JPH0354895B2 - - Google Patents
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- JPH0354895B2 JPH0354895B2 JP59051032A JP5103284A JPH0354895B2 JP H0354895 B2 JPH0354895 B2 JP H0354895B2 JP 59051032 A JP59051032 A JP 59051032A JP 5103284 A JP5103284 A JP 5103284A JP H0354895 B2 JPH0354895 B2 JP H0354895B2
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- piezoelectric
- electrodes
- bending
- vibration
- vibrator
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02228—Guided bulk acoustic wave devices or Lamb wave devices having interdigital transducers situated in parallel planes on either side of a piezoelectric layer
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、圧電単体の屈曲振動を利用した振動
子及び圧電フイルタに関するもので、特に一枚の
正方形圧電板に一辺と平行に交差指電極を形成
し、支持の容易な鞍形の屈曲振動を利用するもの
に係わる。
子及び圧電フイルタに関するもので、特に一枚の
正方形圧電板に一辺と平行に交差指電極を形成
し、支持の容易な鞍形の屈曲振動を利用するもの
に係わる。
圧電体の屈曲振動を利用した振動子は、従来、
受話器、スピーカ、ブザー、マイクロフオン、ピ
ツクアツプ等の可聴周波用音響、振動センサ、空
中超音波用変換器、あるいは数100KHz以下の周
波数帯における共振子やフイルタ素子に用いられ
ている。
受話器、スピーカ、ブザー、マイクロフオン、ピ
ツクアツプ等の可聴周波用音響、振動センサ、空
中超音波用変換器、あるいは数100KHz以下の周
波数帯における共振子やフイルタ素子に用いられ
ている。
屈曲振動子の代表的な例としては、２枚の圧電
板あるいは圧電板と金属板を接着剤により貼り合
わせたバイモルフ構造のものが知られている。し
かし、このバイモルフ構造のものでは接着層の存
在の為、共振周波数のばらつきやＱ（品質係数）
の低下がおこり好ましくない。
板あるいは圧電板と金属板を接着剤により貼り合
わせたバイモルフ構造のものが知られている。し
かし、このバイモルフ構造のものでは接着層の存
在の為、共振周波数のばらつきやＱ（品質係数）
の低下がおこり好ましくない。
一方、接着なしの圧電単体屈曲振動子として、
圧電磁器表面に設けた複数個の帯状電極間を交互
に分極し、交流駆動する構成が、例えば、田中
（「チタン酸バリウムとその応用」昭和40年オーム
社発行117頁）や、近野ら（日本音響学会講演論
文集昭和45年10月、論文No.３−４−17、405頁）
によつて述べられている。これらの構成は圧電縦
効果を主に利用するようにしたものであるが、容
量比を小さくすることが出来ない為、これまで殆
ど利用されなかつた。
圧電磁器表面に設けた複数個の帯状電極間を交互
に分極し、交流駆動する構成が、例えば、田中
（「チタン酸バリウムとその応用」昭和40年オーム
社発行117頁）や、近野ら（日本音響学会講演論
文集昭和45年10月、論文No.３−４−17、405頁）
によつて述べられている。これらの構成は圧電縦
効果を主に利用するようにしたものであるが、容
量比を小さくすることが出来ない為、これまで殆
ど利用されなかつた。
これに対し、発明者のうち清水らは、圧電磁器
板の表面に交差指電極（くし形電極）を伸縮歪の
方向と平行に設けて圧電横効果を利用するように
した通常のバイモルフ振動子に匹敵する小さな容
量比を持つ圧電単体屈曲振動子、及び単一モード
屈曲振動圧電フイルタについて特願昭57−56313
号（特開昭58−173912号）に提案している。
板の表面に交差指電極（くし形電極）を伸縮歪の
方向と平行に設けて圧電横効果を利用するように
した通常のバイモルフ振動子に匹敵する小さな容
量比を持つ圧電単体屈曲振動子、及び単一モード
屈曲振動圧電フイルタについて特願昭57−56313
号（特開昭58−173912号）に提案している。
本発明者らは更に研究を重ねた結果、貼り合せ
構造によらない圧電単体屈曲振動子および圧電フ
イルタで、前記特願昭57−56313号のものより支
持を容易にし且つスプリアス応答を一段と小さく
した圧電単体屈曲振動子及び３端子あるいは４端
子の屈曲振動圧電フイルタを提供することを目的
とする。
構造によらない圧電単体屈曲振動子および圧電フ
イルタで、前記特願昭57−56313号のものより支
持を容易にし且つスプリアス応答を一段と小さく
した圧電単体屈曲振動子及び３端子あるいは４端
子の屈曲振動圧電フイルタを提供することを目的
とする。
本発明は、正方形の圧電板の少なくとも一方の
面に複数の電極が一辺と平行に設けられ、該複数
の電極は１つおきに接続して交差指電極を形成
し、該交差指電極に直流電圧を印加して圧電板に
分極処理を施し、前記正方形圧電板の辺に平行な
２つの中心線上で互に逆相の面垂直屈曲振動をな
し、２つの対角線が振動節線となる鞍形の振動モ
ードを該交差指電極により励振・検出するように
したことを特徴とする圧電単体屈曲振動子であ
る。
面に複数の電極が一辺と平行に設けられ、該複数
の電極は１つおきに接続して交差指電極を形成
し、該交差指電極に直流電圧を印加して圧電板に
分極処理を施し、前記正方形圧電板の辺に平行な
２つの中心線上で互に逆相の面垂直屈曲振動をな
し、２つの対角線が振動節線となる鞍形の振動モ
ードを該交差指電極により励振・検出するように
したことを特徴とする圧電単体屈曲振動子であ
る。
本発明は、更にこのような圧電振動子を利用し
たフイルタを提供する。
たフイルタを提供する。
本発明によれば、正方形の圧電板を用い、圧電
横効果だけでなく、圧電縦効果をも相加的に利用
することによつて、通常のバイモルフ振動子では
駆動が不可能であつた鞍形の屈曲振動の励振を可
能とし、支持の容易なスプリアス共振応答の極め
て少ない特長ある屈曲振動子及びフイルタが得ら
れる。
横効果だけでなく、圧電縦効果をも相加的に利用
することによつて、通常のバイモルフ振動子では
駆動が不可能であつた鞍形の屈曲振動の励振を可
能とし、支持の容易なスプリアス共振応答の極め
て少ない特長ある屈曲振動子及びフイルタが得ら
れる。
本発明について、その動作原理を説明する。
第１図は本発明による屈曲振動子の基本構造を
示すもので、交差指電極２及び３が正方形の圧電
板１の一辺に平行となるように構成され、これら
電極は１つおきに周辺部で引出し電極に接続され
ている。そして交差指電極２，３との間に電圧を
印加し、電極の長さ方向とは直角な方向に分極を
施しておく。
示すもので、交差指電極２及び３が正方形の圧電
板１の一辺に平行となるように構成され、これら
電極は１つおきに周辺部で引出し電極に接続され
ている。そして交差指電極２，３との間に電圧を
印加し、電極の長さ方向とは直角な方向に分極を
施しておく。
このような構造にして、２及び３に交流電圧を
加えて駆動すれば圧電横効果と圧電縦効果の駆動
力が相加的に加わることとなり、第２図に示すよ
うな、２つの中心線Ａ−Ｂ及びＣ−Ｄの上で互に
逆相の面垂直屈曲振動をし、２つの対角線Ｍ−
M′、Ｎ−N′を振動節線とする鞍形の振動モード
が励振される。即ち、一方の中心線Ａ−Ｂの端が
面上方に変位した場合、他方の中心線Ｃ−Ｄでは
端が面下方に変位する。このような振動モード
は、通常のバイモルフ構造によつては励振が困難
なものである。
加えて駆動すれば圧電横効果と圧電縦効果の駆動
力が相加的に加わることとなり、第２図に示すよ
うな、２つの中心線Ａ−Ｂ及びＣ−Ｄの上で互に
逆相の面垂直屈曲振動をし、２つの対角線Ｍ−
M′、Ｎ−N′を振動節線とする鞍形の振動モード
が励振される。即ち、一方の中心線Ａ−Ｂの端が
面上方に変位した場合、他方の中心線Ｃ−Ｄでは
端が面下方に変位する。このような振動モード
は、通常のバイモルフ構造によつては励振が困難
なものである。
本発明による圧電振動子について、共振周波数
及び振動モードを有限要素法により計算した。
及び振動モードを有限要素法により計算した。
第３図ａは、圧電板の1/4区域（例えば第２図
において、0AMDで囲まれた区域）における面
垂直方向（Ｚ方向）の変位μzの分布を平面的に表
現したものである。斜線の長さがuzの大きさを表
わしている。この図より、節線０−Ｍより辺に沿
つて中心線０−Ａ（または０−Ｄ）に近づく程変
位が大きくなり、また、中心線上では中心より辺
に近づく程変位は大きくなつており、△0AMと
△0MDの区域内の変位は互に逆相になつている
ことを示している。
において、0AMDで囲まれた区域）における面
垂直方向（Ｚ方向）の変位μzの分布を平面的に表
現したものである。斜線の長さがuzの大きさを表
わしている。この図より、節線０−Ｍより辺に沿
つて中心線０−Ａ（または０−Ｄ）に近づく程変
位が大きくなり、また、中心線上では中心より辺
に近づく程変位は大きくなつており、△0AMと
△0MDの区域内の変位は互に逆相になつている
ことを示している。
同図ｂは同様に1/4区域について板の表面にお
けるｘおよびｙ方向の変位ux、uyの変位量を示す
もので、便宜上輪郭の変化だけを示し、ａ図に比
べ変位を10倍に拡大して図示している。ux、uyは
板の上面と下面では大きさが等しく互に逆位相で
ある。
けるｘおよびｙ方向の変位ux、uyの変位量を示す
もので、便宜上輪郭の変化だけを示し、ａ図に比
べ変位を10倍に拡大して図示している。ux、uyは
板の上面と下面では大きさが等しく互に逆位相で
ある。
第３図ａ，ｂから明らかなように、本発明によ
る圧電屈曲振動子は、ｘ、ｙ方向の振動の変位は
極めて小さく、主として圧電板の厚さ方向に振動
する屈曲振動であることが明らかである。
る圧電屈曲振動子は、ｘ、ｙ方向の振動の変位は
極めて小さく、主として圧電板の厚さ方向に振動
する屈曲振動であることが明らかである。
前述したように、本発明による鞍形の屈曲振動
の振動モードを効果的に励振するための電極形状
を求めるために、正方形圧電板の表面の歪分布を
計算した。第４図は1/4区域における歪主値の分
布を示したもので、矢印の大きさと方向の歪の大
きさと方向を示す。ｘ、ｙ方向の各伸縮歪Sxx、
Syyが大きく、xy面内のすべり歪Sxyは小さいこと
を示している。第４図の歪分布から交差指電極を
一辺と平行に配置すれば良いことがわかる。即
ち、圧電横効果に基づく電極指と平行の方向の伸
縮歪と、圧電縦効果に基づく電極指との直角の方
向の伸縮歪とが逆位相で生じ、両者が上記鞍形の
振動モードの励振に対し相加的に働くことにな
る。
の振動モードを効果的に励振するための電極形状
を求めるために、正方形圧電板の表面の歪分布を
計算した。第４図は1/4区域における歪主値の分
布を示したもので、矢印の大きさと方向の歪の大
きさと方向を示す。ｘ、ｙ方向の各伸縮歪Sxx、
Syyが大きく、xy面内のすべり歪Sxyは小さいこと
を示している。第４図の歪分布から交差指電極を
一辺と平行に配置すれば良いことがわかる。即
ち、圧電横効果に基づく電極指と平行の方向の伸
縮歪と、圧電縦効果に基づく電極指との直角の方
向の伸縮歪とが逆位相で生じ、両者が上記鞍形の
振動モードの励振に対し相加的に働くことにな
る。
第３図ａおよび第４図から、振動子の４隅Ｍ、
M′、Ｎ、N′点では変位uzと歪Sxx、Syyが共に零
となるため、この４隅をおさえてもこのモードに
対する影響は小さく、支持する場合好都合とな
る。
M′、Ｎ、N′点では変位uzと歪Sxx、Syyが共に零
となるため、この４隅をおさえてもこのモードに
対する影響は小さく、支持する場合好都合とな
る。
本発明における鞍形屈曲振動モードを効率良く
励振するための交差指電極の活性領域の形と大き
さを決めるため次の計算を行つた。
励振するための交差指電極の活性領域の形と大き
さを決めるため次の計算を行つた。
前述の特願昭57−56313号で明らかにしている
ように、圧電横効果利用の場合には、電極幅ａと
電極周期ｐの比ａ／ｐが0.5の時容量比は最小で
あり、圧電縦効果利用の場合にはａ／ｐは小さい
程容量比が小さくなり、ａ／ｐを0.3にすると、
横効果利用の場合の容量比は縦効果利用の場合の
ほぼ1/2である。そこで、圧電横効果と圧電縦効
果に直接結びつく対称鞍形モードの実効的な歪｜
Sxx｜＋｜Syy／√２｜の分布を計算した。その結
果を第５図に示した。図では、中心０での最大値
を10として基準化した等値線で表わした。（但し、
交差指電極の電極指の方向はｘ方向と平行とす
る。） 以上のような結果をもとに屈曲振動子を作製し
た。１辺が10mmで厚さが0.5mmの正方形の圧電磁
器板（東北金属工業(株)製ジルコン酸チタン酸鉛
N6材）を用い、ｐ＝0.5mm、ａ／ｐを0.2、0.3、
0.5とし、活性領域がなるべく広くなるように活
性領域の輪郭を第５図の４の等値線にほぼ合せた
交差指電極を両面に成し、その容量比γとアドミ
タンス特性を測定した。その結果を第６図に示
す。主振動の共振周波数は14.9KHzで、容量比γ
が11〜12.5とかなり小さい振動子が得られること
を示している。また、ａ／ｐが0.2のときはスプ
リアス応答は非常に小さいが、ａ／ｐが0.3、0.5
と大きくなる程スプリアス応答が大きく現われて
いる。特に、第７図に示すような、主振動の節線
と同じく２つの対角線を節線とするモードのスプ
リアス応答が大きい。そこで、これらのスプリア
スを抑圧するため次の計算を行なつた。
ように、圧電横効果利用の場合には、電極幅ａと
電極周期ｐの比ａ／ｐが0.5の時容量比は最小で
あり、圧電縦効果利用の場合にはａ／ｐは小さい
程容量比が小さくなり、ａ／ｐを0.3にすると、
横効果利用の場合の容量比は縦効果利用の場合の
ほぼ1/2である。そこで、圧電横効果と圧電縦効
果に直接結びつく対称鞍形モードの実効的な歪｜
Sxx｜＋｜Syy／√２｜の分布を計算した。その結
果を第５図に示した。図では、中心０での最大値
を10として基準化した等値線で表わした。（但し、
交差指電極の電極指の方向はｘ方向と平行とす
る。） 以上のような結果をもとに屈曲振動子を作製し
た。１辺が10mmで厚さが0.5mmの正方形の圧電磁
器板（東北金属工業(株)製ジルコン酸チタン酸鉛
N6材）を用い、ｐ＝0.5mm、ａ／ｐを0.2、0.3、
0.5とし、活性領域がなるべく広くなるように活
性領域の輪郭を第５図の４の等値線にほぼ合せた
交差指電極を両面に成し、その容量比γとアドミ
タンス特性を測定した。その結果を第６図に示
す。主振動の共振周波数は14.9KHzで、容量比γ
が11〜12.5とかなり小さい振動子が得られること
を示している。また、ａ／ｐが0.2のときはスプ
リアス応答は非常に小さいが、ａ／ｐが0.3、0.5
と大きくなる程スプリアス応答が大きく現われて
いる。特に、第７図に示すような、主振動の節線
と同じく２つの対角線を節線とするモードのスプ
リアス応答が大きい。そこで、これらのスプリア
スを抑圧するため次の計算を行なつた。
容量比γは、電極面積（活性領域の面積）Ａに
比例し、そのモードの歪Ｓを活性領域内で積分し
たものの２乗に反比例する、すなわち、γ＝ｋ
Ａ／（∫ASdA）2（ｋ：定数）と表わされるから、全面 電極時（板の全面積A0を活性領域とする）の容
量比γ0に対する活性領域（面積をＡとする）を変
えたときの容量比γの比γ／γ0は次式で表わすこ
とができる。
比例し、そのモードの歪Ｓを活性領域内で積分し
たものの２乗に反比例する、すなわち、γ＝ｋ
Ａ／（∫ASdA）2（ｋ：定数）と表わされるから、全面 電極時（板の全面積A0を活性領域とする）の容
量比γ0に対する活性領域（面積をＡとする）を変
えたときの容量比γの比γ／γ0は次式で表わすこ
とができる。
γ／γ0＝Ａ（∫A0SdA）2／A0（∫ASdA）2
……(1) 交差指電極の活性領域を対称に変化させるよう
に第８図に示すｌを変えたときの主振動およびス
プリアス応答のモード（第７図に示すモード）に
おける式(1)の値を計算した。その結果を第９図に
示してあるが、第７図に示したモードのスプリア
ス応答を同時に抑圧するためにはｌ／l0＝0.42と
すればよいことがわかる。第１０図ａ，ｂはこれ
を実証するための実験結果である。同図ａは出来
るだけ全面電極に近くなるよう交差指電極を設け
た場合（ｌ／l0≒0.8となる）、また同図ｂはｌ／
l0＝0.42となるように電極を形成した場合、の各
入力アドミタンス特性を示したものである。ｌ／
l0＝0.42の場合、スプリアス応答が大幅に抑圧さ
れることが実験的に確認された。なお、主振動の
容量比γは約17となり、全面電極時（γ＝11.5）
の1.5倍で第９図の計算結果とも良く一致してい
る。
……(1) 交差指電極の活性領域を対称に変化させるよう
に第８図に示すｌを変えたときの主振動およびス
プリアス応答のモード（第７図に示すモード）に
おける式(1)の値を計算した。その結果を第９図に
示してあるが、第７図に示したモードのスプリア
ス応答を同時に抑圧するためにはｌ／l0＝0.42と
すればよいことがわかる。第１０図ａ，ｂはこれ
を実証するための実験結果である。同図ａは出来
るだけ全面電極に近くなるよう交差指電極を設け
た場合（ｌ／l0≒0.8となる）、また同図ｂはｌ／
l0＝0.42となるように電極を形成した場合、の各
入力アドミタンス特性を示したものである。ｌ／
l0＝0.42の場合、スプリアス応答が大幅に抑圧さ
れることが実験的に確認された。なお、主振動の
容量比γは約17となり、全面電極時（γ＝11.5）
の1.5倍で第９図の計算結果とも良く一致してい
る。
以上、本発明による振動子の実施例を用いて説
明したが、正方形の圧電板に一辺と平行に交差指
電極を形成することにより、圧電横効果及び圧電
縦効果を相加的に利用し、従来のバイモルフ振動
子に匹敵する小さな容量比を持ち、しかも接着層
のない、支持が容易な、スプリアス応答の少ない
圧電単体屈曲振動子が得られることを明らかにし
た。
明したが、正方形の圧電板に一辺と平行に交差指
電極を形成することにより、圧電横効果及び圧電
縦効果を相加的に利用し、従来のバイモルフ振動
子に匹敵する小さな容量比を持ち、しかも接着層
のない、支持が容易な、スプリアス応答の少ない
圧電単体屈曲振動子が得られることを明らかにし
た。
次に、本発明の他の一つである圧電フイルタに
ついて説明する。
ついて説明する。
上記の屈曲振動子を応用し、三端子あるいは四
端子の単一モードフイルタを構成するものであ
る。
端子の単一モードフイルタを構成するものであ
る。
本発明による圧電フイルタは一枚の正方形圧電
板の一辺と平行に交差指電極を二種類形成し、一
方の電極から信号を入れて屈曲振動を励振し、こ
れを他の一方の電極で電気信号に変換して取出す
ものである。
板の一辺と平行に交差指電極を二種類形成し、一
方の電極から信号を入れて屈曲振動を励振し、こ
れを他の一方の電極で電気信号に変換して取出す
ものである。
その具体例を第１１図以降に示す。
第１１図は、圧電板１の片面に交差指電極を形
成するもので、一方の電極を中央で４と６の二つ
の電極に分割し、一方を入力用、他方を出力用の
電極とし、電極５を共通電極とした三端子（ある
いは四端子）フイルタである。同図ｂはａ図の
ABで断面を示したもので、記号７，８は電極
４，６と接続された入力及び出力用端子である。
記号９は共通電極をアース電極に接続するための
取出し電極である。
成するもので、一方の電極を中央で４と６の二つ
の電極に分割し、一方を入力用、他方を出力用の
電極とし、電極５を共通電極とした三端子（ある
いは四端子）フイルタである。同図ｂはａ図の
ABで断面を示したもので、記号７，８は電極
４，６と接続された入力及び出力用端子である。
記号９は共通電極をアース電極に接続するための
取出し電極である。
第１２図は、圧電板１の両面に第１１図と同様
の電極を表裏が対向するように形成したもので、
７，８は夫々表裏の対向する電極４及び６と夫夫
接続された入力及び出力用の端子で、９は表裏の
電極５に接続した共通端子である。
の電極を表裏が対向するように形成したもので、
７，８は夫々表裏の対向する電極４及び６と夫夫
接続された入力及び出力用の端子で、９は表裏の
電極５に接続した共通端子である。
第１１図、第１２図では、交差指電極を中央で
２つに分割し、入力用と出力用の電極としたが、
第１３図、第１４図はその電極の分け方を変え
て、入力用電極と出力用電極が交互に入り組んだ
形に配置されるようにした例を示したものであ
る。第１３図は３分割にした場合で、電極４，
４′が入力用、６，６′及び７，７′が出力用の各
端子で（６と７は接続される）、５，５′は共通端
子である。第１４図では、共通電極５，５′をミ
アンダライン（ジグザグ線路）状とし、その両側
に入力用電極４，４′と出力用電極６，６′を配置
したものである。このような電極配置にすると、
第１１図、第１２図の電極を２分割にしたことに
よつて生ずるスプリアス応答が抑圧され、特性が
改善される。
２つに分割し、入力用と出力用の電極としたが、
第１３図、第１４図はその電極の分け方を変え
て、入力用電極と出力用電極が交互に入り組んだ
形に配置されるようにした例を示したものであ
る。第１３図は３分割にした場合で、電極４，
４′が入力用、６，６′及び７，７′が出力用の各
端子で（６と７は接続される）、５，５′は共通端
子である。第１４図では、共通電極５，５′をミ
アンダライン（ジグザグ線路）状とし、その両側
に入力用電極４，４′と出力用電極６，６′を配置
したものである。このような電極配置にすると、
第１１図、第１２図の電極を２分割にしたことに
よつて生ずるスプリアス応答が抑圧され、特性が
改善される。
第１５図に第１３図の電極を用いた単一モード
三端子フイルタを構成した場合のフイルタ特性の
一例を示す。
三端子フイルタを構成した場合のフイルタ特性の
一例を示す。
以上、本発明の圧電フイルタの構成について説
明したが、本発明によれば、比較的低周波で低損
失のフイルタが比較的小さな寸法で実現可能とな
り、しかもバイモルフ振動子のような接着層がな
いため、特性のバラツキが小さくなり、さらには
鞍形の振動モードをとるために、２つの対角線が
振動節線となり支持が極めて容易となる。また、
スプリアス共振応答は高い周波数領域まで抑圧さ
れて、高品位の圧電フイルタの提供が可能となつ
た。
明したが、本発明によれば、比較的低周波で低損
失のフイルタが比較的小さな寸法で実現可能とな
り、しかもバイモルフ振動子のような接着層がな
いため、特性のバラツキが小さくなり、さらには
鞍形の振動モードをとるために、２つの対角線が
振動節線となり支持が極めて容易となる。また、
スプリアス共振応答は高い周波数領域まで抑圧さ
れて、高品位の圧電フイルタの提供が可能となつ
た。
なお、本発明における電極の形成は、銀粉のス
クリーン印刷塗布、スパツタリング法、蒸着法な
ど従来の技術で十分であり、フオトエツチング法
により任意の形状の電極を容易に作製することが
できるから、主振動を強く励振しスプリアス応答
を抑圧するような歪分布に合せて交差指電極の活
性領域を決めることが可能である。
クリーン印刷塗布、スパツタリング法、蒸着法な
ど従来の技術で十分であり、フオトエツチング法
により任意の形状の電極を容易に作製することが
できるから、主振動を強く励振しスプリアス応答
を抑圧するような歪分布に合せて交差指電極の活
性領域を決めることが可能である。
この他、本発明によつて得られる単一モードフ
イルタで、同じ特性の複数個のフイルタを結合容
量などを用いることなく直接縦続に接続すること
により、容易に高選択度のフイルタとすることが
可能で、これらも本発明に含まれることは当然で
ある。
イルタで、同じ特性の複数個のフイルタを結合容
量などを用いることなく直接縦続に接続すること
により、容易に高選択度のフイルタとすることが
可能で、これらも本発明に含まれることは当然で
ある。
第１図は本発明による屈曲振動子の基本構造を
示す平面図、第２図は第１図の屈曲振動子の振動
モードを説明する図、第３図ａは圧電板の1/4区
域における面垂直方向の変位の分布を平面的に表
わした図、第３図ｂは同じく1/4区域における板
の表面におけるｘおよびｙ方向の変位量を示した
図、第４図は1/4区域における歪主値の分布を示
す図、第５図は対称鞍形モードの実効的な歪の分
布を示す図、第６図は電極幅ａと電極周期ｐを変
化したときの屈曲振動子のアドミタンス特性を示
す図、第７図は振動モードを示す図、第８図は交
差指電極の活性領域を示す図、第９図は活性領域
と容量比との関係を示す図、第１０図ａ，ｂは、
異なる活性領域のもののアドミツタンス特性を示
す図、第１１図は圧電フイルタの実施例を示す図
で、ａ図は平面図、ｂ図はＡ−Ａ断面図、第１２
図〜第１４図は圧電フイルタの他の異なる実施例
を示す図で、ａ図は平面図、ｂ図は断面図、第１
５図は、第１３図の電極構成を用いた三端子フイ
ルタのフイルタ特性を示す図である。 １……圧電磁器板、２，３……交差指電極、
４，４′……入力用端子、５，５′……共通端子、
６，６′，７，７′……出力用端子。
示す平面図、第２図は第１図の屈曲振動子の振動
モードを説明する図、第３図ａは圧電板の1/4区
域における面垂直方向の変位の分布を平面的に表
わした図、第３図ｂは同じく1/4区域における板
の表面におけるｘおよびｙ方向の変位量を示した
図、第４図は1/4区域における歪主値の分布を示
す図、第５図は対称鞍形モードの実効的な歪の分
布を示す図、第６図は電極幅ａと電極周期ｐを変
化したときの屈曲振動子のアドミタンス特性を示
す図、第７図は振動モードを示す図、第８図は交
差指電極の活性領域を示す図、第９図は活性領域
と容量比との関係を示す図、第１０図ａ，ｂは、
異なる活性領域のもののアドミツタンス特性を示
す図、第１１図は圧電フイルタの実施例を示す図
で、ａ図は平面図、ｂ図はＡ−Ａ断面図、第１２
図〜第１４図は圧電フイルタの他の異なる実施例
を示す図で、ａ図は平面図、ｂ図は断面図、第１
５図は、第１３図の電極構成を用いた三端子フイ
ルタのフイルタ特性を示す図である。 １……圧電磁器板、２，３……交差指電極、
４，４′……入力用端子、５，５′……共通端子、
６，６′，７，７′……出力用端子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 正方形の圧電板の少なくとも一方の面に複数
の電極が一辺と平行に設けられ、該複数の電極は
一つおきに接続して交差指電極を形成し、該交差
指電極に直流電圧を印加して圧電板に分極処理を
施し、前記正方形圧電板の辺に平行な２つの中心
線上で互いに逆相の面垂直屈曲振動をなし、２つ
の対角線が振動節線となる鞍形の振動モードを該
交差指電極により励振・検出するようにしたこと
を特徴とする圧電単体屈曲振動子。 ２ 特許請求の範囲の範囲第１項記載の圧電単体
屈曲振動子において、前記交差指電極の形状を、
主振動の鞍形屈曲振動モードを強く励振させ、し
かもスプリアスモードの励振を抑圧するように該
振動子の歪み分布に合わせて形成したことを特徴
とする圧電単体屈曲振動子。 ３ 正方形の圧電板の少なくとも一方の面に一辺
と平行な電極指をもつ交差指電極を形成し、該交
差指電極に直流電圧を印加して圧電板に分極処理
を施し、前記正方形圧電板の２つの中心線上で互
いに逆相の面垂直屈曲振動をなし、２つの対角線
が振動節線となる鞍形の振動モードを利用するよ
うにした圧電単体屈曲振動子において、前記交差
指電極を振動励振用と検出用との２つに分け、３
端子または４端子のフイルタを形成させたことを
特徴とする圧電フイルタ。 ４ 特許請求の範囲の範囲第３項記載の圧電フイ
ルタにおいて、前記交差指電極の形状を、主振動
の鞍形屈曲振動モードを強く励振させ、しかもス
プリアスモードの励振を抑圧するように該振動子
の歪み分布に合わせて形成したことを特徴とする
圧電フイルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5103284A JPS60196005A (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | 圧電単体屈曲振動子及び圧電フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5103284A JPS60196005A (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | 圧電単体屈曲振動子及び圧電フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60196005A JPS60196005A (ja) | 1985-10-04 |
| JPH0354895B2 true JPH0354895B2 (ja) | 1991-08-21 |
Family
ID=12875465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5103284A Granted JPS60196005A (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | 圧電単体屈曲振動子及び圧電フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60196005A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3262049B2 (ja) * | 1997-10-01 | 2002-03-04 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 |
| JP3262076B2 (ja) * | 1997-10-03 | 2002-03-04 | 株式会社村田製作所 | 圧電共振子、圧電共振子の周波数調整方法および通信機器 |
| JP4704537B2 (ja) * | 2000-01-31 | 2011-06-15 | セイコーインスツル株式会社 | 超音波モータ及び超音波モータ付き電子機器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2231467C3 (de) * | 1972-06-27 | 1975-02-13 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Piezoelektrische Anordnung und Verfahren zur Vermeidung von Über Sprechkapazitäten |
-
1984
- 1984-03-19 JP JP5103284A patent/JPS60196005A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60196005A (ja) | 1985-10-04 |
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