【手続補正書】
【提出日】平成24年3月7日(2012.3.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
例示のために、以下の表は、図１のＰＶＥＨユニット１００に概ね類似する１組の代表的なマイクロスケールＰＶＥＨユニット（図示せず）に対する、いくつかの対応するパラメータの、概略の最小値および最大値を提供する。ＰＶＥＨユニット１００と同様に、代表的な組（ＰＶＥＨモジュール１０４Ａ〜１０４Ｐのうちの複数のモジュールに対応）における個々のＰＶＥＨモジュールのうちのそれぞれは、直径１５０ｍｍのシリコンウェーハの典型的な厚さである６７５μｍの厚さを有する７．５ｍｍ×７．５ｍｍ角のダイである。もちろん、他のウェーハの厚さを使用することができるが、６７５μｍの厚さのウェーハは、図２Ｂ〜図２Ｃに示す両側空洞２１２を作り出すのに十分な厚さを提供する。この例における端部モジュール（図１の端部モジュール１０８Ａ〜１０８Ｂに対応）は、ＰＶＥＨモジュールを作製するために使用されるのと同じウェーハから作製され、したがって同じ厚さを有する。ＰＶＥＨモジュールに対応するダイのそれぞれは、図９Ａ〜図９Ｐおよび図１０Ａ〜図１０Ｂに関連して後段で説明する加工技術を使用して作製されるバイモルフで分割電極のＰＭＥＰＶＥＨ梁を含む。この例においては、各ＰＶＥＨモジュール（チップ）は、共に直列に電気的に接続され、０．２Ｖで１００μＷの電力を生成する１２のＰＭＥ ＰＶＥＨ梁をそれぞれ有する８個の同じにチューニングされた群を含む。この例においては、各ＰＶＥＨモジュールの中のＰＶＥＨ梁のすべては、それぞれの出力ノードの両端の電圧を最大にするために、直列に電気的に接続される。その結果、電気的に直列に積み重ねられた１０個のダイは、整流後（０．５Ｖのロスを仮定）に、１．５Ｖで１ｍＷの電力を達成する。これは、キャップチップを含めて、７．４２５ｍｍの高さの積層体である。同様に、４．０５ｍｍの高さの積層体は、０．５Ｖで０．５ｍＷの電力を生成し、１０．８ｍｍの積層体は２．５Ｖで１．５ｍＷの電力を生成し、２０．９２５ｍｍの高さの積層体は５．５Ｖで３ｍＷの電力を生成する、等々。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
パラメトリックモードの励振を利用することにより帯域幅を拡大する概念を示す図４と共に、図５は、いかにして図１のＰＶＥＨユニットのような本開示のＰＶＥＨ装置の効果的な帯域幅を、わずかに異なる基本共振周波数チューニングを有するＰＭＥ梁を備えることによって、さらに拡大することができるかを示す。図５は、１）ＺＸ平面（図３参照）内の基本共振周波数を、図３における梁と同じ、すなわち１２２Ｈｚ（ピーク５００Ａ）にそれぞれチューニングされた１つまたは複数の梁、２）１１４Ｈｚ（ピーク５００Ｂ）の、ＺＸ平面内の基本周波数を有するようにそれぞれチューニングされた１つまたは複数の梁、および３）１３０Ｈｚ（ピーク５００Ｃ）の、ＺＸ平面内の基本周波数を有するようにそれぞれチューニングされた１つまたは複数の梁を含むＰＭＥＰＶＥＨ梁のシステム（図示せず）に対する周波数応答スペクトル５００を示す。基本モードのピーク５００Ａ〜５００Ｃにそれぞれ対応する２次曲げモード（第１高調波）のピーク５００Ｄ〜５００Ｆが関連して示されているが、そのようなシステムの設計では、通常、無視できる。ＺＸ平面内のこれらの異なる基本共振のチューニングに加えて、異なるようにチューニングされた梁のそれぞれには、約１．５の幅対厚さ比（やはり、厚さはＺ方向であり幅はＹ方向である）が施され、それにより基本共振のピーク５００Ａ〜５００Ｃにそれぞれ対応するパラメトリックモードの励振のピーク５００Ｇ〜５００Ｉが生成される。容易に分かるとおり、複数のわずかにオフセットさせた基本共振チューニングを施すことと、異なるようにチューニングされた梁のパラメトリックモードの励振を利用することの両方の効果を加え合わせることにより、顕著な帯域幅の拡大がもたらされる。この例においては、１２２Ｈｚ付近に中心がある拡大された全帯域幅は、約２０Ｈｚである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
この例においては、これらの層のそれぞれは、７００Ａ〜７００Ｂと７０４Ａ〜７０４Ｂの２つの部分に分割され、７００Ａと７０４Ａの部分はＹＸ平面の曲げの中立軸（ここでは便宜上、Ｚ軸７１２と一致するように設定される）の一方の側に位置し、７００Ｂと７０４Ｂの部分は中立軸７１２の他方の側に位置する。このようなやり方で圧電層７００と７０４を分離する理由は、仮にこれらの層が中立軸７１２を横切って連続している場合に生じる、パラメトリックモード曲げにおける電荷の相殺を防止するためである。図７において容易に分かるように、圧電部分７００Ａ、７０４Ａ、７０４Ｂ、７００Ｂはそれぞれ、中立軸７０８、７１２により画定される四分円Ｑ１〜Ｑ４の中に位置するとみなすことができる。これに関連して、パラメトリックモードの曲げは、基本モードの曲げ平面（ＺＸ平面）に直交するＹＺ平面内で発生する一方で、十分な駆動振動の影響下で、バイモルフ梁６００の自由端の実際の動きは、本来は円運動であることに留意されたい。したがって、圧電部分７００Ａ〜７００Ｂ、７０４Ａ〜７０４Ｂを四分割することにより、これら四分円毎の部分から電荷を収穫するという効果的な方法がもたらされる。例えば、バイモルフ梁６００の曲げが純粋にＺＸ平面内（すなわち、Ｙ軸７０８まわり）にあるとき、圧電部分７００Ａ〜７００Ｂは一方の極性において互いに等しく引っ張られ、圧電部分７０４Ａ〜７０４Ｂは他方の極性において互いに等しく引っ張られる。バイモルフ梁６００の曲げが純粋にＹＸ平面内（すなわち、Ｚ軸７１２まわり）にあるとき、圧電部分７００Ａ、７０４Ａは一方の極性において互いに等しく歪みを受け、圧電部分７００Ｂ、７０４Ｂは他方の極性において互いに等しく引っ張られる。バイモルフ梁６００の曲げが、Ｘ軸７１６まわりにＹＸ平面とＺＸ平面の間のある角度まで回転した平面内にあるとき、圧電部分７００Ａ、７０４Ｂ、あるいは圧電部分７００Ｂ、７０４Ａのいずれかが、その平面の位置に応じて、最大および最小の反対極性の引っ張りを受ける。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
やはり図７を参照すると、バイモルフ梁６００は、圧電部分７００Ａ〜７００Ｂ、７０４Ａ〜７０４Ｂのうちの対応するそれぞれの圧電部分から電荷を四分円毎に収穫することを容易にするために、個別の電極７２０Ａ〜７２０Ｂ、７２４Ａ〜７２４Ｂ、７２８Ａ〜７２８Ｂに分割された３つの電極層７２０、７２４、７２８を含む。電極層７２０、７２４、７２８が個別の電極７２０Ａ〜７２０Ｂ、７２４Ａ〜７２４Ｂ、７２８Ａ〜７２８Ｂに分割されるという事実から、本開示のＰＭＥＰＶＥＨ梁がこの種類の構造を有することを説明するために使用される「分割電極」という用語が生じる。しかし、「分割電極」は、単一層または大きな電極が、後続の製作段階の間に分割される状況に限定されないことに留意されたい。むしろ、用語「分割電極」は、個別に形成された電極が、中立軸７１２の両側にもたらされる状況にも適用される。言い換えれば、用語「分割電極」の概念は、パラメトリックモードの電荷収穫用電極がいかにして形成されるかではなく、互いに離隔配置されるという事実に対して適用される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
電極７２０Ａ〜７２０Ｂ、７２４Ａ〜７２４Ｂ、７２８Ａ〜７２８Ｂの機能に関してより詳細には、電極７２０Ａ、７２４Ａは、四分円Ｑ１における圧電部分７００Ａからの電荷収穫においてアクティブになり、電極７２４Ａ、７２８Ａは、四分円Ｑ２における圧電部分７０４Ａからの電荷収穫においてアクティブになり、電極７２４Ｂ、７２８Ｂは、四分円Ｑ３における圧電部分７０４Ｂからの電荷収穫においてアクティブになり、電極７２０Ｂ、７２４Ｂは、四分円Ｑ４における圧電部分７００Ｂからの電荷収穫においてアクティブになる。容易に分かるように、電極７２４Ａ〜７２４Ｂはそれぞれ、中立軸７１２にまたがっており、それにより対応するそれぞれの圧電部分７００Ａ〜７００Ｂ、７０４Ａ〜７０４Ｂを中立軸７１２から分離しており、その結果、上述のように、電荷の相殺が避けられる。図６を参照すると、圧電部分７００Ａ〜７００Ｂ、７０４Ａ〜７０４Ｂ（図７）から集められた電荷を適当な電荷収集回路（図示せず）に送るために、バイモルフ梁６００には、電極層７２０、７２４、７２８にそれぞれ対応して接点６０８、６１２、６１６を備えることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２Ｂ】
2010522438.tif 000001
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２Ｃ】
2010522438.tif 000002
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2010522438.tif 000003