说明，但摄像装置可以是互换式镜头照相机例如不具有反射镜箱605的无反射镜数码互换 式镜头照相机。在各种摄像装置以及包括摄像装置的电气设备和电子设备，例如互换式镜 头摄像机、复印机、传真机和扫描仪中，根据本发明的实施方案的摄像装置能够尤其应用于 需要将光学部件的表面上沉积的灰尘除去的设备。
[0186] (电子设备）
[0187] 以下对根据本发明的实施方案的电子设备进行说明。该电子设备包括压电声部 件，该压电声部件包括根据本发明的实施方案的压电元件或多层压电元件。
[0188] 图14是作为根据本发明的实施方案的电子设备的数码相机的主体931的透视图。 将光学器件901、麦克风914、电子闪光单元909和补充光单元916设置在主体931的前表 面上。将麦克风914设置在主体内并且用虚线表示。在麦克风914前设置用于捕获外部声 音的开口。
[0189] 在主体931的上表面上设置电源开关933、扬声器912、变焦杆932和用于聚焦的 释放按钮908。将扬声器912设置在主体931内并且用虚线表示。在扬声器912前设置用 于将声音传送到外部的开口。
[0190] 压电声部件可用于麦克风914和扬声器912中的至少一个。压电声部件也包括表 面声波滤波器（SAW filter)。
[0191] 尽管作为根据本发明的实施方案的电子设备，已对数码相机进行了说明，但该电 子设备也可应用于包括压电声部件的电子设备，例如还音设备、录音设备、移动电话和信息 终端。
[0192] 根据本发明的实施方案的压电材料在宽的运转温度范围内具有高且稳定的压电 常数和机械品质因数。该压电材料不含铅并且能够减小对环境的负荷。因此，该压电材料 能够没有问题地用于使用大量压电材料制造的装置，例如排液头、排液装置、超声波马达、 光学装置、振动装置、除尘器件、摄像装置和电子设备。
[0193] 实施例
[0194] 尽管在下述实施例中对本发明进一步说明，但本发明并不限于这些实施例。
[0195] 制备根据本发明的实施方案的压电材料。
[0196] (压电材料）
[0197] (根据实施例1的压电材料）
[0198]如下所述对具有组成（Baa 845CaQ. 155) ,QQ4 (TiQ.942SnQ.Q(l8ZrQ. Q5Q) O3的原料称重，其由通 式（BahCax) Jj(Ti1HSnyZrz)O3表不，其中 X = 0· 155, y = 0· 008, z = 0· 050 和 a = 1. 004。
[0199] 采用固相法制备具有IOOnm的平均粒径和99. 999%以上的纯度的钛酸钡、具有 300nm的平均粒径和99. 999%以上的纯度的钛酸钙、具有300nm的平均粒径和99. 999% 以上的纯度的锆酸钙、和具有500nm的平均粒径和99. 999%以上的纯度的锡酸钡的原料粉 末。将这些钛酸钡、钛酸钙、锆酸钙和锡酸钡以81. 7:10. 5:5. 0:0. 8的摩尔比称重。用草酸 钡控制表示A位点处的Ba和Ca的摩尔数与B位点处的Ti、Sn和Zr的摩尔数之比的值a。 将这些称重的粉末在球磨机中干混24小时。为了将混合的粉末造粒，用喷雾干燥机使基于 金属对应于0. 18重量份Mn的醋酸锰（II)的量和3重量份的PVA粘结剂每100重量份的 该混合粉末沉积在该混合粉末的表面上。
[0200] 将得到的造粒的粉末装入模具中并且用压机以200MPa加压以形成圆盘状压实 体。已将非镁脱模剂施涂于模具的表面。能够用冷等静压机对该压实体进一步加压，并且 进一步加压的压实体具有相同的结果。
[0201] 在1380°C的最大温度下将该压实体保持在电炉中5小时并且在环境气氛中烧结 合计24小时，得到根据本发明的实施方案的陶瓷压电材料。
[0202] 测定该压电陶瓷的晶粒的平均当量圆直径和相对密度。平均当量圆直径为 2. 2 μπι，相对密度为98. 3%。主要用偏光显微镜观察晶粒。用扫描电子显微镜（SEM)确定 小的晶粒尺寸。由该观察确定平均当量圆直径。根据阿基米德原理测定相对密度。
[0203] 将压电陶瓷磨光为0.5mm的厚度，并且通过X-射线衍射分析该压电材料的晶体结 构。只观察到对应于钙钛矿型结构的峰。
[0204] 通过X-射线荧光光谱法确定该材料的组成。结果显示该压电材料主要由具有化 学式（Ba a 845CaQ. 155) QQ4 (TiQ. 942SnQ. _ZrQ. Q5Q) O3的金属氧化物组成并且含有0· 18重量份的Mn 和0. 0001重量份的Mg每100重量份的该主要成分。Mg成分可能来源于高纯度原料。关于 其他金属成分，称重的组成与烧结后的组成一致。Ba、Ca、Ti、Sn、Zr、Mn和Mg以外的元素 低于检测极限。烧结或磨光没有显著地改变平均当量圆直径。
[0205] (根据实施例2-23的压电材料）
[0206] 以表1中所列的摩尔比将实施例1中使用的钛酸钡、钛酸钙、锆酸钙和锡酸钡称 重。为了控制表示A位点处的Ba和Ca的摩尔数与B位点处的Ti、Sn和Zr的摩尔数之比 的值a，如表1中所列将草酸钡称重。将这些称重的粉末在球磨机中干混24小时。为了将 混合的粉末造粒，用喷雾干燥机使基于金属对应于表1中所列的Mn重量的醋酸锰（II)的 量和3重量份的PVA粘结剂每100重量份的该混合粉末沉积在该混合粉末的表面上。实施 例20-23中，分别混合基于金属对应于0. 0049、0. 0099、0. 0499和0. 0999重量份的Mg的氧 化镁的量。
[0207] 将以与实施例1中相同的方式制备的造粒的粉末装入模具中并且用压机以 200MPa加压以形成圆盘状压实体。已将非镁脱模剂施涂于模具的表面。能够用冷等静压机 对该压实体进一步加压，并且进一步加压的压实体具有相同的结果。
[0208] 在1380°C的最大温度下将该压实体保持在电炉中5小时并且在环境气氛中烧结 合计24小时，得到根据本发明的实施方案的陶瓷压电材料。
[0209] 以与实施例1中相同的方式测定该压电陶瓷的晶粒的平均当量圆直径和相对密 度。表2不出结果。
[0210] 以与实施例1中相同的方式，将压电陶瓷磨光为0. 5mm的厚度，并且通过X-射线 衍射分析该压电材料的晶体结构。在任何样品中都只观察到对应于钙钛矿型结构的峰。
[0211] 以与实施例1中相同的方式通过X-射线荧光光谱法确定该压电材料的组成。表 3示出结果。8 &、0&、11、511、21'^11和1%以外的辅助成分元素低于检测极限。实施例2-19 含有0. 0001重量份的Mg，实施例20-23分别含有0. 0050、0. 0100、0. 0500和0. 1000重量份 的Mg。在任何样品中，称重的组成与烧结后的组成一致。
[0212] 再次观察晶粒时，通过烧结或磨光，基本上没有改变晶粒的尺寸和状态。
[0213] (根据比较例1-7的压电材料）
[0214] 以与实施例1-23中相同的方式，以表1中所列的摩尔比将主要成分称重并且在球 磨机中干混24小时。为了将混合的粉末造粒，用喷雾干燥机使基于金属对应于表1中所列 的Mn重量的醋酸猛（II)的量和3重量份的PVA粘结剂每100重量份的该混合粉末沉积在 该混合粉末的表面上。比较例9中，混合基于金属对应于0. 4999重量份的Mg的氧化镁的 量作为辅助成分。
[0215] 将造粒的粉末用于在与实施例1-23中相同的条件下制备陶瓷压电材料。测定陶 瓷的晶粒的平均当量圆直径和相对密度。表2示出结果。以与实施例1-23中相同的方式 评价晶粒和相对密度。
[0216] 将该压电陶瓷磨光到0. 5mm的厚度，并且通过X-射线衍射分析该压电材料的晶体 结构。在任何样品中都只观察到对应于钙钛矿结构的峰。
[0217] 通过X-射线荧光光谱法确定该材料的组成。表3示出结果。Ba、Ca、Ti、Sn、Zr、 Mn和Mg以外的辅助成分元素低于检测极限。比较例1-6含有0. 0001重量份的Mg，比较例 7含有0. 5000重量份的Mg。在任何样品中，称重的组成与烧结后的组成一致。
[0218] 图15表示根据实施例1-23和比较例1-7的压电材料的y值和z值之间的关系。 由虚线包围的区域表示通式（1)中y和z的范围，其表示妈钛矿型金属氧化物。
[0219] [表 1]
[0220]
【主权项】
1.压电材料，包括：具有通式（1)的钙钛矿型金属氧化物，其中将锰引入该金属氧化物 中，并且Mn含量为0. 12重量份-0. 40重量份，基于金属，每100重量份的该金属氧化物， (BahCax) a (Ti卜y_zSnyZrz) O3⑴ 1. 00 彡a彡I. 01，0. 125 彡X彡 0? 300,0〈y彡 0? 020,和 0? 041 彡z彡 0? 069。
2. 根据权利要求1的压电材料，其中通式⑴中的z等于或小于-2y+0. 100。
3. 根据权利要求1或2的压电材料，其中该压电材料在-25°C至100°C的范围内不具有 结构相变温度。
4. 根据权利要求1-3的任一项的压电材料，其中该压电材料含有具有Iym-10ym的平 均当量圆直径的晶粒。
5. 根据权利要求1-4的任一项的压电材料，其中该压电材料具有93 % -100%的相对密 度。
6. 根据权利要求1-5的任一项的压电材料，其中100重量份的该压电材料含有基于金 属、〇. 10重量份以下的Mg作为辅助成分。
7. 压电元件，包括：第一电极；压电材料；和第二电极，其中该压电材料是根据权利要 求1-6的任一项的压电材料。
8. 多层压电元件，包括彼此在其上交替地层叠的压电材料层和电极层，该电极层包括 内部电极，其中该压电材料层由根据权利要求1-6的任一项的压电材料形成。
9. 排液头，包括：液室；和与该液室连通的排出口，其中该液室具有振动单元，该振动 单元包括根据权利要求7的压电元件或者根据权利要求8的多层压电元件。
10. 排液装置，包括：用于转移介质的安装部；和根据权利要求9的排液头。
11. 超声波马达，包括：振动部件，该振动部件包括根据权利要求7的压电元件或者根 据权利要求8的多层压电元件；和与该振动部件接触的移动体。
12. 光学装置，包括驱动单元，该驱动单元包括根据权利要求11的超声波马达。
13. 振动装置，包括振动部件，该振动部件包括根据权利要求7的压电元件或者根据权 利要求8的多层压电元件。
14. 除尘器件，包括振动单元，该振动单元包括在隔膜上设置的根据权利要求13的振 动装置。
15. 摄像装置，包括：根据权利要求14的除尘器件；和摄像元件单元，其中该除尘器件 在该摄像元件单元的受光表面上包括隔膜。
16. 电子设备，包括压电声部件，该压电声部件包括根据权利要求7的压电元件或者根 据权利要求8的多层压电元件。
【专利摘要】本发明提供无铅压电材料，其在宽的运转温度范围内具有高且稳定的压电常数和机械品质因数。该压电材料主要由具有通式(1)的钙钛矿型金属氧化物组成，其中将锰引入该金属氧化物中，并且Mn含量为0.12重量份-0.40重量份，基于金属，每100重量份的该金属氧化物。(Ba1-xCax)a(Ti1-y-zSnyZrz)O3 (1)(1.00≤a≤1.01，0.125≤x≤0.300，0<y≤0.020，和0.041≤z≤0.069)。
【IPC分类】C04B35-634, B32B18-00, C04B35-468, C04B35-49
【公开号】CN104768747
【申请号】CN201380056974
【发明人】上林彰, 斋藤宏, 大志万香菜子, 林润平
【申请人】佳能株式会社
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2013年10月23日
【公告号】EP2897797A1, WO2014069549A1