(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
能動的触覚フィードバックを生成するためのデバイス（１）であって、
積層方向（Ｓ）に重なって積層された複数の第１の内部電極（３）および複数の第２の内部電極（４）を有する１つの基体を備え、当該複数の第１の内部電極（３）と当該複数の第２の内部電極（４）との間にはそれぞれ１つの圧電層（９）が配設されており、
前記デバイス（１）は、当該デバイス（１）に印加される力を検知するように構成されており、
前記デバイス（１）は、当該デバイス（１）に印加された力が検知されると、１つの能動的触覚フィードバックを生成するように構成されており、
前記触覚フィードバックは、前記第１の内部電極（３）と前記第２の内部電極（４）との間に、前記基体（２）の長さ変化をもたらす１つの電圧が印加されることによって生成され、前記デバイス（１）の上面（１０）および／または下面（１２）上には、１つの円錐台形状の金属板（１１，１３）が配設され、
前記金属板（１１，１３）はチタンを含む、
ことを特徴とするデバイス。
【請求項２】
能動的触覚フィードバックを生成するためのデバイス（１）であって、
積層方向（Ｓ）に重なって積層された複数の第１の内部電極（３）および複数の第２の内部電極（４）を有する１つの基体を備え、当該複数の第１の内部電極（３）と当該複数の第２の内部電極（４）との間にはそれぞれ１つの圧電層（９）が配設されており、
前記デバイス（１）は、当該デバイス（１）に印加される力を検知するように構成されており、
前記デバイス（１）は、当該デバイス（１）に印加された力が検知されると、１つの能動的触覚フィードバックを生成するように構成されており、
前記触覚フィードバックは、前記第１の内部電極（３）と前記第２の内部電極（４）との間に、前記基体（２）の長さ変化をもたらす１つの電圧が印加されることによって生成され、前記デバイス（１）の上面（１０）および／または下面（１２）上には、１つの円錐台形状の金属板（１１，１３）が配設され、
前記基体（２）は、１つの穴（２３）を備え、当該穴は、積層方向（Ｓ）において前記基体（２）の下面（１２）から前記基体（２）の上面（１０）まで延伸している、
ことを特徴とするデバイス。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のデバイスにおいて、
前記円錐台形状の金属板（１１，１３）は、前記デバイス（１）の上面（１０）あるいは下面（１２）上に固定されている縁部領域を備え、
前記円錐台形状の金属板（１１，１３）は、前記積層方向（Ｓ）において前記上面（１０）あるいは前記下面（１２）から離間している中央領域（１５）を備える、
ことを特徴とするデバイス。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記デバイス（１）は、前記デバイス（１）に印加される力の結果生じる、前記第１の内部電極（３）と前記第２の内部電極（４）との間に生成される電圧を測定するための１つの測定ユニットを備え、
前記デバイス（１）は、前記測定ユニットによって検出された値を参照して、前記デバイス（１）に印加された力を検知するように構成されている、
ことを特徴とするデバイス。
【請求項５】
前記デバイス（１）は、測定接続部に接続されている１つの第３の内部電極（２０）をさらに備えることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項６】
請求項５に記載のデバイスにおいて、
前記デバイス（１）は、前記デバイス（１）に印加された力の結果生じる、前記第３の内部電極（２０）と複数の前記第１の内部電極（３）の１つとの間に生成される電圧を測定するように構成されており、
前記デバイス（１）は、測定された前記電圧を参照して、前記デバイス（１）に印加された力を検知するように構成されている、
ことを特徴とするデバイス。
【請求項７】
前記第３の内部電極（２０）は、複数の前記第１の内部電極（３）および複数の前記第２の内部電極（４）から成る１つの積層体において、前記積層方向（Ｓ）で中央に配設されていることを特徴とする、請求項５または６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記第３の内部電極（２０）は、全ての前記第１の内部電極（３）および前記第２の内部電極（４）が前記第３の内部電極（２０）の一方の面上に配設されるように、前記基体（２）に配設されていることを特徴とする、請求項５または６に記載のデバイス。
【請求項９】
前記基体（２）は、前記積層方向（Ｓ）に対して垂直に配設されている、円形の底面を備えることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記基体（２）は、前記積層方向（Ｓ）に対して垂直に配設されている底面（８）を備え、当該底面の辺長は、１０〜３０ｍｍとなっていることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記基体（２）は、前記積層方向（Ｓ）で０．５〜２．０ｍｍの高さを有することを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記内部電極（３，４，２０）は銅を含むことを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１３】
重なって積層された複数の請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のデバイスを備える構成体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、能動的触覚フィードバックを生成するためのデバイスに関する。ここでこのデバイスは、使用者がこのデバイスに力を印加すると、この使用者へのフィードバックを生成するように構成されている。このようなデバイスは、たとえば１つの押しボタン、たとえば装置用の起動押しボタンに使用することができる。このデバイスは、たとえば使用者が行った調整がこのデバイスによる変換が成功したことを通知するために、能動的触覚フィードバックを生成することができる。
【背景技術】
【０００２】
能動的な触覚フィードバックの生成用の素子は、たとえばモバイル電話における振動アラームが知られている。これらの振動アラームは、偏心したモータを備えている。しかしながらこれらの振動アラームは、不均等のフィードバックを生じ、そしてさらに比較的大きな部品高を備える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって本発明の課題は、能動的触覚フィードバックを生成するための改善されたデバイスを提示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は本願請求項１に記載のデバイスによって解決される。
【０００５】
本発明は、１つの能動的触覚フィードバックを生成する１つのデバイスを提示し、このデバイスは、積層方向に重なって積層された複数の第１の内部電極および複数の第２の内部電極を有する１つの基体を備え、ここでこれらの内部電極の間にはそれぞれ１つの圧電層が配設されており、ここでこのデバイスは、このデバイスに印加された力を検知し、そしてこのデバイスに印加された力が検知されると、１つの能動的触覚フィードバックを生成するように構成されており、ここでこの触覚フィードバックは、上記の第１の内部電極と第２の内部電極との間に、上記の基体の長さ変化をもたらす１つの電圧が印加されることによって生成される。
【０００６】
上記のフィードバックは、能動的フィードバックと称されるが、これは上記のデバイスによって自ら生成されるからである。このフィードバックは、触覚フィードバックと称されるが、これは使用者がその接触感覚で認識することができるからである。
【０００７】
上記の基体の長さ変化とは、具体的には積層方向に対して垂直な方向における長さ変化であってよい。  このような長さ変化は、横方向収縮とも呼ばれている。この積層方向に対し垂直な方向への長さ変化は、圧電効果の結果であり、この圧電効果は上記の圧電層に上記の第１および第２の内部電極を介して電圧が印加されることによって引き起こされる。
【０００８】
さらに上記のデバイスは、上記の基体の上記の積層方向に対して垂直方向における長さ変化を、積層方向におけるこのデバイスの長さ変化に変換するように構成することができる。具体的には、このデバイスの積層方向における長さ変化は、使用者が能動的触覚フィードバックとして感知することができる。
【０００９】
以上により、上記の能動的触覚フィードバックが上記の第１の内部電極と第２の内部電極との間に印加される電圧によって生成されることによって、このデバイスは、この能動的触覚フィードバックの実施態様の多様な自由度を提供する。この能動的触覚フィードバックは、電圧の印加の期間を変化すること、あるいは印加される電圧の大きさを変化すること、あるいは電圧が印加されない期間と電圧が印加される期間とを交代することで、変化させることができる。このようにして、様々な事象に対して、異なる態様のフィードバックを規定することができる。
【００１０】
上記の第１の内部電極と上記の第２の内部電極とは異なっており、これらの電極は、このデバイスの異なる外部電極に接続され、そしてこれによってこれらの電極の間に電圧を印加することができるようになっている。
【００１１】
上記の圧電層は、１つのチタン酸ジルコン酸鉛のセラミック（ＰＺＴセラミック）であってよい。これらの圧電層は、上記の第１の内部電極と上記第２の内部電極との間に交流電圧が印加され、そしてこれによって生じる圧電効果である上記の基体の長さ変化がもたらされるように、分極されていてよい。このＰＺＴセラミックは、さらに追加的にＮｄおよびＮｉを含んでよい。代替として、このＰＺＴセラミックは、さらに追加的にＮｄ，Ｋ，および場合によりＣｕを含んでよい。代替として、上記の圧電層はＰｂ（ＺｒｘＴｉ１−ｘ）Ｏ３＋ｙＰｂ（Ｍｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３を含む組成を備えてよい。
【００１２】
上記の基体は、上記の内部電極および上記の圧電層を備える、１つの焼結された部品であってよい。
【００１３】
上記のデバイスの上面および／または下面上には、１つの円錐台形状の金属板が配設されていてよい。この金属板は、積層方向に対して垂直な方向における上記の基体の長さ変化を、上記のデバイスの積層方向における長さ変化に変換するように構成することができる。この金属板は、上記の基体の横方向収縮の結果生じる、この基体の積層方向における長さ変化を増強することができる。この目的のため、この金属板は、この金属板の縁部領域の縮みまたは伸びが、この金属板の中央領域の大幅な膨らみまたは凹みを生じるような形状となっていてよい。この金属板は、上記の基体の横方向収縮を上記のデバイスの積層方向における大幅な長さ変化に変換することに寄与する。
【００１４】
上記の円錐台形状の金属板は、上記のデバイスの上面あるいは下面上に固定されている縁部領域を備えてよい。この縁部領域は、たとえば接着，はんだ付け，または溶接を用いて、上記のデバイスの基体に固定されていてよい。さらにこの金属板は、積層方向において上記の基体の上面あるいは下面から離間している中央領域を備えてよい。この上面あるいは下面からのこの金属板の中央領域の距離は、上記の内部電極（複数）の間に印加された電圧の結果、この基体に横方向収縮が生じる場合、大幅に変化することができる。
【００１５】
この金属板は、チタンを含んでよく、あるいはチタンから成っていてよい。
チタンは、特にここで提示する、能動的触覚フィードバックを生成するための上記のデバイスのアプリケーション用に顕著な利点を備える。上記のデバイスは、たとえば押しボタンとして使用することができ、ここで使用者がこの押しボタンを押すと、能動的触覚フィードバックが生成されることになる。このような押しボタンが人間により操作されると、湿気が、たとえば指の汗の形態で、この押しボタンに残ることをほぼ避けることができない。これは腐食をもたらし得る。しかしながらチタンはとりわけ耐腐食性の材料であり、これにより上記のデバイスを、腐食による長期間の損傷から良好に保護することができる。
【００１６】
さらにチタンは高い機械的耐荷重性を有し、これにより上記のデバイスの寿命を延ばすことができる。
【００１７】
その他チタンは、上記の基体の熱膨張係数に極めて近い熱膨張係数を備える。これにより上記の金属板の上記の基体との結合部位は、温度の変化の際に殆ど機械的な負荷を受けない。たとえばこの金属板も、またこの基体も、８〜９ｐｐｍ／Ｋの熱膨張係数を有し得る。
【００１８】
さらに上記のデバイスは、上記の基体に印加される力の結果生じる、上記の第１の内部電極と上記の第２の内部電極との間に生成される電圧を測定するための１つの測定ユニットを備えてよく、ここでこのデバイスは、この測定ユニットによって検出された値を参照して、このデバイスに印加された力を検知するように構成されている。これに対応して上記の第１および第２の内部電極は、このデバイスにおいて２重の機能を担っている。これらの電極は一方で、このデバイスに印加される力を検知するために用いられるが、これはこの場合これらの電極の間に電圧が生成されるからである。他方、これらの電極の間に交流電圧が印加されると、このデバイスの長さ変化が引き起こされ、この長さ変化を用いて上記の能動的触覚フィードバックが生成される。
【００１９】
代替として、または追加的に、上記のデバイスは、測定接続部に接続されている１つの第３の内部電極を備えてよい。この第３の内部電極は、上記の第１の内部電極が接続されている第１の外部電極と接続されておらず、そして上記の第２の内部電極が接続されている第２の外部電極と電気的に接続されていない。
【００２０】
上記のデバイスは、上記の基体に印加された力の結果生じる、上記の第３の内部電極と上記の第１の内部電極（複数）の１つとの間に生成される電圧を測定するように構成されていてよく、ここでこのデバイスは、この測定された電圧を参照して、このデバイスに印加された力を検知するように構成されている。この１つの第１の内部電極は、この第３の内部電極に直接隣接していてよい。
【００２１】
上記の基体の長さ変化を生成するために利用されず、むしろ単に上記のデバイスに印加される力の検知に用いられる、分離された１つの第３の内部電極を利用することは、高い感度を達成するために有利となり得る。たとえばこの第３の内部電極とこれに隣接する上記の第１の内部電極との間の距離は、互いに隣接する第１の電極と第２の電極との間の距離よりも大きくすることができる。これに対応して、この第３の電極とこの隣接する第１の内部電極との間には、同じ機械的力でより大きな電圧が印加されており、こうして力の検出のための閾値が下げられる。
【００２２】
上記の第３の内部電極は、第１内部電極（複数）および第２の内部電極（複数）から成る１つの積層体において、積層方向で中央に配設されていてよい。このような構造は対称的である。以上により上記の第３の内部電極は、上記のデバイスの障害となることが無く、そして上記のデバイスはその動作において悪影響を受けることが無い。
【００２３】
代替として、上記の第３の内部電極は、全ての第１および第２の内部電極がこの第３の内部電極の一方の面上に配設されるように、上記の基体に配設されていてよい。このような構造によって、この第３の内部電極がもう１つの内部電極にのみ隣接していることが保証される。これにより上記のデバイスの、上記の横方向収縮の生成に積極的に利用することができない領域が低減される。
【００２４】
上記の基体は、１つの穴を備えてよく、この穴は、積層方向において上記の基体の下面から上記基体の上面まで延伸しており、そして上記の基体の中央領域を横切っている。このようにして上記の第１の内部電極と上記の第２の内部電極との間の静電容量を低減することができ、こうして上記のデバイスを小さな電力で駆動することが可能となる。
【００２５】
上記の基体は、上記の積層方向に対して垂直に配設されている、円形の底面を備えてよい。矩形の底面に対して、ここではいわば隅部領域が切り取られている。これはまた、上記の基体の静電容量を低減することにも用いられる。上記の基体の静電容量が低減されると、上記のデバイスを駆動するために必要な電力はより少なくなる。
【００２６】
上記の基体は、上記の積層方向に対して垂直に配設されている底面を備え、この底面の辺長は、１０〜３０ｍｍとなっており、ここでこの基体は積層方向で０．５〜２．０ｍｍの高さを有し得る。
【００２７】
上記の内部電極（複数）は、銅を含んでよく、または銅から成っていてよい。
【００２８】
もう１つの態様によれば、本発明は、上述したような複数の重なって積層されたデバイス（複数）を備える１つの構成体に関する。ここでこれらのデバイスは積層方向に重なって積層されている。ここでこれらのデバイスの積層方向における長さ変化が加算され、こうしてこの構成体を用いて全体で１つのより強力なフィードバックを生成することができる。これはこの構成体の長さ変化が、１つの単一のデバイスの長さ変化よりも何倍も大きくなっているからである。ここで上記のデバイス（複数）の各々の上面および下面上にそれぞれ配設されている金属板の重なった中央領域は、互いに堅く接続されている。
【００２９】
以下では、図を参照して、本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】１つの第１の実施形態例による能動的触覚フィードバックの生成のための１つのデバイスの断面を示す。
【図２】１つのデバイスの斜視図を示す。
【図３】このデバイスの基体の断面を示す。
【図４】１つの第２の実施形態例による、１つのデバイスの基体の断面を示す。
【図５】１つの第３の実施形態例による、１つのデバイスの基体の断面を示す。
【図６】１つの第１の内部電極が印刷されている、１つの圧電層を示す。
【図７】１つの第２の内部電極が印刷されている、１つの圧電層を示す。
【図８】１つの第３の内部電極が印刷されている、１つの圧電層を示す。
【図９】１つの第４の実施形態例による、１つのデバイスの基体を示す。
【００３１】
図１は、１つの第１の実施形態例による能動的触覚フィードバックの生成のための１つのデバイス１の断面を示す。図２は、１つの代替の実施形態ににおけるこのデバイス１を斜視図で示す。
【００３２】
デバイス１は、積層方向Ｓに重なって積層されている第１の内部電極（複数）３および第２の内部電極（複数）４を有する１つの基体２を備える。これらの第１の内部電極３は、１つの第１の外部電極５と接続されている。これらの第２の内部電極４は、１つの第２の外部電極６と接続されている。これらの第１および第２の外部電極５，６は、それぞれ基体２の１つの側面７上に配設されており、その面法線は、積層方向Ｓに対し垂直に延伸している。
図１に示すデバイス１では、これらの第１および第２の外部電極５，６は、反対側にある側面（複数）７上に配設されている。図２に示すデバイス１では、これらの第１および第２の外部電極５，６は、同じ側面７上に配設されている。
【００３３】
基体２は、積層方向Ｓに小さな高さを有する。さらにこの基体２は、その面法線がこの積層方向Ｓに対して平行となっている底面８を備える。この底面８の大きさは、この基体２の高さより顕著に大きくなっている。こうして扁平かつ幅広の基体２となっている。たとえば、この基体２の最大の大きさは、上記の積層方向Ｓに対して垂直な方向において、積層方向Ｓにおけるこの基体２の高さより少なくとも１０倍大きくなっていてよい。好ましくは、上記の積層方向Ｓに対して垂直な方向におけるこの基体２の大きさは、積層方向Ｓにおけるこの基体２の高さより少なくとも２０倍大きくなっていてよい。
【００３４】
さらに、基体２は圧電層（複数）９を備え、これらの圧電層は、１つの圧電材料から成っており、たとえばＰＺＴセラミックから成っている。これらの圧電層９は、第１の内部電極（複数）３と第２の内部電極（複数）４との間に配設されている。これらの圧電層９は、これらの第１の内部電極３とこれらの第２の内部電極４との間に電圧を印加することが基体２の横方向収縮をもたらすように、分極されており、この横方向収縮では上記の積層方向Ｓに対して垂直な基体２の長さが変化する。
【００３５】
この横方向収縮は、強制的に、積層方向Ｓにおける基体２の長さ変化をもたらす。この積層方向Ｓにおける長さ変化は、デバイス１の使用者によって能動的触覚フィードバックとして感知することができる。
【００３６】
積層方向Ｓにおけるこの長さ変化の効果をさらに強化するために、デバイス１の上面１０上に、１つの上側の円錐台形状の金属板１１が配設されている。さらに、デバイス１の下面１２上に、１つの下側の円錐台形状の金属板１３が配設されている。上面１０および下面１１は、積層方向で反対側にある。この上面１０およびこの下面１１の面法線は、上記の積層方向Ｓに対して平行になっている。
【００３７】
金属板１１，１３は、それぞれ１つの縁部領域１４を備え、この縁部領域は、基体２と結合されている。さらにこれらの金属板１１，１３は、それぞれ１つの中央領域１５を備える。上側の金属板１１の中央領域１５は、基体２の上面１０から離間しており、そしてこれに対応してこの基体に接触していない。下側の金属板１３の中央領域１５は、基体２の下面１２から離間しており、そしてこれに対応してこの基体に接触していない。デバイス１に力が全く印加されず、そして第１の内部電極３と第２の内部電極４との間に電圧が全く印加されていない状態においては、上側の金属板１１の中央領域１５と上面１０との間の距離は、０．５ｍｍとなっている。下側の金属板１３の中央領域１５の下面１２からの距離も、０．５ｍｍとなっている。
【００３８】
上側の金属板１１の中央領域１５は、この上側の金属板１１の縁部領域１４で、結合領域１６を介して結合されている。  この結合領域１６は、２つの屈曲点１７を備え、これらの屈曲点において上記の上側の金属板は、縁部領域１４が引き寄せられるかあるいは離れる際に、特に強く変形する。下側の金属板１３も同様に形成されている。
【００３９】
ここで第１の内部電極３と第２の内部電極４との間に電圧が印加されると、この電圧は基体２の横方向収縮をもたらし、こうしてこれらの金属板１１，１３の縁部領域１４は、これらが基体と堅く結合されているので、それぞれ径方向に引き寄せられる。この結果、円錐台形状の金属板１１，１３の中央領域１５は、積層方向に持ち上がり、ここでこれらの金属板１１，１３は特に上記の２つの屈曲点１７で曲げられる。ここで上側の金属板１１の中央領域１５は、積層方向において、下側の金属板１３の中央領域に対して反対側に移動する。以上により、これらの中央領域１５が互いに離れるように移動するので、デバイス１の積層方向Ｓにおける長さ変化が増幅される。
【００４０】
ここで第１の内部電極３と第２の内部電極４との間に印加されている電圧が極反転されると、これにより金属板１１，１３の縁部領域がそれぞれ径方向に互いに離れるように移動する。これによりこれらの金属板１１，１３の２つの中央領域１５は、互いに近づくように移動する。
【００４１】
このようにして基体２の横方向収縮は、積層方向におけるこの基体２の長さ変化に変換することができる。たとえば、２．５ｍｍより小さな高さを有するデバイス１は、このようにして積層方向Ｓにおいて約１００μｍの変位を生じることができる。このような高さのデバイス１を用いて、積層方向Ｓにおけるこの大きさの長さ変化を、積層方向Ｓに作用する直接の圧電効果のみによって達成することは、不可能であろう。
【００４２】
図３は、上記の第１の実施形態例によるデバイス１の基体２の簡略化した断面を示す。図３には、基体２内に配設されている第１および第２の内部電極３，４が示されている。これらの電極は積層方向Ｓにおいて交互に重なって積層されている。
【００４３】
さらにこのデバイス１は、このデバイス１に作用する力を検知するように構成されている。このデバイス１は、たとえばボタンとして実装されてよく、このボタンは使用者によって押圧することができる。この際この使用者によって力がこのデバイス１の上面１０に印加される。これによりこのデバイス１は変形される。具体的にはこのデバイス１は、積層方向Ｓに圧縮される。この結果、上記の圧電層（複数）９において、電圧が生成される。ここでこの電圧は、第１の内部電極３と第２の内部電極４との間に印加されている。
【００４４】
さらにこのデバイス１は、１つの測定ユニット１８および１つの制御ユニット１９と回路接続されている。これらは、図３に概略的に示されている。この測定ユニット１８は、上記の第１の内部電極３と上記の第２の内部電極４との間に印加されている電圧を測定する。この制御ユニット１９は、上記の第１の内部電極３と上記の第２の内部電極４との間に交流電圧を印加するように構成されている。
【００４５】
デバイス１に全く力が印加されないと、上記の第１の内部電極３と上記の第２の内部電極４との間には、全く電圧が印加されない。使用者がこのデバイス１を押圧すると、これより電圧が発生し、ここでこの電圧は上記の第１の内部電極３と上記の第２の内部電極４との間に印加される。上記の第１の内部電極３と上記の第２の内部電極４との間のこの電圧は、上記の測定ユニット１８によって常に測定される。ここでこの測定ユニット１８がこの電圧の上昇を検知すると、このボタンの動作を断定することができる。
【００４６】
上記の第１の内部電極３と上記の第２の内部電極４との間の電圧が所定の閾値を越えると、これより上記の制御ユニット１９は、能動的触覚フィードバックの生成を開始する。この目的のため、上記の制御ユニット１９から上記の第１の内部電極３と上記の第２の内部電極４との間に交流電圧が印加される。この交流電圧は、圧電効果のために上記のデバイス１の横方向収縮をもたらし、そしてこれに近する積層方向Ｓにおける長さ変化をもたらし、この長さ変化は、フィードバックとして感知される。
【００４７】
さらに上記の測定ユニット１８は、上記のデバイス１に印加された力がどれくらい大きいか検知するように構成することができる。このためこの測定ユニット１８には、複数の閾値が上記の第１の内部電極３と上記の第２の内部電極４との間に生成される電圧に対して規定されていてよく、そしてこれらの閾値のどれが越えられたかがチェックされる。さらに上記の制御ユニット１９は、フィードバックの生成を開始し、このフィードバックの正確な形態は、上記の印加された力の大きさに依存する。この際、印加される交流電圧の大きさおよび持続時間が変化される。
【００４８】
図４は、１つの第２の実施形態例によるデバイス１の１つの基体２の断面を示す。このデバイス１は、１つの第３の内部電極２０を備える。この第３の内部電極２０は、上記の第１の外部電極５とも、上記の第２の外部電極６とも接続されていない。その代わりに、この第３の内部電極２０は、１つの追加の測定接続部（不図示）に接続されており、この測定接続部もまたこの基体２の側面７上に配設されている。この第３の内部電極２０は、この基体２に印加される力を検知するために用いられる。この目的のため、この第３の内部電極２０とこれに隣接する２つの第１の内部電極３との間に印加されている電圧が上記の測定ユニット１８によってモニターされる。この基体２に力が印加されると、これよりこれらの内部電極３，２０の間に電圧が生成される。
【００４９】
上記の第３の内部電極２０は、第１および第２の内部電極３，４から成る１つの積層体において、中央に配設されている。デバイス１は、１つの対称的な構造を備える。この第３の内部電極２０とこれに隣接する上記の第１の内部電極３との間の距離は、互いに隣接する第１の電極３と第２の電極４との間の距離よりも大きくなっている。この大きくなっている距離のおかげで、力がこのデバイス１に印加された場合、この第３の内部電極２０とこれに隣接する上記の第１の内部電極３との間には、１つの第１の内部電極３とこれに隣接する第２の内部電極４との間よりも大きな電圧が発生する。以上により測定感度を高くすることができる。これは既に小さな力で、上記の測定ユニット１８によって検知することができる充分な電圧を生成することができるからである。
【００５０】
図５は、１つの第３の実施形態例による、デバイス１の基体２を示す。この第３の実施形態例は、第３の内部電極２０の配置が、上記の第２の実施形態例と異なっている。この第３の内部電極２０は、基体２の下面１２に最も近い内部電極の下に配設されている。この積層体は、１つの圧電層９のみが、より大きな厚さを有しており、こうして全体としてこの積層体の高さを低減することができ、あるいは同じ積層体の高さでより多くの内部電極をデバイス１内に配設することができる。
【００５１】
しかしながら、このデバイス１はもはや対称的には構成されていない。電圧が上記の第１の内部電極３と第２の内部電極４との間に印加されると、圧電効果の結果、このデバイス１には曲がりが生じ得る。
【００５２】
図６〜８は、それぞれ１つの圧電層９の印刷図を示す。図６は、１つの圧電層９を示し、この圧電層上に、１つの第１の内部電極３が印刷されている。図７は、１つの圧電層９を示し、この圧電層上に、１つの第１の内部電極４が印刷されている。図８は、１つの圧電層９を示し、この圧電層上に、１つの第３の内部電極２０が配設されている。
【００５３】
各々の内部電極は、１つの接続タブ２１を備え、この接続タブを介して上記の内部電極は、外部電極５，６、または上記の測定接続部と電気的に接続される。第１の内部電極３，第２の内部電極４，および第３の内部電極２０は、それぞれの接続タブ２１の配置が異なっている。
【００５４】
それぞれの接続タブ２１から見て、内部電極３，４，２０は、基体２の側面（複数）から後退している。これに応じて、ここに絶縁ゾーン（複数）２２が配設されている。これらの絶縁ゾーン２２は、第１の内部電極３と第２の内部電極４との間への交流電圧の印加の際に、横方向収縮を全く起こさない。これによりデバイス１には機械的応力が生じ得、これはクランプ効果（Klemmeffekt）と称される。この機械的応力によって、積層方向Ｓにおけるデバイス１の長さ変化が低減され得るので、このデバイス１の損傷をもたらし得る。このためこれらの絶縁ゾーン２２は、この効果を最小化するために、小さな幅を有している。
【００５５】
図９は、１つの第４の実施形態例による、デバイス１の基体２を斜視図で示す。この基体２は、１つの穴２３を備え、この穴は、積層方向でこの基体２の下面１２から、この基体２の上面１０まで延伸している。この穴２３は、こうしてこの基体２の中央領域を横切っている。このようにして上記の第１および第２の内部電極の面積が低減され、この第１の内部電極３と第２の内部電極４との間のキャパシタンスが低減される。
【００５６】
さらにこの基体２は、上記の積層方向Ｓに対して垂直に配設された底面８を備える。
【符号の説明】
【００５７】
１  ：  デバイス
２  ：  基体
３  ：  第１の内部電極
４  ：  第２の内部電極
５  ：  第１の外部電極
６  ：  第２の外部電極
７  ：  側面
８  ：  底面
９  ：  圧電層
１０  ：  上面
１１  ：  上側の円錐台形状の金属板
１２  ：  下面
１３  ：  下側の円錐台形状の金属板
１４  ：  縁部領域
１５  ：  中央領域
１６  ：  結合領域
１７  ：  屈曲点
１８  ：  測定ユニット
１９  ：  制御ユニット
２０  ：  第３の内部電極
２１  ：  接続バー
２２  ：  絶縁ゾーン
２３  ：  穴
Ｓ    ：  積層方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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