：第4连接部，900：电子设备，910：电路。 具体实施方式[0053] 以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。 [0054] 而且，关于以下的各图，对于与关于已有的图前面所描述的要素相同的要素，赋予相同的符号并适宜省略详细的说明。 [0055] (第1实施方式) [0056] 图1是例示本发明的第1实施方式的致动器的结构的示意俯视图。 [0057] 图2是图1的A-A’线剖面图。 [0058] 图3是图1的B-B’线剖面图。 [0059] 如图1～3所示，本发明的第1实施方式的致动器10具备：基板101；设置在基板101的主面102的上方，并且从第1固定端111延伸到第1连接端114的第1梁110。并 且，进一步具备第1固定部140，该第1固定部140连结第1固定端111和基板101的主面 102，并且使第1梁110在基板101的主面102的上方空出间隙141地支撑第1梁110。即， 第1梁110由第1固定部140空出间隙141地保持在基板101的上方。 [0060] 而且，在本图以及以后的各图中，将第1梁110的延伸方向，即A-A’线方向设定为X轴，将与基板101的主面102平行且与X轴正交的方向设定为Y轴，将与X轴和Y轴正交(即垂直于主面102的)方向设定为Z轴。 [0061] 进而，致动器10进一步具备第2梁210，该第1固定部140从第2连接端214延伸到第1作用端211，并且与第1梁110并排地设置。并且，进一步具备第1连接部131，该 第1固定部140连结第1梁110的第1连接端114、第2梁210的第2连接端214，并且使 第2梁210在基板101的主面102的上方空出间隙142地保持第2梁210。即，第2梁210 经由第1连接部131以及第1梁110，由第1固定部140空出间隙142地保持在基板101的 主面102的上方。 [0062] 并且，如图1所示，第2梁210具有由第1缝隙222分割而成的第1分割部221，该第1缝隙222在从第1作用端211向着第2连接端214的方向上延伸设置。在图1所示的 例子中，第1缝隙222是一条缝隙，第1分割部221具有2个分割部，即分割部221a以及分 割部221b。 [0063] 并且，致动器10进一步具备第1固定电极250，该第1固定电极250与第2梁210的第1分割部221的、第1作用端211侧的一部分相对，并且设置在基板101的主面102上。 在第2梁210中，与第1固定电极250相对的部分成为第1作用部240。即，第1分割部221 中的与第1固定电极250相对的部分成为第1作用部240。此外，能够在第1固定电极250 的与第2梁210相对的面上设置第1电介质膜253。 [0064] 并且，如图2所示，第1梁110具有：与基板101的主面102相对的第1下部电极164；第1上部电极162；设置在第1下部电极164与第1上部电极162之间的第1压电膜 163。此外，在第1上部电极162的上侧，设置有支撑膜161。 [0065] 此外，如图3所示，第2梁210具有：与基板101的主面102相对的第2下部电极264；第2上部电极262；设置在第2下部电极264与第2上部电极262之间的第2压电膜 263。此外，在第2上部电极262的上侧，设置有支撑膜261。 [0066] 如上所述，在致动器10中，第1梁110和第2梁210具有单压电晶片结构。并且，如果利用第1上部电极162和第1下部电极164在第1压电膜163上施加电压，则由于电 致伸缩效应，与该施加电压的极性相应地，第1梁110向上方向或者下方向弯曲。此外，如果利用第2上部电极262和第2下部电极264在第2压电膜263上施加电压，则由于电致 伸缩效应，与该施加电压的大小以及极性相应地，第2梁210向上方向或者下方向弯曲。并且，与施加电压相应地，第2梁210的第2下部电极264与第1固定电极250的距离改变， 从而致动器10作为容量可变的电容器或者高频开关工作。即，第2梁210的与第1固定电 极250相对的区域成为作用部240，在该作用部240处，第2下部电极264与第1固定电极 250的距离改变，从而致动器10作为容量可变的电容器或者高频开关工作。 [0068] 此外，对于第1固定部140，能够使用例如氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氮化铝(AlN)等材料。此外，如后面说明的那样，也有第1固定部140利用第1梁110自身形成的情况。即，也有这样的情况：第1梁110自身在第1固定端111的部分处，在第1梁110的 厚度方向(Z轴方向)上弯曲，该部分连结第1梁110和基板101，并且使第1梁110在基板 101的主面102的上方空出间隙地支撑第1梁110。在此情况下，第1固定部140用构成第 1梁110的材料构成。此外，对于支撑膜161、支撑膜261、第1电介质膜253，能够使用氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氮化铝(AlN)等绝缘膜。 [0069] 此外，对于第1上部电极162、第1下部电极164、第2上部电极262、第2下部电极264、第1固定电极250，能够使用由铝(Al)、金(Au)、白金(Pt)、铜(Cu)、铱(Ir)、钨(W)、钼(Mo)等形成的层。 [0070] 此外，对于第1压电膜163和第2压电膜263，能够使用由AlN、ZnO等纤锌矿型的结晶、PZT、钛酸钡(BTO)等钙钛矿类强电介质等材料形成的层。进而，能够使用包含以下物质的层：PbTe、PbSe、PbS、HgTe、HgSe、Hg1-XCdXTe、GaSb、GaAs、InP、InAs、InSb、Ge、Mg2Si、Mg2Ge、Mg2Sn、Ca2Sn、Ca2Pb、ZnSb、ZnAs2、Zn3As2、CdSb、CdAS2、Cd3AS2、Bi2Se3、Bi2Te3、Sb2Te3、AS2Se3、AS2Te3、PtSb2、In2Se3、In2Te3、HgTe、Hg1-XCdXTe、InSb、Cd3AS2、Bi2Te3、PtSb2。 [0071] 并且，在本实施方式的致动器10中，第1下部电极164和第2下部电极264能够是同一层，包含相同材料。此外，第1上部电极162和第2上部电极262能够是同一层，包含 相同材料。此外，第1压电膜163和第2压电膜263能够是同一层，包含相同材料。但是， 本发明并不限于此。 [0072] 进而，第1连接部131能够包含与以下各层分别实质上相同的层：构成第1下部电极164的第1下部电极层、构成第1压电膜163的第1压电膜层、构成第1上部电极162的第1上部电极层。但是，本发明并不限于此。 [0073] 而且，这样的结构的致动器10，能够通过以下过程来得到：例如在基板101的主面102之上，在以规定形状形成了第1固定电极250和其上的第1电介质膜253之后，形成规 定图案的牺牲层，其后，形成第1固定部140，其后，依次叠层地形成成为下部电极的层、成为压电膜的层、成为上部电极的层、成为支撑膜的层，并将该叠层而成的层图案形成为规定形状，从而形成第1梁110、第2梁210以及第1连接部131，之后，除去牺牲层。 [0074] 而且，在致动器10中，如图2、图3所例示的，对于第1下部电极164与第1上部电极162之间的施加电压的极性，以及对于第2下部电极264和第2上部电极262的施加电压的极性成为反向。由此，利用电致伸缩效应，在第1压电膜163和第2压电膜263上产生 弯曲，从而第1作用部240向接近第1固定电极250的方向变位。此外，通过使施加电压的 极性反转，第1作用部240向远离于第1固定电极250的方向变位。 [0075] 并且，本实施方式的致动器10具有利用连接部131连接第1梁110和第2梁210的折回结构。因此，即使在构成这些梁的叠层膜(第1下部电极164、第1压电膜163、第1 上部电极162、第1支撑膜161、第2下部电极264、第2压电膜263、第2上部电极262、第2 支撑膜261)上存在应力应变(応力歪み)，也因为在第1梁110和第2梁210的延伸方向 (X轴方向)上相互抵消，所以在第1作用部240处，能够消除X轴方向的梁的翻翘的影响。 由此，能够防止因X轴方向的梁的翻翘而产生的、第2下部电极264与第1固定电极250之 间的距离的异常。 [0076] 进而，在本实施方式的致动器10中，在第2梁210上，设置有与第2梁210的延伸方向平行的第1缝隙222，该第1缝隙222在第1作用端211处开口。并且，第1作用端 211侧的第2梁210由第1缝隙222分割为多个第1分割部221(在图1的例子中，是分割 部221a和分割部221b)。因此，在多个第1分割部221中，分割部221a和分割部221b能够 各自产生弯曲变形，即，可以相互自由地移动。因此，在第1作用部240处，能够降低因Y轴方向的应力产生的梁的翻翘的影响，能够防止因Y轴方向的梁的翻翘而产生的第2下部电 极264与第1固定电极250之间的距离的异常。 [0077] 此时，第1缝隙222的长度设定得比第2梁210的、与第1固定电极250相对地形成的第1作用部240的X轴方向(第2梁210的延伸方向)的长度要长。这样，通过设置 比第1作用部240的区域要长的第1缝隙222，即第1分割部221，使得第1分割部221的 移动的自由度更高，其结果，能够得到能够实质上消除梁的翻翘的影响，最大静电电容大，此外缓和了在最大静电电容附近的静电电容的急剧的变化的致动器。 [0078] 图4是例示本发明的第1实施方式的致动器的特性的示意剖面图。 [0079] 图4是示意地表示图1的C-C’线剖面的剖面图，横轴表示Y轴方向的位置，纵轴表示Z轴方向的位置。并且，所表示的是对第1压电膜163以及第2压电膜263的施加电压是OFF时和ON时的第2梁210的状态。即，示意地表示的是OFF时和ON时的分割部221a 和分割部221b的距离第1固定电极250的高度(距离)。即，图4示意地表示第2梁210 的Y轴方向的翻翘。而且，虽然分割部221a和分割部221b具有叠层结构，但省略之，此外也省略第1电介质膜253来进行图示。 [0080] 如图4所示，在致动器10中，虽然在第2梁210的分割部221a和分割部221b上残存有一些Y轴方向的翻翘，但在ON时，分割部221a的广泛区域和分割部221b的一部分 区域与第1固定电极250(隔着第1电介质膜253)接触。由此，在第2梁210的第1作用 部240处，能够增大第2下部电极264与第1固定电极250接近的面积。由此，能够增大由 第1作用部240和第1固定电极250形成的最大静电电容。 [0081] 图5是例示本发明的第1实施方式的致动器的特性的曲线图。 [0082] 图5的横轴表示对第1压电膜163以及第2压电膜263的施加电压，纵轴表示在第2梁210的第1作用部240和第1固定电极250之间形成的静电电容。 [0083] 如图5所示，在本实施方式的致动器10中，施加电压-静电电容特性分段地变化。其与由第1分割部221的2个分割部221a、221b的施加电压形成的动作对应。这样，在本 实施方式的致动器10中，通过设置第1分割部211，静电电容分段地变化，在最大静电电容附近的静电电容的急剧的变化得到缓和。 [0084] (第1、第2比较例子) [0085] 图6(a)、(b)是分别例示第1、第2比较例子的致动器的结构的示意俯视图。 [0086] 如图6(a)所示，第1比较例子的致动器91虽然具有利用第1连接部131连接第1梁110和第2梁210的折回结构，但在第2梁210上未设置缝隙。即，没有分割部。 [0087] 此外，如图6(b)所示，第2比较例子的致动器92同样具有利用第1连接部131连接第1梁110和第2梁210的折回结构。并且，仅在第2梁210的与第1固定电极250相 对的部分，即，仅在第1作用部240的部分，设置有第1缝隙242。并且，利用第1缝隙242 设置的第1分割部241(分割部241a、241b)的X轴方向的长度与第1作用部240的X轴方 向的长度相同。即，在第2比较例子的致动器92中，第1固定电极250与第2梁210的第 1分割部241的全体相对地设置。并且，第1分割部241的X轴方向的长度，与第2梁210 和第1固定电极250相对地形成的第1作用部240的X轴方向(第2梁210的延伸方向) 的长度相同，与图1例示的本实施方式的致动器10的第1分割部221的X轴方向的长度相 比要短。 [0088] 而且，第1比较例子的致动器91和第2比较例子的致动器92，除了上述的第2梁210的俯视形状以外，与图1例示的第1实施方式的致动器10具有相同的结构。 [0089] 以下，说明这些比较例子的致动器的梁的翻翘。 [0090] 图7是用于说明在致动器中发生的翻翘的示意图。 [0091] 如图7所示，在具有第1梁110、第1连接部131、第2梁210的致动器中，在构成致动器的叠层结构的膜上发生残存应变，在叠层膜全体上发生球面状的翻翘。在图7所示的例子中，向上发生凹状的翻翘。 [0092] 此时，图6(a)、(b)所示的第1、第2比较例子的致动器91、92，因为具有折回结构，所以即使假设在第1连接端114、第2连接端214的部分上发生了大的翻翘，也在第1作用部240的部分处，用第1梁110和第2梁210相互抵消翻翘，从而使X轴方向的翻翘得到减 轻。 [0093] 但是，Y轴方向的翻翘，在第1比较例子的致动器91中未能减轻。另一方面，在第2比较例子的致动器92中，因为在第2梁210上设置有第1缝隙242，所以有能够减轻Y轴 方向的翻翘的可能性。 [0094] 图8(a)、(b)是分别例示第1、第2比较例子的致动器的特性的示意剖面图。 [0095] 即，图8(a)、(b)是分别示意地表示图6(a)、(b)的C-C’线剖面的剖面图。横轴表示Y轴方向的位置，纵轴表示Z轴方向的位置。并且，所表示的是对第1压电膜163以及第2压电膜263的施加电压是OFF时和ON时的第2梁210的状态。此外，虽然第2梁210具 有叠层结构，但省略之，此外也省略了第1电介质膜253来进行图示。 [0096] 如图8(a)所示，在第1比较例子的致动器91中，第2梁210向上凹状地翻翘。这是因膜中的残存应变而引起的，该膜中的残存应变是由于构成第2梁210的下部电极、压电膜、上部电极、支撑膜的叠层结构而产生的。因此，第2梁210变成曲面形状，第2梁210相对于第1固定电极250，仅在(隔着第1电介质膜253)曲面的一部分上接触，第2梁210与 第1固定电极250接近的部分的面积小。因此，最大静电电容小。 [0097] 另一方面，如图8(b)所示，在第2比较例子的致动器92中，因为在第2梁210的第1作用端211侧设置有第1缝隙242，所以第2梁210的第1作用部240的曲面形状与致 动器91相比得到缓和。因此，第2梁210与第1固定电极250接近的部分的面积与第1比 较例子相比变大，最大静电电容与第1比较例子相比也能够增大。但是，分割部241b不能(隔着第1电介质膜253)与第1固定电极250接触，从而其改善的程度与本实施方式的致 动器10相比要小。 [0098] 图9是例示第1、第2比较例子的致动器的特性的曲线图。 [0099] 图9的横轴表示对第1压电膜163以及第2压电膜263的施加电压，纵轴表示由第2梁210的第1作用部240和第1固定电极250形成的静电电容。并且，虚线表示第1 比较例子，实线表示第2比较例子。 [0100] 如图9所示，在第1、第2比较例子的致动器91、92中，静电电容相对于施加电压的变化在最大静电电容附近急剧地变化。以下，说明该现象。 [0101] 图10是例示第1比较例子的致动器的特性的曲线图。 [0102] 图10的横轴表示对第1压电膜163以及第2压电膜263的施加电压，纵轴表示由第2梁210的第1作用部240和第1固定电极250形成的静电电容。并且，实线表示实际 的特性，虚线例示假定为从第1固定电极250对第1作用部240，静电引力不起作用时的特 性的模拟结果。 [0103] 如图10的虚线所示，在从第1固定电极250对第1作用部240，静电引力不起作用的情况下，静电电容随着施加电压的增大而逐渐变大。但是，实际上，如果第1作用部240与第1固定电极250的距离比规定的距离小，则作用于第1作用部240与第1固定电极250 之间的静电引力会变大，从而除了因施加电压而导致的第2梁210的电致伸缩外，该静电引力也起作用，其结果，静电电容会急剧地变化(图10的实线)。 [0104] 因此，如图9的虚线所示，在作用部240上未设置有缝隙的第1比较例子的致动器91中，在最大静电电容附近静电电容急剧地变化。这是因为在致动器91中，因为未设置有分割部，所以在静电引力作用于第1作用部240时，第1作用部240不能够分段地工作的缘 故。 [0105] 另一方面，在第1作用部240上设置有缝隙的第2比较例子的致动器92中，虽然因为在第1作用部240上设置有分割部241a、241b，所以如图9的实线所示，最大静电电容比第1比较例子(图9的虚线)大一些，但是，施加电压-静电电容特性的急剧的变化的改 善比较小。可以认为其原因是在第2比较例子中，第1缝隙242仅设置在与第1固定电极 250相对的第1作用部240上，第1缝隙242的长度短。即，分割部241a、241b的X轴方向 的长度短，分割部241a、241b动作的自由度小。因此，如果静电引力起作用，则分割部241a、 241b连动地同时动作，而不能分段地动作。因此，在第2比较例子的致动器92中，推测施加电压-静电电容特性的急剧性的改善程度小。 [0106] 另一方面，如已说明的那样，在本实施方式的致动器10中，第2梁210的第1缝隙222的长度，即第1分割部221的X轴方向的长度，比第1作用部240的X轴方向的长度要 长，比第2比较例子的情况长。由此，在本实施方式的致动器10中，第1分割部221(分割部 221a、221b)的动作的自由度更高，即使假设静电引力起作用，也因为2个分割部221a、221b能够独立地分段变形，所以其结果，能够实质上消除梁的翻翘的影响，最大静电电容大，此外能够缓和在最大静电电容附近的静电电容的急剧的变化。 [0107] 而且，在上述中，所示出的是在第1下部电极164与第1上部电极162之间，以及在第2下部电极264与第2上部电极262之间的双方，施加相互极性不同的电压的例子，但 是，也可以仅在第1下部电极164与第1上部电极162之间，或者仅在第2下部电极264与 第2上部电极262之间施加电压，进行驱动。 [0108] 此外，在本实施方式中，第1缝隙222可以是1个，也可以是多个。 [0109] 图11是例示本发明的第1实施方式的致动器的另一结构的示意俯视图。 [0110] 如图11所示，在第1实施方式的另一例子的致动器11中，第2梁210，在从第1作用端211向着第2连接端214的方向上延伸地设置有6条第1缝隙222(222a～222f)，并 且具有由此分割而成的7个第1分割部221(221a～221g)。并且，第1缝隙222(222a～ 222f)、第1分割部221(221a～221g)以从第1作用端211到第1连接部131的长度设置。 并且，与第2梁210的第1分割部221的、第1作用端211侧的一部分相对地设置有第1固 定电极250。即，第1缝隙222(222a～222f)、第1分割部221(221a～221g)的X轴方向 的长度比与第1固定电极250相对的第1作用部240的X轴方向的长度要长。 [0111] 此外，如果例示图11所示的致动器11中的各要素的尺寸，则如下。 [0112] 第1梁110的从第1固定端111到第1连接端114的长度是400μm； [0113] 第1梁110的宽度(Y轴方向的长度)是40μm； [0114] 第1连接部131的长度(Y轴方向的长度)是25μm； [0115] 第1连接部131的宽度(X轴方向的长度)是40μm； [0116] 第2梁210的从第1作用端211到第2连接端214的长度是450μm； [0117] 第1缝隙222的长度是410μm； [0118] 第1缝隙222(缝隙222a～222g)的宽度是5μm； [0119] 第1分割部221(分割部221a～221g)的宽度是10μm； [0120] 第2梁210(第1作用部240)与第1固定电极250的间隔是约1μm。 [0121] 但是，本发明并不限于此。 [0122] 图12是例示本发明的第1实施方式的致动器的另一特性的示意剖面图。 [0123] 图12是示意地表示图11的C-C’线剖面的剖面图，横轴表示Y轴方向的位置，纵轴表示Z轴方向的位置。 [0124] 并且，所表示的是对第1压电膜163以及第2压电膜263的施加电压是OFF时和ON时的第2梁210的状态。而且，虽然第2梁210具有叠层结构，但省略之，此外，也省略第 1电介质膜253来进行图示。 [0125] 如图12所示，在致动器11中，因为7条第1分割部221(221a～221g)可以独立地动作，所以第1分割部221(221a～221g)的动作的自由度高，在ON时，第1分割部221的分 割部221a～221g的各个能够(隔着第1电介质膜253)接触到第1固定电极250。因此，第 1分割部221(221a～221g)与第1固定电极250接近的部分的面积与图1所例示的致动器 10相比进一步增大，最大静电电容也进一步增大。此外，因为7条第1分割部221(221a～ 221g)可以独立地动作，所以施加电压-静电电容特性也与7条第1分割部221(221a～ 221g)的动作相应地能够进一步平稳地变化。这样，致动器11能够实质上消除梁的翻翘的影响，最大静电电容大，此外能够缓和在最大静电电容附近的静电电容的急剧的变化。 [0126] 在本实施方式中，第1缝隙222，即第1分割部221的X轴方向的长度，能够设定得比第1作用部240的X轴方向的长度长。此时，第1缝隙222(第1分割部221)可以设置在从第1作用端221到第2连接端214的大致全部的区域(长度)上，也可以设置到其中 途。此外，第1缝隙222为多个时，可以就多个第1缝隙222(第1分割部221)的各个，改 变第1缝隙222(第1分割部221)的长度。 [0127] 图13是例示本发明的第1实施方式的致动器的另一结构的示意俯视图。 [0128] 如图13所示，在第1实施方式的另一例子的致动器12中，在第2梁210上，设置有在从第1作用端211向着第2连接端214的方向上延伸的4条第1缝隙222(222a～222d)，并且设置有由此分割而成的5个第1分割部221(221a～221e)。并且，第1缝隙222(222a～ 222d)，即第1分割部221(221a～221e)，设置为从第1作用端211到连接部131的中间的 长度。并且，与第2梁210的第1分割部221的、第1作用端211侧的一部分相对地设置有 第1固定电极250。即，第1缝隙222(222a～222d)、第1分割部221(221a～221e)的X 轴方向的长度，比与第1固定电极250相对的第1作用部240的X轴方向的长度要长。 [0129] 该结构的致动器12，也能够实质上消除梁的翻翘的影响，最大静电电容大，此外能够缓和在最大静电电容附近的静电电容的急剧的变化。此外，设置在第2梁210上的第1缝隙222以及第1分割部221的X轴方向的条数、长度等，能够根据构成第2梁210的叠层 膜的残存应变、机械强度等以及第1缝隙222的宽度(Y轴方向的长度)、第1分割部221的 宽度(Y轴方向的长度)、制造工序的加工精度、最大静电电容的要求规格、施加电压-静电电容特性的急剧性的要求规格等适宜地设定。 [0130] 图14(a)、(b)是例示本发明的第1实施方式的致动器的另一结构的示意俯视图。 [0131] 如图14(a)、(b)所示，在第1实施方式的另一例子的致动器13、14中，在第2梁210上设置有在从第1作用端211向着第2连接端214的方向上延伸的4条第1缝隙 222(222a～222d)，并且设置有由此分割而成的5个第1分割部221(221a～221e)。并且， 第1缝隙222(222a～222d)，即第1分割部221(221a～221e)的长度分别不同。 [0132] 在图14(a)所例示的致动器13中，第1梁110侧的第1缝隙222a(分割部221a)长，随着远离于第1梁110，第1缝隙222(第1分割部221)的长度变短。即，第1梁110侧 的第1分割部221一方动作的自由度高，随着远离于第1梁110，动作的自由度降低。 [0133] 相反，在图14(b)所例示的致动器14中，第1梁110侧的第1缝隙222a(分割部221a)短，随着远离于第1梁110，第1缝隙222(第1分割部221)的长度增加。即，第1梁 110侧的第1分割部221一方动作的自由度低，随着远离于第1梁110，动作的自由度升高。 [0134] 这样，通过改变多个分割部221的各个的动作的自由度，能够将施加电压-静电电容特性设置得急剧或者缓慢。 [0135] 进而，通过适宜地改变多个第1缝隙222(多个第1分割部221)的长度，还可以将施加电压-静电电容特性设置成任意的形状。 [0136] 而且，在本实施方式中，在第1固定电极250与第1分割部221的、第1作用端211侧的一部分相对地设置，如上所述利用多个第1缝隙设置大于等于3个的第1分割部221， 且各个的长度不同的情况下，只要第1分割部221中的任意一个比第1作用部240的长度 长即可。 [0137] 进而，还能够任意地设定由第1缝隙222分割而成的第1分割部221的宽度(Y轴方向的长度)。 [0138] 图15(a)、(b)是例示本发明的第1实施方式的致动器的另一结构的示意俯视图。 [0139] 如图15(a)、(b)所示，在第1实施方式的另一例子的致动器15、16中，在第2梁210上设置有在从第1作用端211向着第2连接端214的方向上延伸的4条第1缝隙 222(222a～222d)，并且设置有由此分割而成的5个第1分割部221(221a～221e)。并且， 第1分割部221的分割部221a～221e的宽度(Y轴方向的长度)不同。 [0140] 在图15(a)所例示的致动器15中，第1梁110侧的分割部221a、221b的宽度宽，远离于第1梁110的一侧的分割部221c～221e的宽度变细。即，第1梁110侧的分割部 一方动作的自由度低，远离于第1梁110的一方的分割部的动作的自由度升高。 [0141] 相反，在图15(b)所例示的致动器16中，第1梁110侧的分割部221a～221c的宽度细，远离于第1梁110的一侧的分割部221d、221e的宽度变宽。即，第1梁110侧的分 割部一方动作的自由度高，远离于第1梁110的一方的分割部的动作的自由度降低。 [0142] 这样，通过改变多个分割部221的各个的动作的自由度，能够将施加电压-静电电容特性设置得急剧或者缓慢。 [0143] 进而，通过适宜地改变多个第1分割部221的宽度(粗细)，还能够将施加电压-静电电容特性设置为任意的形状。 [0144] 进而，也可以同时改变多个第1分割部221的长度和宽度(粗细)。 [0145] 此外，也可以改变多个第1缝隙222的宽度。 [0146] 而且，第1固定部140能够用构成第1梁110的材料形成。 [0147] 图16是例示本发明的第1实施方式的致动器的另一结构的、图1的A-A’线剖面图。 [0148] 图16所例示的本发明的第1实施方式的致动器17，除了第1梁110的剖面结构以外，因为具有与图1所例示的致动器10相同的结构，所以仅说明第1梁110的剖面结构。 [0149] 如图16所示，在致动器17中，第1梁110在第1固定端111的部分处，在第1梁110的厚度方向(Z轴方向)上弯曲。并且，该部分连结第1梁110和基板101，使第1梁110 在基板101的主面102的上方空出间隙141地支撑第1梁110。即，第1梁110中，在第1 固定端111的附近弯曲的部分成为第1固定端140。这样构成的致动器17，也与致动器10 同样，能够提供一种通过降低梁的翻翘的影响，最大静电电容大，此外缓和了在最大静电电容附近的静电电容的急剧的变化的致动器。 [0150] 而且，图16所例示的致动器17，能够通过以下过程来得到：例如在基板101的主面102之上，在以规定形状形成了第1固定电极250和其上的第1电介质膜253之后，形成规定图案的牺牲层，其后，依次叠层地形成成为下部电极的层、成为压电膜的层、成为上部电极的层、成为支撑膜的层，并将该叠层而成的层图案形成为规定形状，从而形成第1梁 110、第2梁210以及第1连接部131，之后，除去牺牲层。 [0151] 而且，在图1所例示的致动器10、图16所例示的致动器17等中，第1梁110和第2梁210具有图2、图3、图16所例示的剖面结构，即，单压电晶片结构，但并不限于此。即，第1梁110和第2梁210 要包含被2块电极挟持着的压电膜，除了单压电晶片结构外，也 能够具有双压电晶片结构、非对称双压电晶片结构等各种结构。 [0152] 图17是例示本发明的第1实施方式的致动器的另一结构的、图1的A-A’线剖面图。 [0153] 图18是例示本发明的第1实施方式的致动器的另一结构的、图1的B-B’线剖面图。 [0154] 即，本发明的第1实施方式的另一致动器18，是在图1所例示的致动器10中，将第1梁110和第2梁210设置为双压电晶片结构的致动器，其他的俯视形状等与图1相同。 [0155] 如图17所示，在本发明的第1实施方式的另一致动器18中，第1梁110具有：与基板101的主面102相对的第1下部电极185；与第1下部电极185相对的第1上部电极 181；挟持在第1下部电极185和第1上部电极181之间的第1压电膜184。并且，进一步 具有：设置在第1压电膜184和第1上部电极181之间的第1中间电极183；设置在第1中 间电极183和第1上部电极181之间的第1上侧压电膜182。即，具有第1下部电极185、 第1压电膜184、第1中间电极183、第1上侧压电膜182、第1上部电极181叠层而成的结 构。 [0156] 另一方面，如图18所示，第2梁210具有：与基板101的主面102相对的第2下部电极285；与第2下部电极285相对的第2上部电极281；设置在第2下部电极285和第2 上部电极281之间的第2压电膜284。而且，进一步具有：设置在第2压电膜284和第2上 部电极281之间的第2中间电极283；设置在第2中间电极283和第2上部电极281之间 的第2上侧压电膜282。即，具有第2下部电极285、第2压电膜284、第2中间电极283、第 2上侧压电膜282、第2上部电极281叠层而成的结构。 [0157] 此外，第1下部电极185和第2下部电极285能够是同一层，包含相同的材料。此外，第1压电膜184和第2压电膜284能够是同一层，包含相同的材料。此外，第1中间电 极183和第2中间电极283能够是同一层，包含相同的材料。此外，第1上侧压电膜182和 第2上侧压电膜282能够是同一层，包含相同的材料。并且，第1上部电极181和第2上部 电极281能够是同一层，包含相同的材料。但是，本发明并不限于此。 [0158] 进而，第1连接部131能够包含与以下各层分别实质上相同的层：构成第1下部电极185的第1下部电极层；构成第1压电膜184的第1压电膜层；构成第1中间电极183的第1中间电极层；构成第1上侧压电膜182的第1上侧压电膜层；构成第1上部电极181的 第1上部电极层。但是，本发明并不限于此。 [0159] 并且，在图17、图18所例示的致动器18中，在第1下部电极185和第1中间电极183之间，以及在第1中间电极183和第1上部电极181之间施加电压。此外，在第2下部 电极285和第2中间电极283之间，以及在第2中间电极283和第2上部电极281之间施 加电压。并且，在第1梁110的各膜之间施加的电压的极性，与在第2梁210的各膜之间施 加的电压的极性相互相反。 [0160] 由此，在第1压电膜184收缩(伸长)时，第1上侧压电膜182伸张(收缩)，在第1梁110上产生弯曲，并且在第2压电膜284伸张(收缩)时，第2上侧压电膜282收缩 (伸张)。由此，能够使第1作用部240与第1固定电极250的距离发生变化。 [0161] 致动器18，通过在第2梁210上设置长的分割部221，具有能够实质上消除梁的翻翘的影响，最大静电电容大，此外，缓和在最大静电电容附近的静电电容的急剧的变化的效果，进而，因为具有双压电晶片结构，所以与单压电晶片结构的致动器10相比，能够降低驱动电压。 [0162] 而且，图11、图13～图16所例示的致动器11～17，也能够具有图17、图18所例示的双压电晶片结构，在此情况下，也能够降低驱动电压。 [0163] (第2实施方式) [0164] 图19是例示本发明的第2实施方式的致动器的结构的示意俯视图。 [0165] 图20是图19的D-D’线剖面图。 [0166] 图21是图19的E-E’线剖面图。 [0167] 如图19所示，本发明的第2实施方式的致动器20，具备第1梁110、第2梁210、第1连接部131。此外，虽然在该图中未图示，但进一步具备第1固定电极250、第1固定部 140。这些部件因为能够设置为与在图2、图3、图11中关于第1梁110、第2梁210、第1连 接部131、第1固定电极250、第1固定部141所说明的结构相同的结构，所以省略说明。 [0168] 并且，如图19～图21所示，致动器20进一步具备与第1梁110、第2梁210、第1连接部131、第1固定电极250、第1固定部140类似的结构的第3梁310、第4梁410、第2 连接部331、第2固定电极450、第2固定部340以及连结第2梁210的第1分割部221和 第4梁410的第2分割部421的第3连接部520。以下，说明在致动器10之外进一步设置 的这些要素。 [0169] 第3梁310从第2固定端311延伸到第3连接端314，与第1梁110并排地设置在基板101的主面102的上方。并且，设置有第2固定部340，该第2固定部340连结第2固 定端311和基板101的主面102，并使第3梁310在基板101的主面102的上方空出间隙 341地支撑第3梁310。即，第3梁310由第3固定部340空出间隙341地保持在基板101 上方。 [0170] 此外，第4梁410从第4连接端414延伸到第2作用端411，与第3梁310并排地设置在第3梁310和第2梁210之间。 [0171] 并且，设置有第2连接部331，该第2连接部331连结第3梁310的第3连接端314和第4梁410的第4连接端414，并使第4梁410在基板101的主面102的上方空出间隙 342地保持第4梁410。即，第4梁410经由第2连接部331以及第3梁310，由第2固定部 340空出间隙342地保持在基板101的主面102的上方。 [0172] 并且，第4梁410具有由第2缝隙422分割而成的第2分割部421，该第2缝隙422在从第2作用端411向着第4连接端414的方向上延伸设置。在图19所示的例子中，第2 缝隙422具有6条缝隙422a～422f，第2分割部421具有7个分割部、即分割部421a～ 421g。 [0173] 并且，与第4梁410的第2分割部421的、第2作用端411侧的一部分相对地，在基板101的主面102上设置有第2固定电极450。即，第2缝隙422、第2分割部421的长度 被设定得比第4梁410与第2固定电极450相对地形成的第2作用部440的X轴方向(第 4梁410的延伸方向)的长度要长。第4梁410中，与第2固定电极450相对的部分成为第 2作用部440。即，第2分割部421中与第2固定电极450相对的部分成为第2作用部440。 此外，能够在第2固定电极450的与第4梁410相对的面上设置第2电介质膜453。 [0174] 并且，如图20所示，第3梁310具有：与基板101的主面102相对的第3下部电极364；与第3下部电极364相对的第3上部电极362；设置在第3下部电极364与第3上部 电极362之间的第3压电膜363。此外，在第3上部电极362的上侧，设置有支撑膜361。 [0175] 此外，如图21所示，第4梁410具有：与基板101的主面102相对的第4下部电极464；与第4下部电极464相对的第4上部电极462；设置在第4下部电极464与第4上部 电极462之间的第4压电膜463。此外，在第4上部电极462的上侧，设置有支撑膜461。 [0176] 并且，第3连接部520连接第1分割部221和第2分割部421。在图19所例示的致动器20中，在第3连接部520上，设置有与第1缝隙222和第2缝隙422相同数量的实 质上与第1缝隙222和第2缝隙422相同粗细的第3缝隙522。即，第3连接部520具有由 第3缝隙522分割而成的多个第3分割部521。 [0177] 而且，在图21所示的例子中，第3连接部520具有依次叠层第5下部电极574、第5压电膜573、第5上部电极572、第5支撑膜571而成的结构，第5下部电极574、第5压电 膜573、第5上部电极572以及第5支撑膜571分别与第4下部电极464、第4压电膜463、 第4上部电极462以及第4支撑膜461成为同层。但是，本发明并不限于此。 [0178] 而且，对于上述的第3梁310、第4梁410、第2连接部331、第3连接部520，因为能够使用与在已经说明的第1梁110、第2梁210、第1连接部131中使用的层相同的层，所 以省略其详细的说明。此外，对于第2固定电极450、第2固定部340，因为能够使用与在已经说明的第1固定电极250、第1固定部140中使用的层相同的层，所以省略其详细的说明。 此外，对于上述的第3梁310、第4梁410、第2连接部331的各尺寸，能够使用在图11的说 明中所例示的第1梁110、第2梁210、第1连接部131的各尺寸。但是，本发明并不限于此。 此外，第2梁210与第4梁410的间隔，能够例如设置成10μm，但本发明并不限于此。 [0179] 此外，如图19所示，第1作用端21 1和第2作用端411分别是第2梁210和第4梁410与第1固定电极250和第2固定电极450相对的区域，即，第1作用部240和第2作 用部440的、远离于第2连接端214和第4连接端414的一侧的端部。并且，比第1作用端 211更加远离于第2连接端214的部分(面对图19的纸面地第1作用端211的右侧)，以 及比第2作用端411更加远离于第4连接端414的部分(面对图19的纸面地第2作用端 411的右侧)是第3连接部520。即，第2梁210的第1分割部211和第4梁410的第2分 割部421分别到第1作用端211以及第2作用端411为止，在该图中其右侧是第3连接部 520。 [0180] 图22是例示本发明的第2实施方式的致动器的电路的电路图。 [0181] 在图22中，端子76与第1固定电极250对应，端子80与第2固定电极450对应，可变电容器77与第1作用部240和第1固定电极250之间的静电电容对应，可变电容器79 与第2作用部440和第2固定电极450之间的静电电容对应，线路78与第3连接部520对 应。 [0182] 如图22所示，本发明的第2实施方式的致动器20能够构成将可变电容器77、79串联连接而成的可变电容器，其静电电容能够由施加在各压电膜上的电压来控制。 [0183] 图23是例示本发明的第2实施方式的致动器的特性的示意剖面图。 [0184] 图23是示意地表示图19的F-F’线剖面的剖面图，横轴表示Y轴方向的位置，纵轴表示Z轴方向的位置。并且，所表示的是对第1压电膜163、第2压电膜263、第3压电膜 363以及第4压电膜463的施加电压是OFF时和ON时的第2梁210(第1分割部221)的第 1作用部240以及第4梁410(第2分割部421)的第2作用部440的状态。 [0185] 如图23所示，在致动器20中，在OFF时，各作用部的翻翘(距离固定电极的位置)依各分割部221a～221g、421a～421g而离散地变化。并且，在ON时，第1分割部221 的各分割部221a～221g、第2分割部421的各分割部421a～421g分别与第1固定电极 250(隔着第1电介质膜253)、第2固定电极450(隔着第2电介质膜453)接触。因此，在 第2梁210的第1作用部240处，第2下部电极264与第1固定电极250接近的面积大，此 外，在第4梁410的第2作用部440处，第4下部电极464与第2固定电极450接近的面积 大。由此，能够增大由第1作用部240与第1固定电极250、第2作用部440与第2固定电 极450形成的最大静电电容。具体地，第1固定电极250与第2固定电极450之间的静电 电容，即，图22所例示的端子76与端子80之间的最大静电电容，是0.9pF。 [0186] 图24是例示本发明的第2实施方式的致动器的特性的曲线图。 [0187] 图24的横轴表示对第1～第4压电膜163、263、363、463的施加电压，纵轴表示串联连接第2梁210的第1作用部240与第1固定电极250之间的静电电容、和第4梁410的第2作用部440与第2固定电极450之间的静电电容而得到的静电电容。 [0188] 如图24所示，在本实施方式的致动器20中，根据由第1分割部221、第2分割部421形成的、分割为多个的、第1作用部240和第2作用部440的动作，施加电压-静电电容 特性分段地、离散地变化。即，如图23所例示的那样，在OFF时，各作用部的翻翘(距离固定电极的位置)依各分割部分段地、离散地变化，因此，考虑相对对压电膜的施加电压的增加，各分割部221a～221g、421a～421g依次与固定电极侧接触，从而相对施加电压，静电电容分段地、离散地变化。这样，利用本实施方式，能够控制以往控制困难的最大静电电容附近的静电电容，能够飞跃地提高基于驱动电压产生的静电电容的控制性。 [0189] (第3、第4比较例子) [0190] 图25、图26是分别例示第3、第4比较例子的致动器的结构的示意俯视图。 [0191] 如图25所示，第3比较例子的致动器93，相对于图19所例示的致动器20，未在第2梁210、第4梁410上设置缝隙。因而，也未设置连结第1分割部221、第2分割部421的 第3连接部520。并且，第1作用部240和第2作用部440被连结，成为作用部249。 [0192] 此外，如图26所示，第4比较例子的致动器94，相对于致动器20，在第2梁210和第4梁410上设置的缝隙的长度短。即，仅在第2梁210的与第1固定电极250相对的第1作用部240上设置有第1缝隙242，并且设置有由第1缝隙242分割而成的第1分割部 241。并且，仅在第4梁410的与第2固定电极450相对的第2作用部440上设置有第2缝 隙442，并且设置有由第2缝隙442分割而成的第2分割部441。即，在第4比较例子的致 动器94中，与第2梁210的第1分割部241的全体相对地设置第1固定电极250，此外，与 第4梁410的第2分割部441的全体相对地设置第2固定电极450。 [0193] 此外，如图26所示，在比第1作用端211更加远离于第2连接端214的部分，以及比第2作用端更加远离于第4连接端414的部分上，设置有第3连接部520，第3连接部520 具有由第3缝隙522分割而成的第3分割部521。在此，第1分割部241到第1作用部240 的远离于第2连接端214的一侧的端部为止，此外，第2分割部441到第2作用部440的远 离于第4连接端414的一侧的端部为止。因而，与第1、第2分割部241、441的各个的全部 相对地，设置第1、第2固定电极250、450。此外，位于比第1作用端21 1以及第2作用端 411、分别更加远离于第2连接端214以及第4连接端414的一侧的分割部，是第3连接部 520的第3分割部521，而不是第1、第2分割部241、441。 [0194] 并且，第3比较例子的致动器93和第4比较例子的致动器94，除了上述第2梁210的俯视形状和第4梁410的俯视形状以外，具有与图19所例示的第2实施方式的致动器20 相同的结构。 [0195] 图27(a)、(b)是分别例示第3、第4比较例子的致动器的特性的示意剖面图。 [0196] 即，图27(a)、(b)分别是示意地表示图25、图26的F-F’线剖面的剖面图，横轴表示Y轴方向的位置，纵轴表示Z轴方向的位置。并且，所表示的是对各压电膜的施加电压是OFF时和ON时的第2梁210的第1作用部240和第4梁410的第2作用部440的状态。 [0197] 如图27(a)所示，在第3比较例子的致动器93中，第2梁210的第1作用部240与第4梁410的第2作用部440被连结而成为作用部249，作用部249向上方翻翘为凹的 双曲线状。并且，在ON时，作用部249相对第1固定电极250、第2固定电极450仅接触曲 面的一部分(隔着第1、第2电介质膜253、453)，从而作用部249与第1固定电极250、第2 固定电极450接近的部分的面积小。因此，最大静电电容小。具体地，致动器93的最大静电电容是0.18pF。 [0198] 另一方面，此外，如图27(b)所示，在第4比较例子的致动器94中，在第1作用部240和第2作用部440上，分别设置有第1缝隙242和第2缝隙442，由此，设置有第1分割 部241和第2分割部441。因此，第1作用部240与第1固定电极250接近的部分的面积， 以及第2作用部440与第2固定电极450接近的部分的面积，与第3比较例子相比变大，从 而最大静电电容与第3比较例子相比也能够增大。但是，具体地，致动器94的最大静电电容是0.2pF，其改善的程度与本实施方式相比要小。考虑其原因是，在第4比较例子的致动器94中，由于第1缝隙241和第2缝隙421的长度短，所以如图27(b)所示，在第1作用部 240以及第2作用部440上残存双曲线状的梁的翻翘，分割部的动作的自由度低。 [0199] 如果比较这些第3、第4比较例子的图27(a)、(b)的特性、本实施方式的图23，则可知在本实施方式的致动器20中，在ON时，第1分割部221与第1固定电极250能够以大的面积接近，此外，第2分割部421与第2固定电极450能够以大的面积接近。由此，如已 经描述的那样，致动器20的最大静电电容成为0.9pF，能够大到第4比较例子的4.5倍。这是因为，在本实施方式中，第1缝隙222以及第1分割部221、第2缝隙422以及第2分割部 421的各个的长度比第4比较例子要长，因此，第1分割部221和第2分割部421的动作的 自由度更高。并且，因为各个分割部因施加电压而分段地、离散地依次动作，所以能够使施加电压-静电电容特性的曲线缓和。 [0200] 这样，如果采用本实施方式，则能够得到能够实质上消除梁的翻翘的影响，最大静电电容大，此外缓和了在最大静电电容附近的静电电容的急剧的变化的致动器。 [0201] 此外，上述的例子是在第1下部电极164与第1上部电极162之间、第3下部电极364与第3上部电极362之间施加相同极性的电压，在第2下部电极264与第2上部电极 262之间、第4下部电极464与第4上部电极462之间施加相同极性的电压，在前一组和后 一组中施加相互极性不同的电压，但本发明并不限于此。即，也可以仅在第1下部电极164与第1上部电极162之间、第3下部电极364与第3上部电极362之间施加电压，或者仅在 第2下部电极264与第2上部电极262之间、第4下部电极464与第4上部电极462之间 施加电压，并进行驱动。 [0202] 此外，在图24所例示的施加电压-静电电容特性中，所表示的是第1固定电极250和第2固定电极450之间的静电电容，即串联连接由第1作用部240与第1固定电极250形成的电容器、和由第2作用部440与第2固定电极450形成的电容器而成的静电电容，但 是，也能够连接第1固定电极250和第2固定电极450来使用。 [0203] 图28是例示本发明的第2实施方式的致动器的另一电路的电路图。 [0204] 如图28所示，在本发明的第2实施方式的致动器20的另一使用方法中，连接第1固定电极250和第2固定电极450作为1个固定电极，使用由该固定电极与第1作用部240 以及第2作用部440形成的电容器的静电电容。此时，端子81是连接第1固定电极250和 第2固定电极450而成的固定电极，端子83是第1作用部240和第2作用部440，可变电容 器82是连接第1固定电极250和第2固定电极450而成的固定电极、与第1作用部240和 第2作用部440之间的静电电容。 [0205] 在上述的致动器20中，虽然第1梁110、第2梁210、第3梁310、第4梁410具有单压电晶片结构，但并不限于此。即，这些梁只要包含被2块电极挟持着的压电膜，除了单压电晶片结构外，也能够具有双压电晶片结构、非对称双压电晶片结构等各种结构。 [0206] 图29是例示本发明的第2实施方式的致动器的另一结构的、图19的D-D’线剖面图。 [0207] 图30是例示本发明的第2实施方式的致动器的另一结构的、图19的E-E’线剖面图。 [0208] 即，第2实施方式的另一致动器21，是在图19所例示的致动器20中，将各梁设置为双压电晶片结构的致动器，其他的俯视形状等与图19相同。 [0209] 如图29所示，在本发明的第2实施方式的另一致动器21中，第3梁310具有：与基板101的主面102相对的第3下部电极385；与第3下部电极385相对的第3上部电极 381；设置在第3下部电极385和第3上部电极381之间的第3压电膜384。并且，进一步 具有：设置在第3压电膜384和第3上部电极381之间的第3中间电极383；设置在第3中 间电极383和第3上部电极381之间的第3上侧压电膜382。即，具有第3下部电极385、 第3压电膜384、第3中间电极383、第3上侧压电膜382、第3上部电极381叠层而成的结 构。 [0210] 此外，第1梁110的剖面结构，即A-A’线剖面，能够设置为与图29相同。 [0211] 另一方面，如图30所示，在致动器21中，第4梁410具有：与基板101的主面102相对的第4下部电极485；与第4下部电极485相对的第4上部电极481；设置在第4下部 电极485和第4上部电极481之间的第4压电膜484。而且，进一步具有：设置在第4压电 膜484和第4上部电极481之间的第4中间电极483；设置在第4中间电极483和第4上 部电极481之间的第4上侧压电膜482。即，具有第4下部电极485、第4压电膜484、第4 中间电极483、第4上侧压电膜482、第4上部电极481叠层而成的结构。 [0212] 此外，第3连接部520具有第5下部电极585、第5压电膜584、第5中间电极583、第5上侧压电膜582以及第5上部电极581叠层而成的结构，第5下部电极585、第5压电 膜584、第5中间电极583、第5上侧压电膜582以及第5上部电极581分别与第4下部电 极485、第4压电膜484、第4中间电极483、第4上侧压电膜482以及第4上部电极481成 为同一层。但是，本发明并不限于此。 [0213] 而且，第2梁210的剖面结构，即B-B’线剖面，能够设置为与图30相同。 [0214] 而且，第1～第5下部电极185、285、385、485、585能够是同一层，包含相同的材料。此外，第1～第5压电膜184、284、384、484、584能够是同一层，包含相同的材料。此外，第1～第5中间电极183、283、383、483、583能够是同一层，包含相同的材料。此外，第1～第5上侧压电膜182、282、382、482、582能够是同一层，包含相同的材料。并且，第1～第5上部电极181、281、381、481、581能够是同一层，包含相同的材料。但是，本发明并不限于此。 [0215] 进而，第1连接部131和第2连接部331，能够具有与构成上述的各梁的叠层结构相同的叠层结构。但是，本发明并不限于此。 [0216] 致动器21具有能够实质上消除梁的翻翘的影响，最大静电电容大，此外缓和在最大静电电容附近的静电电容的急剧的变化的效果，进而，因为具有双压电晶片结构，所以与单压电晶片结构的致动器20相比，能够降低驱动电压。 [0217] 此外，在上述的致动器20、21中，第1固定部140、第2固定部340，也能够如图16所例示的致动器17那样，分别用第1梁110、第3梁310构成。 [0218] 此外，在本实施方式中，第1缝隙222以及第2缝隙422，即由它们形成的第1分割部221以及第2分割部421的数量、长度(X轴方向的长度)、宽度(Y轴方向的长度)是任意的。以下说明例子。 [0219] 图31是例示本发明的第2实施方式的致动器的另一结构的示意俯视图。 [0220] 如图31所示，在本发明的第2实施方式的另一例子的致动器22中，第1分割部221的分割部221a～221e的粗细不同。即，第1分割部221的、第1梁110侧的分割部 (221a～221c)细，第1分割部221的、远离于第1梁110的一侧的分割部(221d、221e)粗。 此外，第2分割部421的、第3梁310侧的分割部(421a～421c)细，第2分割部421的、远 离于第3梁310的一侧的分割部(421d、421e)粗。这样，通过改变各分割部的粗细，能够将施加电压-静电电容特性控制为任意的形状。 [0221] 图32是例示本发明的第2实施方式的致动器的另一结构的示意俯视图。 [0222] 如图32所示，在本发明的第2实施方式的另一例子的致动器23中，第2分割部421的分割部421a～421g的各个的粗细相同，但第1分割部221的分割部221a～221e的 粗细不同。并且，第1分割部221的数量与第2分割部421的数量不同。并且，第3连接部 520，在连接第1分割部221和第2分割部421时，将第2分割部421的2条分割部(421f、 421g)与第1分割部221的1条分割部(221e)连接在一起。此外，将第2分割部421的2 条分割部(421d、421e)与第1分割部221的1条分割部(221d)连接在一起。这样，第3连 接部520，在连接第1分割部221和第2分割部421时，各个分割部的连接条数、构成是任意的。 [0223] 图33是例示本发明的第2实施方式的致动器的另一结构的示意俯视图。 [0224] 如图33所示，在本发明的第2实施方式的另一例子的致动器24中，第1分割部221的分割部221a～221e的粗细不同。即，第1分割部221的、第1梁110侧的分割部 (221a～221c)细，第1分割部221的、远离于第1梁110的一侧的分割部(221d、221e)粗。 此外，第2分割部421的、第3梁310侧的分割部(421a、421b)粗，第2分割部421的、远离 于第3梁310的一侧的分割部(421c～421e)细。这样，通过改变各分割部的粗细，能够将 施加电压-静电电容特性设置为任意的形状。 [0225] 此外，在本实施方式的各种例子中，图19和图31所例示的致动器20、22其第1～第4梁的结构相对于第2梁210与第4梁410之间的中心线G-G’是对称的。在此情况下，Y轴方向的梁的翻翘被抵消，第1分割部221和第2分割部421的各分割部相对于中心线 G-G’成为对称。由此，能够得到稳定的动作。 [0226] 另一方面，在图32、图33所例示的致动器23、24中，第1梁110和第3梁310相对于第2梁210与第4梁410之间的中心线G-G’是对称的，但第2梁210和第4梁410的结 构相对于中心线G-G’是非对称的。这样，在第2梁210和第4梁410相对于中心线G-G’ 是非对称的情况下，第2梁210和第4梁410的动作成为非对称。并且，第1分割部221和 第2分割部421的各自的动作也能够设置成非对称，由此，能够任意地改变施加电压-静电电容特性的曲线的形状。 [0227] 此外，也能够将第1梁110和第3梁310相对于第2梁210与第4梁410之间的中心线G-G’设置成非对称。 [0228] 此外，第1连接部131和第2连接部331也能够相对于第2梁210与第4梁410之间的中心线G-G’设置成对称。此外，也能够设置成非对称。 [0229] 并且，第3连接部520也能够相对于第2梁210与第4梁410之间的中心线G-G’设置成对称。此外，也能够设置成非对称。 [0230] 此外，在本实施方式中，第3连接部520连接第1分割部221和第2分割部421，但此时，能够将分割而成的全部的分割部之间进行连接，也能够连接其一部分。 [0231] 图34是例示本发明的第2实施方式的致动器的另一结构的示意俯视图。 [0232] 如图34所示，在本发明的第2实施方式的另一例子的致动器25中，仅第1分割部221的分割部221g与第2分割部421的分割部421g由第3连接部529连接在一起。这样， 也能够仅连接分割部的一部分。 [0233] 图35是例示本发明的第2实施方式的致动器的动作的示意图。 [0234] 图35(a)例示的是图19所例示的致动器20的第2作用部440的OFF时的状态的模拟结果，图35(b)例示的是图34所例示的致动器25的第2作用部440的OFF时的状态 的模拟结果。而且，与第2作用部440连接的第1作用部240的状态，因为与各个第2作用 部440的状态是对称的，所以在这些图中，仅描绘第2作用部440。 [0235] 如图35(a)所示，在第1分割部221的分割部221a～221g与第2分割部421的分割部421a～421g分别相连接的致动器20中，各分割部随着从分割部421a到分割部421g， 连续且逐渐地向下方向(接近第2固定电极450的方向)变位。并且，第2作用部440与 第2固定电极450的距离，无论就哪一个分割部421a～421g而言都比较近，此外，与第2 固定电极450的距离连续地变化。 [0236] 与此相对，如图35(b)所示，在仅分割部221g与分割部421g相连接的致动器25的情况下，仅分割部421g与第2固定电极450的距离近，此外的分割部421a～421f与第 2固定电极450的距离变大。并且，该距离就分割部421f而言最大，分割部421a最小。 [0237] 因而，在第1分割部221的分割部221a～221g与第2分割部421的分割部421a～g分别相连接的致动器20中，具有各分割部顺序向固定电极的方向动作的特性，此外，因为OFF时的作用部与固定电极的距离能够变小所以能够降低驱动电压。另一方面，在第1分割部221的分割部221a～221g与第2分割部421的分割部421a～421g的一部分相连接的 致动器25的情况下，就连接的分割部和未连接的分割部而言，因为与固定电极的距离大不相同，所以能够使各分割部的工作的工作电压大不相同。因此，能够使施加电压-静电电容特性的曲线缓和，利用其，能够任意地改变施加电压-静电电容特性。 [0238] 此外，在图34中，第1分割部221的分割部221g、第2分割部421的分割部421g这1组连接在了一起，但连接的组数是任意的。并且，依连接第1分割部221和第2分割部 421的条数，能够改变分割部的位置(距离固定电极的高度)。此外，连接分割部的位置也是任意的。进而，不仅连接的条数、位置等，还能够利用连接它们的第3连接部520的尺寸、膜结构等改变分割部的位置(距离固定电极的高度)。 [0239] 此外，上述的致动器22～25的各梁，也能够设置成在图29、图30中例示了剖面结构的双压电晶片结构。 [0240] (第3实施方式) [0241] 图36是例示本发明的第3实施方式的致动器的结构的示意俯视图。 [0242] 如图36所示，本发明的第3实施方式的致动器30具备：第1梁110、第2梁210、第1连接部131、第3梁310、第4梁410以及第2连接部331。此外虽然未图示，但具备： 第1固定电极250、第1固定部140、第2固定电极450以及第2固定部340。有关它们，因 为能够设置为与在第1、第2实施方式中所说明的相同，故而省略说明。 [0243] 并且，致动器30进一步具备连接第2梁210的第2连接端214和第4梁410的第4连接端414的第4连接部531。 [0244] 即，致动器30，代替致动器20中的连接作用端之间的第3连接部520，而设置有连接第2、第4连接端214、414的第4连接部531。即，以2组设置图11所例示的致动器11，并在各个的连接端连接它们。 [0245] 图37是例示本发明的第3实施方式的致动器的特性的示意剖面图。 [0246] 图37是示意地表示图36的F-F’线剖面的剖面图，图的定义与图23的定义相同。 [0247] 如图37所示，在致动器30中，在OFF时，各作用部240、440的翻翘被实质上消除，第1分割部221a～221g以及第2分割部421a～421g的分别距离第1固定电极250以及第2固定电极450的位置大致相同。考虑这是因为通过以2组设置图11所例示的致动器 11，并在连接端连接它们，Y轴方向的梁的翻翘得到抵消的缘故。此外，在ON时，第1分割部 221的各分割部221a～221g、第2分割部421的各分割部421a～421g分别与第1固定电 极250(隔着第1电介质膜253)、第2固定电极450(隔着第2电介质膜453)连接。因此， 在第2梁210的第1作用部240处，第2下部电极264与第1固定电极250接近的面积大， 此外，在第4梁410的第2作用部440处，第4下部电极464与第2固定电极450接近的面 积大。由此，能够增大由第1作用部240与第1固定电极250、第2作用部440与第2固定 电极450形成的最大静电电容。具体地，能够将最大静电电容设定为0.6pF。 [0248] 而且，在改变为在图36所例示的结构中、在第2梁210和第4梁410上不设置缝隙的第5比较例子的情况下，其静电电容是0.1pF。这样，第3实施方式的致动器30，能够得到不设置缝隙的第5比较例子的6倍的最大静电电容。 [0249] 此外，在本实施方式的致动器30中，因为第1、第2作用部240、440分别被分割为第1分割部221(分割部221a～221g)、第2分割部421(分割部421a～421g)，所以因为分割部221a～221g、分割部421a～421g分段地、离散地动作，所以能够得到缓慢地变化的施加电压-静电电容特性。 [0250] 这样，利用本实施方式，能够提供通过降低梁的翻翘的影响，最大静电电容大，此外缓和了在最大静电电容附近的静电电容的急剧的变化的致动器。 [0251] 而且，在本实施方式中，第1缝隙222以及第2缝隙422，即由它们形成的第1分割部221以及第2分割部421的数量、长度(X轴方向的长度)、宽度(Y轴方向的长度)是任意的。 [0252] 此外，第1～第4梁110、210、310、410以及第1、第2、第4连接部131、331、531能够相对于第2梁210与第4梁410之间的中心线G-G’设置成对称。由此，能够得到稳定的动作。此外，也能够设置成非对称。由此，能够任意地改变施加电压-静电电容特性的曲线。 此外，第1～第4梁110、210、310、410能够具有单压电晶片结构、双压电晶片结构、非对称单压电晶片结构等各种结构。 [0253] 进而，也可以组合第2实施方式的结构和第3实施方式的结构。即，也能够设置连接第1分割部221和第2分割部421的第3连接部520，进而，设置连接第2梁210的第2连接端214和第4梁410的第4连接端414的第4连接部531。 [0254] (第4实施方式) [0255] 图38是例示本发明的第4实施方式的致动器的结构的示意俯视图。 [0256] 如图38所示，在本发明的第4实施方式的致动器40中，相对于图19所例示的致动器20，改变了第1固定电极250以及第2固定电极450的俯视形状。 [0257] 即，随着从第2梁210与第4梁410的中心线G-G’远离，第1固定电极250和第2固定电极450的X轴方向的长度变长。由此，分割部221a～221g、分割部421a～421g分 别与第1固定电极250和第2固定电极450相对地形成的、分割的作用部的面积改变，从而 施加电压-静电电容特性的控制性提高。 [0258] 而且，在依与中心线G-G’的距离(位置)改变第1固定电极250以及第2固定电极450的X轴方向的长度的情况下，在各个位置处，第1固定电极250和第2固定电极450 分别与第1分割部221的、第1作用端211侧的一部分和第2分割部421的、第2作用端 411侧的一部分相对。即，第1分割部221的多个分割部之一的X轴方向的长度，以及第2 分割部421的多个分割部之一的X轴方向的长度，只要在距离中心线G-G’的其位置处，比第1固定电极250、第2固定电极450的X轴方向的长度长即可。 [0259] 此外，在图38中，随着远离于中心线G-G’，使第1固定电极250和第2固定电极450的X轴方向的长度加长，但相反也可以。进而，第1固定电极250和第2固定电极450 的X轴方向的长度不仅能够单调地增加或者单调地减小，而且也能够利用具有各种曲线的函数使其变化。 [0260] (第5实施方式) [0261] 图39是例示本发明的第5实施方式的致动器的结构的示意俯视图。 [0262] 如图39所示，在本发明的第5实施方式的致动器50中，相对于图19所例示的致动器20，改变了第1固定电极250以及第2固定电极450的俯视形状。 [0263] 即，第1固定电极250被分割为2个，具有分割部251、252。此外，第2固定电极450被分割为2个，具有分割部451、452。即，致动器50能够具有基于分割部251、252、451、452这4个固定电极的4个可变电容器，并利用各个的连接方式，得到具有各种施加电压-静电电容特性的致动器。 [0264] 进而，在图39中，改变了第1固定电极250的分割部251、252的X轴方向的长度、第2固定电极450的分割部451、452的X轴方向的长度。由此，能够改变在各电极间形成的电容器的静电电容，使施加电压-静电电容的控制性进一步提高。 [0265] 而且，以上例示的致动器10～18具有设置了第1梁110和第2梁210的1个折回结构，致动器20～25、30、40、50具有除此之外，还进一步设置了第3梁310和第4梁410的2个折回结构，但本实施方式并不限于此，也可以具有3个或3个以上的折回结构。 [0266] 而且，以上说明的本发明的实施方式的致动器，能够用作为压电驱动型可变电容器、电容型开关等。 [0267] 此外，能够使用利用以上说明的本发明的实施方式的致动器形成的容量可变电容器、高频开关(电容型开关)等，制作各种电路。 [0268] 图40是例示利用了本发明的实施方式的致动器的电路和电子设备的示意图。 [0269] 如图40所示，能够制作电路910，该电路910组装有利用本发明的实施方式的致动器制作的容量可变电容器，并内置频率可变的滤波器。此外，该电路910例如能够用于移动电话等各种电子设备900。 [0270] 以上，参照具体例子说明了本发明的实施方式。但是，本发明并不限于这些具体例子。例如，关于构成致动器的各要素的具体的结构，只要本领域技术人员能够通过从公知的范围中进行适宜选择，来同样地实施本发明，并得到同样的效果，其就包含在本发明的范围中。 [0271] 此外，在技术上可能的范围中组合各具体例子的任意2个或2个以上的要素而得到的方案，只要包含本发明的主旨，就包含在本发明的范围中。 [0272] 此外，以作为本发明的实施方式在上面说明的致动器为基础，本领域技术人员进行适宜设计改变并实施而得到的全部的致动器，只要包含本发明的主旨，就属于本发明的范围。 |
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