專利名稱：：壓電陶瓷傳感器及便攜式設備的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種基于壓電橫向效應面撓曲和變形的壓電陶瓷傳感器，以及使用壓電陶瓷傳感器的便攜式設備。
背景技術：
：近年來，便攜式設備例如便攜式電話、筆記本式個人計算機、個人數字助理(PDA)以及諸如此類被頻繁使用。這些便攜式設備隨著網絡系統(tǒng)和軟件的發(fā)展已服務于各種不同的使用目的，用戶使用起來也更為方便。由此，便攜式設備插件板上的各類功能部件例如揚聲器、話筒、接收機、振動器、攝像器、液晶顯示屏、存儲卡、LSI、紅外線通信模塊等等的數量，日趨增加。為提高便攜式設備的輕便性和方便性，很需要縮減其體積并減小其厚度。但是，便攜式設備中使用的功能部件的增加妨礙了便攜式設備縮減體積。此外，當便攜式設備墜落時，由于功能部件互相碰撞或者功能部件與殼體碰撞，便攜式設備中的功能部件可能損壞。因此，在考慮預防功能部件破損的時候，功能部件的安排以及功能部件之間的空間設計就變得重要了。再有，為了更廣泛應用便攜式設備，開發(fā)以低成本制造和安裝便攜式設備中的部件的技術是必需的。在便攜式設備中，使用了各種響應電信號驅動的可動部件。作為這些可動部件，在便攜式設備中有例如聲器件、振動器、攝像器快速變焦機構和諸如此類。在具有液冷型冷卻系統(tǒng)的個人計算機和PDA中則有冷卻液循環(huán)泵。另外，電池用作便攜式設備的電源。為此，由于電磁型驅動源例如直流(DC)馬達或磁力-機械力轉換器能在低電壓如3至5伏下驅動，并且成本低，所以電磁型驅動源被用作驅動可動部件的驅動源。但是，因為電磁線圈或永久磁鐵被用作電磁型驅動源，所以在保持驅動源的驅動性能的同時，要縮減驅動源的體積在技術上是困難的。例如在便攜式設備中，電磁揚聲器用作產生輸入聲音的聲器件，但電磁揚聲器有大約3mm的厚度，當電磁揚聲器進一步縮減體積和變薄時，電磁揚聲器的性能便會降低。因此，一般認為縮減體積和減小厚度是困難的。因此，作為上述可動部件的驅動源，壓電陶瓷傳感器，因其不用電磁功能，具有高的電-機能量轉換效率和縮減體積減小厚度的優(yōu)點，而備受用戶注意。當直流電壓施加至壓電陶瓷傳感器時，傳感器會變形，并且壓電陶瓷傳感器能移動一個目標。此外，當適當的頻率的交流電壓施加至壓電陶瓷傳感器時，壓電陶瓷傳感器以該頻率驅動。因此，壓電陶瓷傳感器能振動一個目標。已提出過各種類型壓電陶瓷傳感器作為機械驅動源，并已投入實際應用。例如在“UltrasonicElectronicsVibrationTheory-BasicsandApplications-”(editedbyYoshiroTOMIKAWA，AsakuraPublishingCo.，Ltd.，February20，1998，pp.104-131)中，詳細寫明了由壓電橫向效應和傳感器的移動所致的壓電陶瓷傳感器的撓曲和變形。在圖1中表示了一個壓電陶瓷傳感器的例子。圖1是常規(guī)壓電陶瓷傳感器的略圖。如圖1所示，常規(guī)壓電陶瓷傳感器101由兩塊壓電陶瓷板103和104，在薄板形的、由金屬材料制成并作為施加電壓的一個電極的永久彈性體102上，以粘合劑粘結而構成，壓電陶瓷板被極化并在兩個主表面上設有電極105。在這個壓電陶瓷傳感器101中，為給每塊壓電陶瓷板103和104施加電壓?？偣?根導線106分別連接至電極105和永久彈性體102。這種有兩塊壓電陶瓷板103和104粘結結構的壓電陶瓷傳感器101一般稱作雙壓電晶片型。如果設計壓電陶瓷板103和104的極化效果是使壓電陶瓷板103和104之一在其縱向收縮，而另一在其縱向膨脹，當電壓施加至壓電陶瓷傳感器101的壓電陶瓷板103和104上時，壓電陶瓷傳感器101就會在其厚度方向上彎曲和位移。這種運動不管壓電陶瓷傳感器101的平坦表面是什么形狀例如矩形、正方形、圓形等等，都同樣地產生。此外，當交流電壓施加到這個壓電陶瓷傳感器101上時，壓電陶瓷傳感器在其厚度方向上振動。當調整所加的交流電壓的頻率時，可以觀察到壓電陶瓷傳感器101以自然周期諧振，這取決于壓電陶瓷傳感器101的尺寸、材料等等，并且，壓電陶瓷傳感器101的幅度可以最大化。進一步，如上所述，具有3至5伏輸出電壓的電池常被用作便攜式設備的電源。但是，一般都知道壓電陶瓷傳感器的工作電壓比電磁型驅動電源的高。為解決這一問題，已有推薦多層型壓電陶瓷振動器。這個振動器以交替堆積薄的壓電陶瓷板和電極的方法生成，能通過提高所加電場強度以低電壓驅動。例如，如圖2所示，通過交替堆積電極層115和壓電陶瓷層113所得的壓電陶瓷振動器111已披露在“MechanicalQualityFactorofMultilayerPiezoelectricCeramicTransducers”(YashuhiroSASAKIetal.，Jpn.Appl.Phys.Vol.40(2001)，Part1，No.5B，pp.3549-3551，May2001)中。在圖2中，彼此面對、每對中間夾有壓電陶瓷層113的電極層115，線連至第一外部電極116，使彼此在電氣上并聯。此外，第二外部電極117在壓電陶瓷振動器111的兩個主表面的幾乎整個區(qū)域形成，并且，壓電陶瓷振動器111配置成能從這些電極引出電氣端子(未示)。但是，利用壓電橫向效應及彎曲和位移將壓電陶瓷傳感器實際應用于便攜式設備，還有下述一些問題。首先，操作圖1所示，雙壓電晶片型壓電陶瓷傳感器，需要在壓電陶瓷傳感器的厚度方向上從壓電陶瓷傳感器的兩個主表面的每一面引出至少一根電氣端子導線，并從永久彈性體引出一根電氣端子導線，也就是說總共要引出三根導線。對于便攜式設備中機械驅動源的運動，要求頻繁的運動和長時間的穩(wěn)定性。但是，隨著電氣端子導線數目變大，斷開的可能性增加。另外，當壓電陶瓷傳感器振動時，出現的問題是由于來自電氣端子導線的聲輻射而產生噪聲。另外，由于電氣端子導線連接至壓電陶瓷傳感器厚度方向上的兩個主表面，所以安排在壓電陶瓷傳感器厚度方向上的兩個主表面上的這些電氣端子導線變成障礙物。因為這些問題，不僅使壓電陶瓷傳感器的位移或振動所要發(fā)送的目標的結合位置受到限制，而且要求保證電氣端子導線占用的空間和位移運動的空間兩者。因此，不希望丟失壓電陶瓷傳感器體積縮減和形狀變薄的特點。另外，因為電極在壓電陶瓷傳感器厚度方向上兩個主表面形成，所以在目標由金屬制成的情況下，加至壓電陶瓷傳感器的電能被漏泄至目標。因此，擔心由目標的腐蝕會引起可靠性的降低，也擔心基于電能經過目標向構成元件例如便攜式設備的外殼等等傳輸對人體的不利影響，和/或噪聲混合至其他的部件。其次，當機械驅動源安裝在便攜式設備中時，要求以往得不到的小尺寸和薄形狀。在這種情況下，構成壓電陶瓷傳感器的壓電陶瓷板(壓電層)和永久彈性體必然地由薄板形狀制成。在壓電陶瓷板的燒結處理中，當燒結薄板時，在薄板中產生燒結畸變。這種燒結畸變產生電極的尺寸誤差和壓電材料的特性降級。另外，在將永久彈性體結合至壓電陶瓷板的處理中，在結合至永久彈性體的壓電陶瓷板表面上產生失匹。因為結合處理中的不規(guī)則性，壓電陶瓷傳感器的可靠性降低。為了使燒結畸變變小，壓電陶瓷板的預制體以大于最終壓電陶瓷板尺寸的尺寸形成，然后燒結這個預制體。然后，對燒結體進行研磨和拋光，以得到具有所希望的尺寸的板。由于這些處理。壓電陶瓷板的制造成本增加。還有，因為每塊壓電陶瓷板是很薄的板，缺陷例如斷裂、破裂和/或諸如此類在制造過程中對壓電陶瓷板進行處理時容易發(fā)生。這導致產量下降，結果是制造成本增加。第三，當壓電陶瓷傳感器振動時，存在一個頻帶問題?，F在考慮利用壓電陶瓷傳感器獲得所希望的振動頻率。在壓電陶瓷傳感器的諧振頻率上壓電陶瓷傳感器的振動幅度增加，而在低于壓電陶瓷傳感器的基波諧振頻率的頻率上幅度急劇地衰減。也就是說，在能根據所要求的頻率調整基波諧振頻率的情況下，方便性得到改善。作為一個示例，在將壓電陶瓷傳感器應用于揚聲器的情況下，當壓電陶瓷傳感器在可聽的頻帶300Hz至1kHz范圍內具有兩個或多個諧振頻率時，則低聲區(qū)域的聲壓電平是均衡的。因此，具有優(yōu)秀音色品質的揚聲器能得以具體實現，使揚聲器能真實地重現低音區(qū)域的聲音，而通過利用壓電陶瓷傳感器的常規(guī)楊聲器重現低音區(qū)域的聲音是困難的。但是，基于構成壓電陶瓷傳感器的材料的物理性質和形狀的基波諧振頻率是唯一地確定了的，所以很難任意改變單個壓電陶瓷傳感器的諧振頻率。因此，為了具有兩個或多個諧振頻率，要求制造多個具有不同形狀的壓電陶瓷傳感器。結果是由于這樣的壓電陶瓷傳感器制造成本增加，所以在實際應用中將這些壓電陶瓷傳感器用作便攜式設備的機械驅動源的可能性降低。
發(fā)明內容考慮到上述問題，本發(fā)明的第一目的是提供一種壓電陶瓷傳感器，其具有高操作可靠性和制造便利性，而同時具有縮減壓電陶瓷傳感器體積及減小其厚度的特點，以及一種使用該壓電陶瓷傳感器的便攜式設備。除了上面的目的以外，本發(fā)明的第二個目的是提供一種其基波諧振頻率可調的壓電陶瓷傳感器，以及使用該壓電陶瓷傳感器的便攜式設備。為達到第一目的，根據本發(fā)明的壓電陶瓷傳感器，是一種通過向該傳感器施加使其在其厚度方向上彎曲和位移的壓電陶瓷傳感器，傳感器包括兩個壓電活性層，每個都有至少一個壓電層，經過電極層分別對它們施加電壓，致使一個壓電活性層膨脹，另一個則收縮；兩個絕緣層，其間設置有兩個壓電活性層，兩個絕緣層分別安排在壓電陶瓷傳感器厚度方向上的兩個表面上；和電極焊盤，其僅安排在兩個絕緣層中的一個之上，并在電氣上與電極層相連。壓電活性層和絕緣層由彼此相同的材料制成，并經過燒結彼此結為整體。如上所述，兩個壓電活性層設置在兩個絕緣層之間，兩個絕緣層分別安排在傳感器厚度方向上的傳感器兩個表面上，因此，與電極層的電氣連接能只引至一個絕緣層。結果是，與外部電氣連接的導線能只從壓電陶瓷傳感器的一個表面引出，因而能使包括導線在內的壓電陶瓷傳感器體積縮小、厚度變薄。此外，因為壓電活性層和絕緣層是由彼此相同的材料制成的，并經過燒結彼此形成為整體，所以基于各層互相堆積的結合處理就不必要了。因此，制造過程簡化，壓電陶瓷傳感器抗機械破損的可靠性也得以改善。另外，由于電極焊盤只安排在壓電陶瓷傳感器的一個表面上，所以壓電陶瓷傳感器的位移所要發(fā)送的目標就能結合至安排有壓電陶瓷傳感器電極焊盤的表面相對的整個表面上。因此，壓電陶瓷傳感器的位移能有效地發(fā)送至目標。另外，在壓電陶瓷傳感器中，各層是彼此之間作為整體形成的，燒結畸變極大地降低。因此，當壓電陶瓷傳感器和目標互相結合時，機械加工例如研磨之類是不必要的，結合處理易于進行。除此以外，目標結合的表面是絕緣層，即使目標是由金屬制成的，壓電陶瓷傳感器也能與目標結合。因此，根據本發(fā)明的壓電陶瓷傳感器的安裝位置沒有限制。每一壓電活性層可由單一壓電層構成，或者由被電極層分隔的多個壓電層構成。另外，根據本發(fā)明的壓電陶瓷傳感器最好還有一個介于兩個壓電活性層之間的中間絕緣層。這樣，由兩個壓電活性層引起的壓電效應能更有效地產生，引至外部的導線數目也能減少。關于兩個壓電活性層的極化方向，最好是在一個壓電活性層與另一壓電活性層之間彼此最靠近的兩個壓電層的極化方向彼此相同。這樣，在極化處理和驅動期間所施加的電壓能夠降低。最好是將彈性體結合至根據本發(fā)明的壓電陶瓷傳感器的兩個絕緣層中的至少一個絕緣層上。通過適當選擇彈性體的材料、尺寸等等，能調整壓電陶瓷傳感器的位移和基波諧振頻率兩者。另外，通過在壓電陶瓷傳感器上附接一個穩(wěn)定部件并將彈性體結合至穩(wěn)定部件，使穩(wěn)定部件的位移變得小于壓電陶瓷傳感器端部的位移，也能調整壓電陶瓷傳感器的位移和基波諧振頻率兩者。這樣，通過在與壓電陶瓷傳感器中心位置不同的位置上附接穩(wěn)定部件，能制成具有兩種不同基波諧振頻率的壓電陶瓷傳感器，并擴寬振動頻率的頻帶。此外，當彈性體形成在盒子里面，并且壓電陶瓷傳感器被附接至盒子內部時，便形成通過振動整個盒子從盒子進行聲輻射的無方向性聲器件。根據本發(fā)明的一種便攜式設備包括上述根據本發(fā)明的壓電陶瓷傳感器，以及被結合至壓電陶瓷傳感器、壓電陶瓷傳感器的位移向其發(fā)送的部件。此外，根據本發(fā)明的一種便攜式設備包括根據本發(fā)明的上述壓電陶瓷傳感器，附接至壓電陶瓷傳感器的穩(wěn)定部件，和附接至穩(wěn)定部件彈性體使穩(wěn)定部件的位移變得小于壓電陶瓷傳感器在其端部的位移。從這個彈性體發(fā)出聲輻射。既然是這樣，彈性體最好是便攜式設備的殼體。在本發(fā)明中，能獲得具有操作或運動的高可靠性以及安裝的方便性，同時具有體積小、厚度薄的壓電陶瓷傳感器。因此，根據本發(fā)明的壓電陶瓷傳感器能被安裝在狹窄的空間。此外，因為運動可靠性高，壓電陶瓷傳感器能優(yōu)選用作伴有機械位移的便攜式設備部件的驅動源。再有，通過直接將彈性體結合至壓電陶瓷傳感器，或者將彈性體經穩(wěn)定部件結合至壓電陶瓷傳感器，能調整基波諧振頻率。因此，本發(fā)明也能適合用作聲器件。特別是，當安排有固定元件時，通過將穩(wěn)定部件設置在與壓電陶瓷傳感器中心位置不同的位置上，能擴寬振動頻率的頻帶。當彈性體形成在盒子里面，并且壓電陶瓷傳感器被附接至盒子內部時，壓電陶瓷傳感器能作為從整個盒子進行聲輻射的無方向性聲器件。圖1是常規(guī)壓電陶瓷傳感器的略圖；圖2是常規(guī)多層壓電陶瓷傳感器的略圖；圖3是根據本發(fā)明第一實施例的壓電陶瓷傳感器略圖；圖4是沿圖3A-佰A’線所取的截面圖；圖5A是將預定的壓電層連接至圖4電極焊盤的方法示例圖；圖5B是將預定的壓電層連接至圖4電極焊盤的方法的另一示例圖；圖6A是極化處理時對壓電陶瓷傳感器施加電壓的略圖，其中上面的壓電活性層極化方向與下面的壓電活性層不同；圖6B是驅動壓電陶瓷傳感器工作時施加電壓的略圖，其中上面的壓電活性層極化方向與下面的壓電活性層不同；圖7A是在沒有中間絕緣層的壓電陶瓷傳感器極化方向彼此相同情況下，驅動時施加電壓的略圖；圖7B是在沒有中間絕緣層的壓電陶瓷傳感器極化方向彼此相反的情況下，驅動時施加電壓的略圖；圖8是壓電陶瓷傳感器被結合至彈性體的側面透視圖；圖9是根據本發(fā)明第二實施例，使用壓電陶瓷傳感器的聲器件的略圖；圖10A是在壓電陶瓷傳感器未設置穩(wěn)定部件時的位移分布圖；圖10B是在壓電陶瓷傳感器上設置穩(wěn)定部件時的位移分布圖；圖11A是應用本發(fā)明的便攜式電話的透視圖；圖11B是圖11A所示便攜式電話的縱向截面圖；圖12是根據本發(fā)明的發(fā)明示例1生產的壓電陶瓷傳感器的透視圖；圖13是圖12所示壓電陶瓷傳感器的層的配置透視層；圖14是根據發(fā)明示例4生產的聲器件透視圖；圖15說明圖14所示聲器件的無方向性的測定方法；圖16是根據圖15所示方法所進行的測試中聲壓電平的測量結果圖。具體實施例方式(第一實施例)參考圖3，所示為根據本發(fā)明第一實施例的壓電陶瓷傳感器略圖。圖1所示的壓電陶瓷傳感器1是一種具有由上壓電活性層5和下壓電活性層6構成的兩個壓電活性層的雙壓電晶片型可彎曲器件，當通過電極焊盤8和9將電壓加至壓電陶瓷傳感器1時，壓電陶瓷傳感器1在厚度方向上彎曲，并產生位移。當作用電壓是直流電壓時，壓電陶瓷傳感器1朝向一個方向移動。當作用電壓是交流電壓時，壓電陶瓷傳感器1振動。這種振動是在相反方向上的周期性重復的彎曲和位移。因此，在下面的描述中，當振動與位移不作特別區(qū)分時，振動只稱作“位移”。在圖3中，當容易了解構成壓電陶瓷傳感器1的多層配置，將壓電陶瓷傳感器1沿厚度方向以大尺寸繪圖。但實際上壓電陶瓷傳感器1整體是薄板形狀。另外，在下面的描述中，“上”和“下”兩個字用于指示位置和/或方向。這些字表示圖中所示條件下的上面和下面，而不表示實際使用壓電陶瓷傳感器1時的上面和下面。中間絕緣層4安排在上壓電活性層5和下壓電活性層6之間。上絕緣層2安排在上壓電活性層5的表面，與安排有中間絕緣層4的表面相對；下絕緣層3安排在下壓電活性層6的表面，與安排有中間絕緣層4的表面相對。上絕緣層2構成壓電陶瓷傳感器1的頂層。下絕緣層3構成壓電陶瓷傳感器1的底層。上壓電活性層5具有三層上壓電層5a的多層結構。上電極層7a分別安裝在彼此相鄰的上壓電層5a之間，以及最高和上壓電層5a與上絕緣層2之間和最低的上壓電層5a與中間絕緣層4之間。同樣地，下壓電活性層6具有三層下壓電層6a的多層結構。下電極層7b分別分排在彼此相鄰的下壓電層6a之間，以及最高的下壓電層6a與中間絕緣層4之間和最低的下壓電層6a與下絕緣層3之間。在上述層疊以后，也就是說，上絕緣層2、上壓電活性層5、上電極層7a、中間絕緣層4、下壓電活性層6、下電極層7b和下絕緣層3以上述多層排列方式堆積起來以后，疊層被燒結而形成整體。這些層能按照生產陶瓷電容或諸如此類所使用的綠色薄片方法形成。在以多層結構堆積各層以后，燒結構成壓電陶瓷傳感器1的各層，燒結體的厚度和重量與單獨燒結每一層時相比變大。因此，在燒結過程中燒結的畸變度顯著降低，所以在燒結以后的機械加工處理例如研磨、拋光能變成不必要。還有，由于通過燒結得到層疊的整體，所以用于將各層彼此結合為整體的結合處理是不必要的。因此，壓電陶瓷傳感器1的制造過程簡化，這樣就能以低成本制造壓電陶瓷傳感器1。另外，因為在各層的邊界部位沒有粘合的部分，所以抗機械破裂的可靠性得到改善。既然各層經燒結形成為整體，所以上絕緣層2、上壓電層5a、中間絕緣層4、下壓電層6a和下絕緣層3用彼此相同的材料制造最好。由于相同的材料制造各層使各層的熱膨脹系數彼此相同，因而各層在燒結期間的行為是彼此相同的。因此，基于燒結的整體能更好地實現。作為這些層的材料，可使用例如鉛、鋯酸鹽和鈦酸鹽型陶瓷。另外，當使用銀-鈀合金作為上電極層7a和下電極層7b的材料同時燒結時，能促成均勻燒結，并且具有進一步減小燒結畸變的效果。兩個電極焊盤8和9安排在上絕緣層2的上表面，引線10和11在電氣上連接至電極焊盤8和9。電極焊盤8有兩個極化用的彼此相對地安排在上絕緣層2的上表面端部的焊盤部8a和8b，和使極化焊盤部8a和8b彼此接合并在電氣上相互連接的耦合部8c。同樣地，另一電極焊盤9具有極化用的兩個焊盤部9a和9b以及耦合部9c。另外，由例如導電材料如金屬薄片、金屬薄膜或諸如此類制成的四個線連接元件12安排在壓電陶瓷傳感器1的側面。線連接元件12在電氣上分別與極化焊盤部8a、8b、9a和9b相連，并且每個連接元件12在電氣上與從上電極層7a和下電極層7b選出的預定電極層相連。當對上述燒結并整化的壓電陶瓷傳感器1的預制體中的上壓電層5a和下壓電層6a進行極化處理時，利用極化焊盤8a、8b、9a和9b經過上電極層7a和下電極層7b施加電壓。在極化處理以后安置耦合焊盤8c和9c。因此，四個極化焊盤8a、8b、9a和9b彼此獨立，直至極化處理完成。如上所述，線連接元件12在電氣上分別與極化焊盤8a、8b、9a和9b相連。四個線連接元件12中兩個按層次堆積順序與多個上電極層7a或者多個下電極層7b相連。四個線連接元件12中的另外兩個按層次堆積順序與另外的電極層相間地連接。因此，極化焊盤8a、8b、9a和9b中的兩個，能用來極化或者上壓電層5a或者下壓電層6a，極化焊盤8a、8b、9a和9b中的另外兩個能用來極化另外的上壓電層5a或者下壓電層6a。在完成極化處理以后，利用連接極化焊盤(其上在極化期間被施加以相反的極化電壓)的耦合部8c和9c，將上壓電層5a極化用的極化焊盤分別在電氣上與下壓電層6a極化用的極化焊盤相連。于是完成壓電陶瓷傳感器1的制造。下面參考圖4描述根據本實施例的電極層的導線連接情況。在本實施例中，如箭頭所示，對上壓電層5a和5b進行極化處理，使上壓電層5a的極化方向與在垂直方向上經過中間絕緣層4與上壓電層5a相鄰的下壓電層6a的極化方向相同，并使彼此相鄰的壓電層的極化方向彼此相反。也就是說，對上壓電層5a和5b進行極化，使整個上壓電層5a的極化方向與整個下壓電層6a的極化方向相同。在完成極化處理以后，如圖4所示，每一上電極層7a與在垂直方向上經過中間絕緣層4彼此相鄰的一個下電極層7b在電氣上相互短路，并且上壓電活性層5和下壓電活性層6以線相連，結果是在電氣上相互并聯。作為一種只將上電極層7a和下電極層7b中選出來的預定電極層線連至電極焊盤8和9的方法，可使用眾所周知的方法。這種方法的一些例子如圖5所示。在圖5A所示的例子中，電極層71制成局部電極，預定的那些電極層71是按預定的電極層71暴露在壓電活性層的側端表面的圖形而形成的。于是，只有預定的電極層71通過在壓電活性層的側端表面安排線連接元件12而被線連。在圖5B所示的例子中，電極層72制成擴展至整個表面的電極，未線連至壓電活性層的側端表面的一部分電極層72用絕緣體13例如玻璃之類覆蓋。此外，線連接元件12被安排成從絕緣體13上通過，這樣，只有預定的電極層72才被線連。當上述的極化和線連完成以后，引至外部的導線10和11的數目能減少至2，與常規(guī)的雙壓電晶片型可彎曲器件相比變小。因此，因導線斷裂或諸如此類引起的工作故障的可能性減少，并且因壓電陶瓷傳感器1振動由導線產生的基于聲輻射的噪聲也可減小。因此，壓電陶瓷傳感器1的可靠性能提高。因為配置有上絕緣層2和下絕緣層3，所以兩個電極焊盤8和9能安排在上絕緣層2上，壓電陶瓷傳感器1的位移或振動所要發(fā)送的目標(未示)能附裝到整個下絕緣層3的表面。因此，壓電陶瓷傳感器1的位移和振動能有效地發(fā)送，同時也達到了減小設備中安裝壓電陶瓷傳感器1所需空間的目的。再有，因為目標被結合到下絕緣層3，即使當目標是由金屬制成的導電元件成諸如此類時，也沒有電能漏泄到目標。因此，不但能防止由目標或諸如此類的腐蝕引起的可靠性的降低，而且也能防止電能經過目標向人體發(fā)送所引起的對人體的危害，和/或噪聲混合至其他部件。其次，如上所述，在壓電陶瓷傳感器1中，構成壓電陶瓷傳感器1的各層通過燒結整化，使燒結畸變大大地降低。因此，目標能容易地與壓電陶瓷傳感器1結合。電極焊盤8和9安排在部分上絕緣層2上。因此，壓電陶瓷傳感器1的位移或振動所要發(fā)送的目標設置在不同于電極焊盤8和9的區(qū)域的位置時，能結合到上絕緣層2的上表面，或者，能結合至上絕緣層2和下絕緣層3兩者。這里表示的是電極焊盤8和9安排在上絕緣層2的例子。但是，電極焊盤8和9也可安排在下絕緣層3上。中間絕緣層4具有在機械上將上壓電活性層5與下壓電活性層6彼此分隔的功能。當壓電陶瓷傳感器1工作時，一個壓電活性層膨脹而另一個同時收縮。這時，因為在機械上保持自然狀態(tài)的中間絕緣層4存在于兩個活性層之間，所以上壓電活性層5和下壓電活性層6的壓電效應能有效地產生。另外，分別排列在中間絕緣層4的上下表面的上電極層7a和下電極層7b當中的電極層在電氣上彼此短路。因此，根據本實施例的中間絕緣層4具有不同于利用通常推薦的壓電縱向效應或壓電橫向效應的壓電陶瓷變換器的電氣絕緣層的功能。壓電陶瓷變換器基本上具有四端子結構，主側(輸入側)和次側(輸出側)上各有兩個端子，壓電陶瓷變換器的電氣絕緣層將主側與次側在電氣上彼此隔離。還有，關于本實施例中的絕緣層，有由上絕緣層2、下絕緣層3和中間絕緣層4組成的三種絕緣層。整個壓電陶瓷傳感器1的厚度能通過調整這些絕緣層的厚度來調整。因此，能調整壓電陶瓷傳感器1的燒結畸變和/或剛度。壓電陶瓷傳感器1的位移能因壓電陶瓷傳感器1的剛度調整而調整。上面已參考圖3和其他圖描述了本實施例。但是，根據本實施例的壓電陶瓷傳感器不限于圖3和其他圖所示的結構，能加以多種多樣的修改。例如，上述例子是上壓電活性層5和下壓電活性層6各由多個壓電層組成，但是，各活性層5和6也可以是單層。另外，上壓電活性層5中的壓電層數可以與下壓電活性層6中的層數不同。因為壓電活性層中位移依賴于壓電層的層數，所以整個壓電陶瓷傳感器1的位移能通過使上壓電活性層5的壓電層數不同于下壓電活性層6的壓電層數而有所差別。關于極化方向，在上述示例中，上壓電活性層5中的總的極化方向與下壓電活性層6的極化方向相同，但在本發(fā)明中，不要求上壓電活性層5的極化方向與下壓電活性層6的極化方向相同。另外，在組成壓電活性層的壓電層數目是偶數的情況下，整個壓電活性層的壓電層的極化方向似乎能抵消。但是，在這種情況下，本發(fā)明也能應用。在上壓電活性層中的極化方向不同于下壓電活性層中的極化方向的情況下，極化處理中電壓的施加和驅動工件中電壓的施加，分別略示于圖6A和6B。圖6A表示極化處理中電壓的施加，直流電壓X(V)通過四個極化焊盤部8a、8b、9a和9b(參看圖3)施加，使作用于上壓電活性層5的電場方向與作用于下壓電活性層6的電場方向相反。因此，上壓電活性層5和下壓電活性層6分別以箭頭指示的方向極化。圖6A和6B表示的上壓電活性層5和下壓電活性層6看起來是單一的壓電層。但圖6A和6B不規(guī)定壓電層的數目。在壓電活性層具有多個壓電層的情況下，指示一個極化方向的每個箭頭指示壓電層的總極化方向。另外，電極層安排在層間的每一邊界上。這些與下述圖7A和7B中的相同。在完成極化處理以后，如圖6B所示，通過耦合部8c和9c(看圖3)在電氣上將極化焊盤部8a、8b、9a和9b彼此連接，而使上壓電活性層5和下壓電活性層6彼此線連。此后，施加電壓X(V)，使電場例如具有與上壓電活性層5的極化方向相同方向的電場作用于上壓電活性層5，具有與下壓電活性層6的極化方向相反方向的電場作用于下壓電活性層6。因此，上壓電活性層5膨脹，下壓電活性層6同時收縮。因此，壓電陶瓷傳感器彎曲并朝上位移。但是，如圖6A和6B所示，在上壓電活性層5和下壓電活性層6的極化方向彼此相反的情況下，驅動電壓不希望地加至中間絕緣層4。因此，當中間絕緣層4的厚度薄于上壓電活性層5和下壓電活性層6的厚度時，中間絕緣層4本身被極化，以致起抵消位移的作用。由于中間絕緣層4的厚度受限制，所以上壓電活性層5和下壓電活性層6的極化方向最好相同。如上所述，中間絕緣層4具有在機械上將上壓電活性層5和下壓電活性層6彼此分隔的功能。但就分明來說，中間絕緣層4不是必要的。一個沒有中間絕緣層4的壓電陶瓷傳感器例子表示在圖7A和7B中。在圖7A表示的例子中上壓電活性層5和下壓電活性層6的極化方向是彼此相同的。在圖7B中表示的例子中上壓電活性層5和下壓電活性層6的極化方向是彼此相反的。在所述任一情況下，設置在上壓電活性層5邊界和下壓電活性層6邊界上的電極層7共同用于上壓電活性層5和下壓電活性層6。如上所述，即使在沒有安排中間絕緣層4的情況下，能夠彎曲和位移的壓電陶瓷傳感器，能通過適當地改變上壓電活性層5和下壓電活性層6的電氣連接圖形而得到。這里，在沒有安排中間絕緣層的情況下，導線的數目不希望地變成3根(也就是說，電極焊盤的數目和線連接元件的數目總共變?yōu)?)。但是，因為安排限上絕緣層2和下絕緣層3，所以電極焊盤(未示)只安排在壓電陶瓷傳感器厚度方向上的一個表面上，壓電陶瓷傳感器的位移或振動所要發(fā)送的目標能夠結合至與這一表面相反的整個表面。因此，能夠得到上述的效果。再有，在本發(fā)明中，描述了被獨立驅動的壓電陶瓷傳感器1。但是，壓電陶瓷傳感器1的位移和基波諧振頻率能通過將彈性體結合至壓電陶瓷傳感器1進行調整。圖8是壓電陶瓷傳感器被結合至彈性體的透視圖。在圖8中，其一個端部具有固定端15a的彈性體15被結合至壓電陶瓷傳感器1的整個表面。彈性體15是以薄片形成的元件，可由例如磷青銅制成。與未結合彈性體15的壓電陶瓷傳感器1相比，通過將彈性體15結合至壓電陶瓷傳感器1，能擴大壓電陶瓷傳感器1的位移，并且壓電陶瓷傳感器1的基波諧振頻率也能降低。位移和基波諧振頻率取決于彈性體15的材料、尺寸等等。至于沿壓電陶瓷傳感器1縱向的彈性體15長度，隨著彈性體15的長度增加，位移擴大，并且基波諧振頻率進一步降低。此外，壓電陶瓷傳感器1的位移和基波諧振頻率，通過只改變彈性體15而不改變壓電陶瓷傳感器1的尺寸，就能以低成本方便地調整。如上所述，因為減小了壓電陶瓷傳感器1的燒結畸變，所以彈性體15能容易地與壓電陶瓷傳感器1結合。另外，在壓電陶瓷傳感器1厚度方向上的兩個表面都有絕緣層。因此，當彈性體15安排在沒有設置電極焊盤8和9的表面上，或者安排在設置有電極焊盤8和9和表面而處于不同于電極焊盤8和9區(qū)域的位置時，即使彈性體15是金屬，也不會經過彈性體15泄漏電能。壓電陶瓷傳感器1位移所要發(fā)送的目標，能結合至未結合有彈性體15的壓電陶瓷傳感器1的表面，或者結合彈性體15。(第二實施例)參考圖8，它是使用根據本發(fā)明第二實施例的壓電陶瓷傳感器的聲器件透視圖。在本實施例中，穩(wěn)定部件36附加至壓電陶瓷傳感器21，并且穩(wěn)定部件36固定至彈性體35。因為壓電陶瓷傳感器21與第一實施例中描述的壓電陶瓷傳感器相同，所以省略對壓電陶瓷傳感器21的詳細描述。穩(wěn)定部件36改變壓電陶瓷傳感器21的位移行為，穩(wěn)定部件36的材料不特別限于能與壓電陶瓷傳感器21結合的材料。樹脂、金屬、陶瓷材料等等都能用作穩(wěn)定部件36的材料。選擇彈性體35的材料、形狀等等，使壓電陶瓷傳感器21在厚度方向加有穩(wěn)定部件36的位置上的位移，設置為小于壓電陶瓷傳感器21在縱向端部的厚度方向上的位移。由此，在壓電陶瓷傳感器21縱向端部引起的壓電陶瓷傳感器21的位移與穩(wěn)定部件36的位移相比變大。因此，可把與穩(wěn)定部件36附近的區(qū)域相對地看作固定的端部。這里，壓電陶瓷傳感器21在縱向位置的厚度方向上的位移以壓電陶瓷傳感器21的一部分是固定的情況來考慮。如圖10A所示，當驅動不固定的壓電陶瓷傳感器21時，得到的位移分布幾乎等效于正弦波的1/2波長。相反，如圖10B所示，當對其端部E固定的壓電陶瓷傳感器21進行驅動時，得到的位移分布幾乎等效于1/4波長。通過兩個分布的互相比較，當壓電陶瓷傳感器21的端部固定時，波長近似變?yōu)閴弘娞沾蓚鞲衅?1不固定時的波長的兩倍。因此，基波諧振頻率減小至1/2。即使在壓電陶瓷傳感器21縱向的中部是固定的情況下，對于從穩(wěn)定部件36至一端B和從穩(wěn)定部件36至另一端C兩個區(qū)域同樣能得到這個結果。簡單地說，通過將穩(wěn)定部件36附加至壓電陶瓷傳感器21的方法，能夠降低壓電陶瓷傳感器21的基波諧振頻率。另外，當穩(wěn)定部件36附加至壓電陶瓷傳感器21縱向中心以外的位置時，壓電陶瓷傳感器21起兩個不同器件的作用，也就是說，兩個器件中一個器件具有從壓電陶瓷傳感器21被穩(wěn)定部件36固定的位置至一端B的長度，另一個器件具有從這個位置至另一端C的長度。因此，這個壓電陶瓷傳感器21具有兩種不同的基波諧振頻率，能夠加寬振動頻率的頻帶。驅動壓電陶瓷傳感器21所產生的機械能量經過彈性體35發(fā)送或者直接從壓電陶瓷傳感器21發(fā)送。另外，在壓電陶瓷傳感器21振動的情況下，如果振動能量發(fā)送的目標是便攜式設備的殼體或者盒子形狀的彈性體，則不僅鄰近穩(wěn)定部件36的區(qū)域而且盒形彈性體整個表面，能利用根據本發(fā)明壓電陶瓷傳感器21的高振動發(fā)送效率進行振動。進一步說，從彈性體的整個表面進行聲輻射的無方向性聲器件，以及有彈性體的整個表面的振動和高輸出功率的振動器，都能具體實施。如上所述，用兩個實施例描述了本發(fā)明。下面將描述應用上述實施例的便攜式設備的實施例。參考圖11A和11B，便攜式電話40包括發(fā)送和接收電波的天線41；收聽用的接收機42a；說話用的話筒42b；輸入電話號碼、數據等等的操作鍵44；顯示信息的顯示器45；產生輸入聲音等的揚聲器46；攝像的攝像器47；配置控制這個便攜式電話所有操作的電路的底板48；提供電源的電池49等等功能部件。這些部件安裝在殼體43中。因為多種功能部件安裝在便攜式電話40中，所以在殼體43中安裝的空間是非常狹窄的。為在狹窄空間中安裝大量的功能部件，縮小功能部件是必要的。在它們當中，為獲得理想的特性，揚聲器46在縮小和薄化中受到限制，該揚聲器是電磁型的。在采用電磁型揚聲器的情況下，在殼體43中形成聲孔。在這種情況下，由于聲音經過這些孔輻射，所以聲輻射具有方向性，而且電磁揚聲器的輸出功率低。因此，在圖11A和11B所示的便攜式電話40中，第一實施例中所述的壓電陶瓷傳感器或者第二實施例中所述的聲器件被用作這種揚聲器46。揚聲器46直接結合至殼體43的內表面。特別是，在采用第一實施例結構的揚聲器情況下，將與配置有壓電陶瓷傳感器的電極焊盤的表面相對的表面結合至殼體。在采用第二實施例結構的揚聲器情況下，將穩(wěn)定部件結合至殼體。在所述任何一種情況下，殼體43起彈性體的作用。當根據本發(fā)明的傳感器或聲器件用作揚聲器46時，一種以小尺寸制成的并具有薄的厚度全方向揚聲器能具體實現，它不必要在殼體43上配置聲孔，由于從殼體43的整個表面發(fā)出聲輻射，所以產生高聲平的聲音。再有，根據本發(fā)明的傳感器和聲器件除揚聲器外，還能廣泛地作為便攜式設備的各種驅動源，應用于通知人員有信息輸入的高輸出功率的振動器、數碼靜態(tài)攝像器的快速變焦、快門、接收機等等，同時具有低制造成本、低電壓驅動、窄空間和高可靠性的使用特色。傳感器或聲器件的工業(yè)價值很高。下面將描述本發(fā)明的一些特定示例。(發(fā)明示例1)在發(fā)明示例1中，制造了圖12所示的壓電陶瓷傳感器51。圖12所示壓電陶瓷傳感器51的層結構表示在圖13中。在這個示例中，制造50個壓電陶瓷傳感器51。用于制造陶瓷電容的綠色薄片方法或諸如此類用來制造出各個壓電陶瓷傳感器51。壓電陶瓷傳感器51的外形尺寸設置為長35mm、寬5mm、厚0.532mm。另外，壓電陶瓷傳感器51的層疊結構設置有上絕緣層52、由單一壓電層組成的上壓電活性層55、安排在上壓電活性層55厚度方向兩個表面的上電極層57a、中間絕緣層54、由單一壓電層組成的下壓電活性層56、安排在下壓電活性層56厚度方向兩個表面的下電極層57b和下絕53。上絕緣層52、中間絕緣層54和下絕緣層53的厚度為40μm，上壓電活性層55和下壓電活性層56的厚度為200μm，上電極層57a和下電極層57b的厚度為3μm。各上電極層57a和下電極層57b是具有接頭片的局部電極，只將層的一暴露在壓電陶瓷傳感器51的側表面上。上電極層57a和下電極層57b除去接頭片的長和寬的平面尺寸比其他層的長和寬小0.6mm。鉛鋯酸鹽和鈦酸鹽型陶瓷材料用作壓電活性層和絕緣層的材料。銀鈀合金(質量比為70％30％)用作電極層的材料。按圖13所示順序將各層堆積并燒結為整體。燒結是在空氣中以1100℃燒結兩小時。在燒結以后，測量50個多層體在厚度方向上的燒結畸變。所測燒結畸變平均為15μm。四個具有8μm厚度的Ag(銀)電極58a、58b、59a和59b形成在每個所得多層體上表面的一部分和側表面的一部分上，用作電極層中極化和線連元件的焊接部。此后，使用這些Ag電極58a、58b、59a和59b進行極化處理，使上壓電活性層55和下壓電活性層56中的極化方向彼此相同。在極化處理以后，兩個電極焊盤58和59，采用Ag電極58a和58b經過耦合部8c彼此相連和Ag電極59a和59b經過耦合部59c彼此相連的方法在上絕緣層52的上表面形成。具有8μm厚度的銅箔用作耦合部58c和59c。在電極焊盤58和59形成以后，直徑為0.2mm的導線60和61經1mm直徑和0.5mm高度的焊接部63，被連接至電極焊盤58和59。為了比較，曾制造具有圖1所示結構的壓電陶瓷傳感器。這個壓電陶瓷傳感器稱作比較示例1。比較示例1的壓電陶瓷傳感器制造方法如下。具有長度為35mm、寬度為5mm和厚度為200μm的壓電板，通過燒結由與第一比較示例相同的壓電陶瓷材料制成的綠色薄片而制成，燒結條件為在空氣中以1100℃燒結2小時。在燒結以后，測量50塊壓電板的燒結畸變。所測得的燒結畸變平均為150μm。當試圖將這些壓電板粘接在具有長度為35mm、寬度為6.2mm和厚度為120μm大小的磷青銅板上起永久體作用時，在壓電板中產生了裂縫以致壓電板不能粘合至磷青銅板。因此，根據發(fā)明示例1的燒結整體而降低燒結畸變的效果得以確定。下面，作為比較示例2，壓電陶瓷傳感器通過在燒結后?；蛼伖鈮弘姲宓姆椒ㄟM行制造。在比較示例2中，長度為37mm、寬度為7mm和厚度為400μm的壓電板，通過燒結與比較示例1相同的壓電陶瓷材料制成的綠色薄片而制成，燒結條件為在空氣中以1100℃燒結兩小時。在燒結以后，測量50塊壓電板的燒結畸變。所測得的畸變平均為100μm。對這些板進行?；蛼伖猓蛊溟L度為35mm、寬度為5mm和厚度為200μm，在每塊板的兩個面上形成Ag電極。此后，利用環(huán)氧樹脂型粘合劑將具有Ag電極的兩塊壓電板粘合至長度為35mm、寬度為6.2mm和厚度為120μm的磷青銅板的兩個表面上。然后，對結合至磷青銅板的兩塊壓電板進行極化處理，在每塊壓電板上形成直徑為1mm和高度為0.5mm的焊接部，將直徑為0.2mm的導線連接至每個焊接部，并且導線彼此短路。另外，直徑為1mm和高度為0.5mm的焊接部在每塊磷青銅板的壓電板寬度方向延伸的部位形成，直徑為0.2mm的導線連接至焊接部。所獲得的壓電陶瓷傳感器具有兩個表面、電極焊盤、焊接結合部和配置在每個表面上的導線，壓電陶瓷傳感器的整個厚度增加了。對發(fā)明示例1和比較示例2中如上所述所制造的壓電陶瓷傳感器的基波諧振頻率進行了測量。測得的基波諧振頻率是1kHz。然后，對發(fā)明示例1和比較示例2的壓電陶瓷傳感器進行了振動測試，其方法是將頻率為1kHz和幅度5V的交流電壓加至壓電陶瓷傳感器1000小時。樣本數是每一示例為50個。在狀態(tài)測試后的瞬間，壓電陶瓷傳感器在沿其縱向的端部的振動幅度，在發(fā)明示例1是100μm，在比較示例2是80μm。振動幅度是用激光測量儀測量的。相信比較示例2的振動幅度小，因為由于燒結，壓電材料的特性變壞。在振動測試1000小時以后，發(fā)明示例1的壓電陶瓷傳感器能保持工作穩(wěn)定性，而比較示例2的所有壓電陶瓷傳感器完全不工作。檢查比較示例2的50個樣本，在大約60％的樣本中發(fā)生壓電板與磷青銅板之間的分離，這種分離是使樣本不工作的原因。在60％的樣本中，20％是因電子釋放引起的分離。在30％的樣本中發(fā)生的焊接部斷開是樣本不工作的原因。在10％的樣本中發(fā)生的導線斷開是樣本不工作的原因。如上所述，與比較示例2相比，發(fā)明示例1能安裝于較小的傳感器空間，并且發(fā)明示例1能長時間穩(wěn)定工作。另外，由于在發(fā)明示例1的壓電陶瓷傳感器中不需要研磨和拋光，所以壓電陶瓷傳感器能容易制造并以低成本獲得。(發(fā)明示例2)在發(fā)明示例2中，上和下壓電活性層由5個壓電層組成。除電極層安排在彼此相鄰的壓電層之間外，50個壓電陶瓷傳感器以與發(fā)明示例1相同的方法進行制造。這個示例的壓電層厚度為40μm，整個壓電陶瓷傳感器的厚度幾乎與發(fā)明示例1相同。在這個示例中，燒結后獲得的多層體的燒結畸變平均為10μm。與發(fā)明示例1相比，燒結畸變平均降低5μm。這是由于多層壓電活性層的效果。測量了發(fā)明示例2制造的壓電陶瓷傳感器的基波諧振頻率，結果是1kHz，與發(fā)明示例1相同。然后，對發(fā)明示例2的壓電陶瓷傳感器進行振動測試，其方法是將頻率為1kHz和幅度為1V的交流電壓加至壓電陶瓷傳感器1000小時。在狀態(tài)測試后的瞬間，壓電陶瓷傳感器在其縱向的端部的振動是100μm。也就是說，振動的幅度與發(fā)明示例1相同，而使用的驅動電壓幅度是發(fā)明示例1的驅動電壓的1/5。另外，發(fā)明示例2的壓電陶瓷傳感器與發(fā)明示例1相同，在工作1000小時以后依然穩(wěn)定地工作。(發(fā)明示例3)在發(fā)明示例3中，對板成形彈性體結合至壓電陶瓷傳感器所引起在基波諧振頻率上的位移和振動進行了估算。首先，以與發(fā)明示例2相同的方法產生壓電陶瓷傳感器。然后，將磷青銅板作為彈性體結合至其上設置有電極焊盤的壓電陶瓷傳感器表面的相對表面。制備三種寬度為5mm，厚度為0.1mm和長度為40mm、45mm和50mm的磷青銅板。如圖8所示，將壓電陶瓷傳感器的縱向對準每塊制備的磷青銅板的縱向，利用環(huán)氧樹脂型粘合劑在距離磷青銅板的一端1mm的位置，將壓電陶瓷傳感器粘合至磷青銅板。對每種磷青銅板，做了如上述將磷青銅板粘合至壓電陶瓷傳感器所得的50個樣本。磷青銅板的另一端設置為固定端。因為壓電陶瓷傳感器具有小的燒結畸變，所以當粘合磷青銅板時機械加工是不需要的。另外，在粘合以后的檢查中，缺陷例如裂縫在壓電陶瓷傳感器中未發(fā)現。當測量每一產出的樣本的基波諧振頻率時，得到取決于磷青銅板長度的不同結果。在表1中示出所測得的結果。(表1)<tablesid="table1"num="001"><tablewidth="768">磷青銅板的長度(mm)基波諧振頻率(kHz)400.6450.4500.25</table></tables>參考表1，認識到隨著粘合至壓電陶瓷傳感器的磷青銅板的長度變大，基波諧振頻率下降。將頻率為0.4kH和幅度為1V的交流電壓加至每一樣本1000小時，進行了振動測試。在開始振動測試后的瞬間，壓電陶瓷傳感器縱向的一端的振動幅度表示在表2中。(表2)<tablesid="table2"num="002"><tablewidth="769">磷青銅板的長度(mm)振動幅度(μm)402004528050350</table></tables>參考表2，認識到隨著粘合至壓電陶瓷傳感器的磷青銅板的長度變大，振動幅度擴大。另外，得到的振動幅度是發(fā)明示例2的壓電陶瓷傳感器的兩倍。此外，當在振動測試期間將電流表接至磷青銅板檢查電流的流動時，經觀察沒有電流的泄漏。還有，在1000小時過去以后，壓電陶瓷傳感器仍穩(wěn)定地工作。(發(fā)明示例4)在發(fā)明示例4中，估算具有壓電陶瓷傳感器的聲器件中位移和基波諧振頻率兩者的調整，壓電陶瓷傳感器上安排有穩(wěn)定部件。下面將參考圖14描述這個示例。壓電陶瓷傳感器71是用與發(fā)明示例2相同的方法制造的。由ABS樹脂制成的穩(wěn)定部件72，用環(huán)氧樹脂粘合到壓電陶瓷傳感器71上。穩(wěn)定部件72具有長度L1為3mm、寬度W1為6mm和高度H1為2mm的外形尺寸。接收壓電陶瓷傳感器71的過孔在穩(wěn)定部件72的中心部位形成，壓電陶瓷傳感器71插入并且由過孔支撐著。在這個示例中，為了估算依賴于穩(wěn)定部件72的位置的特性變化，制備了三種樣本。樣本的穩(wěn)定部件72分別安排在距離壓電陶瓷傳感器71縱向的中心位置0mm、9mm和14mm。每個樣本固定在模造殼體73內部的主表面的中心位置，起彈性體作用，并再現似乎壓電陶瓷傳感器71安裝在便攜式設備內的條件。模造殼體73由透明聚碳酸酯樹脂制成，其長度L2為120mm、寬度W2為80mm、高度H2為6mm和厚度為3mm。模造殼體73由透明材料制成的理由是使壓電陶瓷傳感器71的振動幅度能用激光測量設備來測量。用環(huán)氧樹脂型粘合劑將樣本固定至模造殼體73。為了得到如上所述的每個樣本，將1V交流電壓加至壓電陶瓷傳感器71同時改變頻率，并測量壓電陶瓷傳感器71在其縱向端部的基波諧振頻率、壓電陶瓷傳感器71在基波諧振頻率上的振動幅度、穩(wěn)定部件72的諧振頻率和穩(wěn)定部件72在諧振頻率上的振動幅度。特別是，在穩(wěn)定部件72固定在距離壓電陶瓷傳感器71的中心9mm的位置的樣本中，從穩(wěn)定部件72至壓電陶瓷傳感器71的一端的距離。不同于從穩(wěn)定部件72至壓電陶瓷傳感器71的另一端的距離。因此，較大的距離用9mm(A)表示，較小的距離用9mm(B)來表示，對兩種距離進行測量。此外，測量每個諧振頻率的有效聲壓電平。有效聲壓電平通過設置一個話筒進行測量，話筒放在固定有壓電陶瓷傳感器71的模造殼體73表面的中心上方并在垂直方向上離開表面10cm的位置上。這些測量結果表示在表3中。(表3)基于上述所示結果，在穩(wěn)定部件72固定在離開壓電陶瓷傳感器71中心9mm位置上的樣本中，認識到一個壓電陶瓷傳感器71獲得兩個基波諧振頻率。另外，由于壓電陶瓷傳感器71端部的振動幅度大于穩(wěn)定部件72的振動幅度，所以可將穩(wěn)定部件72的固定位置考慮為固定端，并且基波諧振頻率低于發(fā)明示例2。因此，認識到基波諧振頻率隨穩(wěn)定部件72固定至壓電陶瓷傳感器71的位置和固定至穩(wěn)定部件72的彈性體兩者的變化而變化。此外，在每個樣本中振動傳輸效率是高的，每個樣本具有足夠用作聲器件的聲壓電平。特別是，由于穩(wěn)定部件72固定在壓電陶瓷傳感器71中心以外位置的樣本具有兩個基波諧振頻率，所以能期待將這種樣本應用作寬帶揚聲器。此外，觀察模造殼體73的行為，可以看到壓電陶瓷傳感器71的振動能量從固定有穩(wěn)定部件72的位置發(fā)送，并且模造殼體73的整個表面以與穩(wěn)定部件72相同的方式振動。當利用這個振動時，全方向性揚聲器能用便攜式設備的殼體產生。為了確定這一點，進行了下面的實驗。如圖15所示，在上述樣本中樣本S，其中穩(wěn)定部件固定在距離壓電陶瓷傳感器的中心9mm的位置，被固定在模造殼體73的內主表面的中心。然后，將基波諧振頻率之一的頻率為350Hz的1V交流電壓加至樣本S，在振動壓電陶瓷傳感器時模造殼體73圍繞其中心軸旋轉，并且測量有效聲壓電平。測量用的話筒74放在距離模造殼體73旋轉軸20cm的位置。聲壓電平的測量結果表示在圖16中。在這個測量中，條件，即固定有模造殼體73的樣本S的表面面向話筒74，被設置為0°。參考圖16，全方向性聲器件的特性明顯地得到實現。在這些特性中，在常規(guī)電磁型揚聲器用于折疊型便攜式電話的情況下，當形成在殼體上的聲孔受阻礙時，聲輻射不希望地成為不可能。但是，在這個實驗中，這個問題能夠通過從整個殼體表面進行聲輻射而得到解決。還有，即使當便攜式電話是折疊型時，聲輻射也能進行。在這個示例中，壓電陶瓷傳感器71在1000小時過去以后還能穩(wěn)定地工作，與發(fā)明示例1至3相同。權利要求1.一種壓電陶瓷傳感器，在對傳感器施加電壓時，壓電陶瓷傳感器在其厚度方向上彎曲，其特征在于該傳感器包括兩個壓電活性層，它們分別有至少一個壓電層，所述壓電活性層被經過電極層施加電壓，使得一個所述壓電活性層膨脹，另一個則收縮，兩個絕緣層，在它們之間設置所述兩個壓電活性層，所述兩個絕緣層安排在所述壓電陶瓷傳感器厚度方向上的兩個表面上，電極焊盤，其僅安排在所述兩個絕緣層中的一個之上，并在電氣上與所述電極層相連，和其中所述壓電活性層和所述絕緣層由彼此相同的材料制成，并經過燒結彼此結為整體。2.根據權利要求1所述的壓電陶瓷傳感器，其特征在于所述壓電活性層具有多個彼此被所述電極層分隔的壓電層。3.根據權利要求1所述的壓電陶瓷傳感器，其特征在于進一步包括安排在所述兩個壓電活性層之間的中間絕緣層。4.根據權利要求3所述的壓電陶瓷傳感器，其特征在于所述兩個壓電活性層的極化方向，在一個壓電活性層和另一壓電活性層之間彼此最鄰近的所述壓電層的極化方向上，是相同的。5.根據權利要求4所述的壓電陶瓷傳感器，其特征在于所述電極層中經過所述中間絕緣層而彼此鄰近的兩個電極層在電氣上短路，所述壓電活性層在電氣上彼此并聯連接。6.根據權利要求3所述的壓電陶瓷傳感器，其特征在于電極焊盤包括極化用的兩個第一焊盤部，在電氣上與所述壓電活性層中的一個的所述電極層相連，和極化用的兩個第二焊盤部，在電氣上與所述壓電活性層中的另一個的所述電極層相連，所述第一和第二焊盤部用于所述壓電層的極化處理，和耦合部，其用于連接第一焊盤部和第二焊盤部。7.根據權利要求1所述的壓電陶瓷傳感器，其特征在于進一步包括彈性體，其被結合至所述兩個絕緣層中的至少一個絕緣層。8.根據權利要求7所述的壓電陶瓷傳感器，其特征在于所述彈性體被結合至所述絕緣層中的其上未安排所述電極焊盤的一個所述絕緣層。9.根據權利要求1所述的壓電陶瓷傳感器，其特征在于穩(wěn)定部件被附裝至傳感器，彈性體被結合至所述穩(wěn)定部件，使穩(wěn)定部件的位移比所述壓電陶瓷傳感器端部的壓電陶瓷傳感器的位移小。10.根據權利要求9所述的壓電陶瓷傳感器，其特征在于所述穩(wěn)定部件被附裝至與所述壓電陶瓷傳感器的中心位置不同的位置上。11.根據權利要求9所述的壓電陶瓷傳感器，其特征在于所述彈性體是一個盒子，所述壓電陶瓷傳感器被附裝至所述盒子的內部。12.一種便攜式設備，其特征在于包括權利要求1中所要求的壓電陶瓷傳感器，和與所述壓電陶瓷傳感器結合的部件，所述壓電陶瓷傳感器的位移被發(fā)送致所述部件。13.一種便攜式設備，其特征在于包括權利要求1中所要求的壓電陶瓷傳感器，附裝至所述壓電陶瓷傳感器的穩(wěn)定部件，與所述穩(wěn)定部件結合的彈性體，其使所述穩(wěn)定部件的位移比所述壓電陶瓷傳感器端部的壓電陶瓷傳感器位移小，和其中從所述彈性體產生聲輻射。14.根據權利要求13所述的便攜式設備，其特征在于所述彈性體是便攜式設備的殼體。15.根據權利要求13所述的便攜式設備，其特征在于所述穩(wěn)定部件被附裝至與所述壓電陶瓷傳感器中心位置不同的位置上。全文摘要壓電陶瓷傳感器(1)具有上壓電活性層(5)和下壓電活性層(6)。上絕緣層(2)和下絕緣層(3)安排在壓電陶瓷傳感器(1)的其厚度方向上的兩個表面，上絕緣層(2)和下絕緣層(3)之間放置有上壓電活性層(5)和下壓電活性層(6)。上絕緣層(2)的表面安排有兩個電極焊盤(8)和(9)。電極焊盤(8)和(9)通過連接元件(12)與上電極層(7a)和下電極層(7b)相連，電壓通過電極焊盤(8)和(9)施加至上壓電活性層(5)和下壓電活性層(6)。上絕緣層(2)、(3)和(4)以及上壓電活性層(5)和(6)由彼此相同的材料制成，并燒結為整體。文檔編號H01L41/22GK1823429SQ20048001997公開日2006年8月23日申請日期2004年8月27日優(yōu)先權日2003年9月4日發(fā)明者佐佐木康弘,大西康晴,土岐望申請人:日本電氣株式會社