压电驱动装置、机器人以及它们的驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及压电驱动装置、以及具备压电驱动装置的机器人等各种装置。
【背景技术】
[0002]以往已知一种使用了压电元件的压电致动器(压电驱动装置)(例如专利文献1等)。该压电驱动装置的基本构成是在加强板的2个面的各个上将4个压电元件配置成2行2列的构成，合计8个压电元件被设置在加强板的两侧。各个压电元件是分别以2枚电极夹着压电体的单元，加强板也作为压电元件的一方的电极被利用。在加强板的一端设置有用于与作为被驱动体的转子接触来使转子旋转的突起部。若对4个压电元件中的配置在对角的2个压电元件施加交流电压，则该2个压电元件进行伸缩运动，与此对应，加强板的突起部进行往复运动或者椭圆运动。而且，对应于该加强板的突起部的往复运动或者椭圆运动，作为被驱动体的转子沿着规定的旋转方向旋转。另外，通过将施加交流电压的2个压电元件切换为其它2个压电元件，能够使转子向反方向旋转。
[0003]以往，作为使用于压电驱动装置的压电体，使用所谓的块状的压电体。在本说明书中，“块状的压电体”意味着厚度为100 μπι以上的压电体。利用块状的压电体的理由是为了使从压电驱动装置赋予给被驱动体的力充分大而想要增大压电体的厚度。
[0004]专利文献1:日本特开2004 - 320979号公报
[0005]专利文献2:日本特开平8 - 111991号公报
[0006]然而，在将压电驱动装置收纳在较小的空间(例如机器人的关节内)来使用的情况下，在使用了以往的压电体的压电驱动装置中，有可能配线空间不足，有想要将压电体减薄到小于100 μπι的厚度这种期望。然而，以往没有充分研究对于适合厚度较小的压电体的压电驱动装置的结构。
[0007]另外，以往，驱动电路与压电元件之间的配线通过在压电元件的电极焊接线状的导线来进行(专利文献1，2)。因此，需要用于导线的空间，另外，存在配线作业中容易断线这个课题。
【发明内容】
[0008]本发明是为了解决上述的课题的至少一部分而完成的，能够作为以下的方式或者应用例实现。
[0009](1)根据本发明的一方式，提供一种具有振动板和压电振动体的压电驱动装置。上述压电振动体具有基板、设置在上述基板与上述振动板之间的压电体、设置在上述压电体与上述基板之间的第1电极、和设置在上述压电体与上述振动板之间的第2电极。在上述振动板形成有与上述第1电极或者上述第2电极的至少一方电连接的配线图案。
[0010]根据该压电驱动装置，形成在振动板的配线图案与第1电极和第2电极的至少一方电连接，所以与使用导线、焊料使第1电极、第2电极与驱动电路连接的情况相比，能够将配线用的空间抑制得较小，另外，能够降低断线的可能性。
[0011](2)在上述压电驱动装置中，上述配线图案也可以包括与上述第1电极电连接的第1配线、和与上述第2电极电连接的第2配线。
[0012]根据该构成，振动板的配线图案的第1配线和第2配线与第1电极和第2电极连接，所以将配线用的空间抑制得较小，另外，能够降低断线的可能性。
[0013](3)在上述压电驱动装置中，也可以是上述第1电极和上述第1配线经由第1层叠导电部电连接，上述第2电极和上述第2配线经由第2层叠导电部电连接。
[0014]根据该构成，振动板的配线图案的第1配线和第2配线经由第1层叠导电部和第2层叠导电部分别与第1电极和第2电极连接，所以与使用导线、焊料的情况相比，能够将配线用的空间抑制得较小，另外，能够降低断线的可能性。
[0015](4)在上述压电驱动装置中，也可以包括设置在上述第1电极与上述配线图案之间的至少1层导电图案，上述第1层叠导电部和上述第2层叠导电部形成在各层的导电图案上。
[0016]根据该构成，能够经由1层以上的导电图案，使压电元件的第1电极以及第2电极和振动板的配线图案容易连接。
[0017](5)在上述压电驱动装置中，也可以是所述至少1层的导电图案中的处于在层叠方向上与所述基板最远的位置的导电图案通过面接触与所述振动板的所述配线图案电连接。
[0018]根据该构成，处于与基板最远的位置的导电图案通过面接触与振动板的配线图案电连接，所以能够可靠并且容易地连接两者。
[0019](6)在上述压电驱动装置中，也可以在所述至少1层的导电图案中的处于在层叠方向上与所述第2电极最近的位置的导电图案与所述第2电极之间设置有绝缘层，处于与所述第2电极最近的位置的导电图案和所述第2电极经由设置在所述绝缘层上的多个接触孔电连接。
[0020]根据该构成，由于利用多个接触孔连接导电图案和第2电极，所以能够降低两者之间的薄膜电阻(寄生电阻)。
[0021](7)在上述压电驱动装置中，也可以是所述至少1层的导电图案包括第1导电图案、第2导电图案、和设置在所述第1导电图案与所述第2导电图案之间的绝缘层，所述第1导电图案内的所述第1层叠导电部和所述第2导电图案内的所述第1层叠导电部经由设置在所述绝缘层上的多个接触孔电连接，所述第1导电图案内的所述第2层叠导电部和所述第2导电图案内的所述第2层叠导电部经由设置在所述绝缘层上的多个接触孔电连接。
[0022]根据该构成，由于利用多个接触孔使导电图案彼此电连接，所以能够降低两者之间的薄膜电阻(寄生电阻)。
[0023](8)在上述压电驱动装置中，也可以是所述振动板包括未载置有所述压电振动体的表面部分，所述配线图案延伸到未载置有所述压电振动体的表面部分。
[0024]根据该构成，能够容易地进行压电元件的电极和驱动电路的连接。
[0025](9)在上述压电驱动装置中，上述压电体的厚度也可以为0.05 μ m以上20 μ m以下。
[0026]在该构成中，导电图案通过多个接触孔连接，降低薄膜电阻(寄生电阻)，所以在使用厚度为0.05 μπι以上20 μπι以下的薄膜的压电体的情况下，即使提高施加给压电体的电压，也可以是损失少、提高效率。
[0027](10)在上述压电驱动装置中，也可以是上述振动板由导电性部件形成，
[0028]上述配线图案的一部分遍及上述振动板的侧面而形成，并与上述振动板电连接。
[0029]根据该构成，能够容易使压电元件的电极和振动板电连接。
[0030](11)在上述压电驱动装置中，所述压电振动体具备多个由所述第1电极、所述压电体、和所述第2电极构成的压电元件，
[0031]在将同时被驱动的一个以上的压电元件作为1组压电元件组的情况下，所述多个压电元件被划分为N组(N为2以上的整数)的压电元件组，
[0032]在各组的压电元件组中，在该压电元件组包括2个以上的压电元件的情况下，该2个以上的压电元件的所述第2电极彼此经由连接配线直接连接，
[0033]与所述N组的压电元件组的所述第2电极分别对应地以相互绝缘的状态设置N个所述第2配线和N个所述第2层叠导电部，
[0034]根据该构成，能够使用N个第2层叠导电部使N组压电元件组的第2电极与振动板的N个第2配线容易连接。
[0035](12)上述压电驱动装置也可以具备突起部，该突起部被设置在所述振动板，并能够与被驱动体接触。
[0036]根据该构成，能够使用突起部使被驱动体动作。
[0037]本发明能够以各种方式实现，例如，除了压电驱动装置之外，能够以压电驱动装置的驱动方法、压电驱动装置的制造方法、搭载压电驱动装置的机器人等各种装置以及其驱动方法等各种方式实现。
【附图说明】
[0038]图1是表示第1实施方式的压电驱动装置的概略结构的俯视图以及剖视图。
[0039]图2是振动板的俯视图。
[0040]图3是表示压电驱动装置和驱动电路的电连接状态的说明图。
[0041]图4是表示压电驱动装置的动作的例子的说明图。
[0042]图5是压电振动体的剖视图。
[0043]图6是压电驱动装置的制造流程图。
[0044]图7是表示图6的步骤S100中的压电振动体的制造工序的说明图。
[0045]图8是表不紧接着图7的工序的说明图。
[0046]图9是表示各种配线层、绝缘层的一个例子的俯视图。
[0047]图10是表不形成在振动板上的配线图案的一个例子的俯视图。
[0048]图11是表不形成在振动板上的配线图案的其它例子的俯视图。
[0049]图12是压电驱动装置的层叠配线结构的示意图。
[0050]图13是表示压电元件和驱动电路的等效电路的电路图。
[0051]图14是表示其它层叠配线结构的示意图。
[0052]图15是其它实施方式的压电驱动装置的俯视图。
[0053]图16是表示利用了压电驱动装置的机器人的一个例子的说明图。
[0054]图17是机器人的手腕部分的说明图。
[0055]图18是表示利用了压电驱动装置的送液栗的一个例子的说明图。
【具体实施方式】
[0056].第1实施方式:
[0057]图1(A)是表示本发明的第1实施方式中的压电驱动装置10的概略结构的俯视图，图1(B)是其B — B剖视图。压电驱动装置10具备振动板200、和分别配置在振动板200的两面(第1面211和第2面212)的2个压电振动体100。压电振动体100具备基板120、形成在基板120上的第1电极130、形成在第1电极130上的压电体140、和形成在压电体140上的第2电极150。第1电极130和第2电极150夹持压电体140来构成压电元件。2个压电振动体100以振动板200为中心对称配置。另外，在该实施方式中，以基板120和振动板200夹持压电元件(130、140、150)的方式将压电振动体100设置在振动板200上。2个压电振动体100具有相同的构成，所以以下只要未特别说明，对处于振动板200的下侧的压电振动体100的构成进行说明。
[0058]压电振动体100的基板120作为用于通过成膜工序形成第1电极130、压电体140、和第2电极150的基板被使用。另外，基板120也可以具有作为进行机械式的振动的振动板的功能。基板120能够例如由S1、A1203、Zr02等形成。作为Si制的基板120，能够利用例如半导体制造用的Si晶片。在该实施方式中，基板120的平面形状为长方形。基板120的厚度优选例如10 μπι以上100 μπι以下的范围。如果将基板120的厚度设为10 μπι以上，则在基板120上的成膜处理时能够比较容易处理基板120。另外，如果将基板120的厚度设为100 μπι以下，则能够根据由薄膜形成的压电体140的伸缩，容易地使基板120振动。
[0059]第1电极130形成为在基板120上形成的一个连续的导电体层。另一方面，如图1 (Α)所不，第2电极150被划分为5个导电体层150a?150e (也称为“第2电极150a?150e”