JPH06204783A - オーバートーン発振用圧電振動子 - Google Patents
オーバートーン発振用圧電振動子Info
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- JPH06204783A JPH06204783A JP36050392A JP36050392A JPH06204783A JP H06204783 A JPH06204783 A JP H06204783A JP 36050392 A JP36050392 A JP 36050392A JP 36050392 A JP36050392 A JP 36050392A JP H06204783 A JPH06204783 A JP H06204783A
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Links
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 34
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- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
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Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 三次オーバートーンのＣＩ値を悪化させるこ
となく、より安定した高周波化が行える信頼性の高い圧
電振動子を提供する。 【構成】 所望の次数にてオーバートーン振動する圧電
振動子であって、圧電基板１の片面に、上記所望次数の
オーバートーン振動の主振動を閉じ込める主振動エネル
ギ閉じ込め部を構成する主部電極２１ａと、上記振動エ
ネルギ伝搬部を構成する電極不在部３１と、上記振動エ
ネルギ吸収部を構成する周辺部電極４１ａが形成され、
上記圧電基板の他の片面のほぼ全面に電極が形成されて
いるオーバートーン発振用圧電振動子において、前記圧
電基板の重心Ｏと前記主部電極の重心Ｑとを偏心させ
た。
となく、より安定した高周波化が行える信頼性の高い圧
電振動子を提供する。 【構成】 所望の次数にてオーバートーン振動する圧電
振動子であって、圧電基板１の片面に、上記所望次数の
オーバートーン振動の主振動を閉じ込める主振動エネル
ギ閉じ込め部を構成する主部電極２１ａと、上記振動エ
ネルギ伝搬部を構成する電極不在部３１と、上記振動エ
ネルギ吸収部を構成する周辺部電極４１ａが形成され、
上記圧電基板の他の片面のほぼ全面に電極が形成されて
いるオーバートーン発振用圧電振動子において、前記圧
電基板の重心Ｏと前記主部電極の重心Ｑとを偏心させ
た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、オーバートーン用同調
回路を必要とせずに所望のオーバートーン周波数での発
振を可能にするオーバートーン発振用圧電振動子に関す
る。
回路を必要とせずに所望のオーバートーン周波数での発
振を可能にするオーバートーン発振用圧電振動子に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術を図３、図４とともに説明す
る。図３は従来の圧電基板の平面図であり、図４は図３
の底面図である。圧電基板１は、厚みすべり振動を行う
ＡＴカット水晶板からなり、その圧電基板１の表面中央
部に主部電極２及び圧電基板１の裏面中央部に電極５を
設けることにより主振動エネルギ閉じ込め部を設け、そ
の周囲に上記主振動エネルギ閉じ込め部の遮断周波数ｆ
ｃよりも高い遮断周波数Ｆｃをもつ振動エネルギ伝搬部
（電極不在部）３を設け、更にその外側に上記遮断周波
数Ｆｃよりも低い遮断周波数を持つ振動エネルギ吸収部
（周辺部電極）４を設け、上記遮断周波数Ｆｃが、所望
のオーバートーン振動の副振動周波数よりも低く、か
つ、このオーバートーン振動の主振動周波数ｆ0より高
く設定されており、上記振動エネルギ吸収部が所望のオ
ーバートーン次数より低次の振動モード（基本波振動モ
ードを含む）のエネルギを吸収するとともに、上記主振
動よりも高い副振動を外部へ漏洩させるよう構成されて
いた。
る。図３は従来の圧電基板の平面図であり、図４は図３
の底面図である。圧電基板１は、厚みすべり振動を行う
ＡＴカット水晶板からなり、その圧電基板１の表面中央
部に主部電極２及び圧電基板１の裏面中央部に電極５を
設けることにより主振動エネルギ閉じ込め部を設け、そ
の周囲に上記主振動エネルギ閉じ込め部の遮断周波数ｆ
ｃよりも高い遮断周波数Ｆｃをもつ振動エネルギ伝搬部
（電極不在部）３を設け、更にその外側に上記遮断周波
数Ｆｃよりも低い遮断周波数を持つ振動エネルギ吸収部
（周辺部電極）４を設け、上記遮断周波数Ｆｃが、所望
のオーバートーン振動の副振動周波数よりも低く、か
つ、このオーバートーン振動の主振動周波数ｆ0より高
く設定されており、上記振動エネルギ吸収部が所望のオ
ーバートーン次数より低次の振動モード（基本波振動モ
ードを含む）のエネルギを吸収するとともに、上記主振
動よりも高い副振動を外部へ漏洩させるよう構成されて
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような電極形状に
おいて、三次オーバートーン発振でより高周波化を行っ
た場合、周波数が高くなるに従って、主部電極の直径を
小さくし、電極不在部を介して、周辺部電極を大きくし
ていくのが一般的な設計手法である。例えば、直径5.0
ｍｍの圧電基板に直径1.5ｍｍの主電極を形成し、電極
不在部の寸法を0.4ｍｍに形成した圧電振動子を三次オ
ーバートーン発振させた場合、５０ＭＨｚ〜５５ＭＨｚ
までの周波数はこれらの電極形状で対応できる。しか
し、より高周波化を行うためには主部電極の直径をさら
に小さくする必要があるが、主部電極の直径を小さくす
ると三次オーバートーンのＣＩ値も悪くなり、高周波化
が非常に困難なものとなっていた。また、同調回路がな
く、帰還抵抗値Ｒ1、あるいは、Ｃ1、Ｃ2により調整
し、三次オーバートーン発振させる回路構成において、
安定した三次オーバートーン発振が得られずに、基本波
発振することがあった。
おいて、三次オーバートーン発振でより高周波化を行っ
た場合、周波数が高くなるに従って、主部電極の直径を
小さくし、電極不在部を介して、周辺部電極を大きくし
ていくのが一般的な設計手法である。例えば、直径5.0
ｍｍの圧電基板に直径1.5ｍｍの主電極を形成し、電極
不在部の寸法を0.4ｍｍに形成した圧電振動子を三次オ
ーバートーン発振させた場合、５０ＭＨｚ〜５５ＭＨｚ
までの周波数はこれらの電極形状で対応できる。しか
し、より高周波化を行うためには主部電極の直径をさら
に小さくする必要があるが、主部電極の直径を小さくす
ると三次オーバートーンのＣＩ値も悪くなり、高周波化
が非常に困難なものとなっていた。また、同調回路がな
く、帰還抵抗値Ｒ1、あるいは、Ｃ1、Ｃ2により調整
し、三次オーバートーン発振させる回路構成において、
安定した三次オーバートーン発振が得られずに、基本波
発振することがあった。
【０００４】本発明の目的は、三次オーバートーンのＣ
Ｉ値を悪化させることなく、より安定した高周波化が行
える信頼性の高い圧電振動子を提供する。
Ｉ値を悪化させることなく、より安定した高周波化が行
える信頼性の高い圧電振動子を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、所望
の次数にてオーバートーン振動する圧電振動子であっ
て、圧電基板の片面に、上記所望次数のオーバートーン
振動の主振動を閉じ込める主振動エネルギ閉じ込め部を
構成する主部電極と、上記振動エネルギ伝搬部を構成す
る電極不在部と、上記振動エネルギ吸収部を構成する周
辺部電極が形成され、上記圧電基板の他の片面のほぼ全
面に電極が形成されているオーバートーン発振用圧電振
動子において、前記圧電基板の重心と前記主部電極の重
心とを偏心させた。
の次数にてオーバートーン振動する圧電振動子であっ
て、圧電基板の片面に、上記所望次数のオーバートーン
振動の主振動を閉じ込める主振動エネルギ閉じ込め部を
構成する主部電極と、上記振動エネルギ伝搬部を構成す
る電極不在部と、上記振動エネルギ吸収部を構成する周
辺部電極が形成され、上記圧電基板の他の片面のほぼ全
面に電極が形成されているオーバートーン発振用圧電振
動子において、前記圧電基板の重心と前記主部電極の重
心とを偏心させた。
【０００６】
【作用】圧電基板の片面に、上記所望次数のオーバート
ーン振動の主振動を閉じ込める主振動エネルギ閉じ込め
部を構成する主部電極と、上記振動エネルギ伝搬部を構
成する電極不在部と、上記振動エネルギ吸収部を構成す
る周辺部電極とを形成し、上記圧電基板の他の片面のほ
ぼ全面に電極を形成したことにより、例えば三次オーバ
ートーン振動を主振動として利用したい場合、基本波振
動および三次オーバートーン振動の不要な副振動（ｆ
1、ｆ2等）のエネルギが実用上差し支えない程度に低く
おさえられる。そして、前記圧電基板の重心と前記主部
電極の重心とを偏心させたことにより、基本波と三次オ
ーバートーンとのエネルギ変位分布から、圧電基板片端
部での基本波振動のロスを三次オーバートーンのロスよ
り大きくとれるため、基本波振動を抑圧して、三次オー
バートーン振動を容易にする。以上のことから、基本波
を抑制し、高周波化のために行う励振電極の直径を小さ
くせずに、より安定した高周波化が行えるより安定した
オーバートーン発振が得られる。
ーン振動の主振動を閉じ込める主振動エネルギ閉じ込め
部を構成する主部電極と、上記振動エネルギ伝搬部を構
成する電極不在部と、上記振動エネルギ吸収部を構成す
る周辺部電極とを形成し、上記圧電基板の他の片面のほ
ぼ全面に電極を形成したことにより、例えば三次オーバ
ートーン振動を主振動として利用したい場合、基本波振
動および三次オーバートーン振動の不要な副振動（ｆ
1、ｆ2等）のエネルギが実用上差し支えない程度に低く
おさえられる。そして、前記圧電基板の重心と前記主部
電極の重心とを偏心させたことにより、基本波と三次オ
ーバートーンとのエネルギ変位分布から、圧電基板片端
部での基本波振動のロスを三次オーバートーンのロスよ
り大きくとれるため、基本波振動を抑圧して、三次オー
バートーン振動を容易にする。以上のことから、基本波
を抑制し、高周波化のために行う励振電極の直径を小さ
くせずに、より安定した高周波化が行えるより安定した
オーバートーン発振が得られる。
【０００７】
【実施例】次に、本発明の実施例について、図１、図２
を参照にして説明する。図１は本発明の実施例を示す圧
電基板の平面図でありは、図２は図１の底面図である。
尚、従来の実施例と同様の部分については同番号を付し
た。圧電基板１は、円形の厚みすべり振動を行うＡＴカ
ット水晶板からなり、その圧電基板１の表面には、圧電
基板の重心ＯからＸ軸方向である保持方向へ幅Ｐの位置
にある点Ｑを重心とする主電極２１ａが設けられその周
囲に幅Ｇの電極不在部３１が設けられ更にその外周に電
極４１ａが設けられている。また、圧電基板１の裏面に
は、圧電基板１のほぼ全面に電極５１ａが設けられてい
る。すなわち、裏面電極５１ａは、表面の主電極２１
ａ、電極不在部３１、周辺部電極４１ａに対向して全面
に形成されている。このような構造において、主電極２
１ａとそれに対応する電極５１ａの一部分が主振動エネ
ルギ閉じ込め部を構成し、電極不在部３１とそれに対応
する電極５１ａの一部分が振動エネルギ伝搬部を構成
し、電極４１ａとそれに対応する電極５１ａの一部分が
振動エネルギ吸収部を構成している。中央電極２１ａか
ら圧電基板１の一端部Ａまでリード電極２１ｂが形成さ
れ、外周電極４１ａ及び裏面電極５１ａは圧電基板１の
反対側の端部Ｂまでリード電極４１ｂ，５１ｂが形成さ
れている。そして、これらの電極は真空蒸着により形成
される。これらの構成により、前記圧電基板を、例えば
三次オーバートーン振動を主振動として利用した場合、
基本波振動を抑圧して、三次オーバートーン振動を容易
にする。さらに、主電極２１ａを保持方向両端側（本実
施例では端部Ａ）に偏心することで、図示しないサポー
トを取り付けることにより、さらにいっそうの基本波抑
制効果が期待できる。また、本発明では主電極２１ａを
保持方向へ幅Ｐの位置にある点Ｑを重心として形成され
たが、保持方向と直交する方向へ幅Ｐの位置に重心Ｑを
設定してもよい。つまり、主電極の重心Ｑは、上下左右
斜めといったいずれかの方向に、圧電基板の重心Ｏから
幅をＰの寸法だけずらして設定してやれば、基本波振動
を抑圧して、三次オーバートーン振動を容易にする効果
がある。また、上記寸法幅Ｇ、Ｐにより基本波と三次オ
ーバートーンとのＣＩ比が変化するため、所望のＣＩ比
を得るため、あらかじめ設定する必要がある。
を参照にして説明する。図１は本発明の実施例を示す圧
電基板の平面図でありは、図２は図１の底面図である。
尚、従来の実施例と同様の部分については同番号を付し
た。圧電基板１は、円形の厚みすべり振動を行うＡＴカ
ット水晶板からなり、その圧電基板１の表面には、圧電
基板の重心ＯからＸ軸方向である保持方向へ幅Ｐの位置
にある点Ｑを重心とする主電極２１ａが設けられその周
囲に幅Ｇの電極不在部３１が設けられ更にその外周に電
極４１ａが設けられている。また、圧電基板１の裏面に
は、圧電基板１のほぼ全面に電極５１ａが設けられてい
る。すなわち、裏面電極５１ａは、表面の主電極２１
ａ、電極不在部３１、周辺部電極４１ａに対向して全面
に形成されている。このような構造において、主電極２
１ａとそれに対応する電極５１ａの一部分が主振動エネ
ルギ閉じ込め部を構成し、電極不在部３１とそれに対応
する電極５１ａの一部分が振動エネルギ伝搬部を構成
し、電極４１ａとそれに対応する電極５１ａの一部分が
振動エネルギ吸収部を構成している。中央電極２１ａか
ら圧電基板１の一端部Ａまでリード電極２１ｂが形成さ
れ、外周電極４１ａ及び裏面電極５１ａは圧電基板１の
反対側の端部Ｂまでリード電極４１ｂ，５１ｂが形成さ
れている。そして、これらの電極は真空蒸着により形成
される。これらの構成により、前記圧電基板を、例えば
三次オーバートーン振動を主振動として利用した場合、
基本波振動を抑圧して、三次オーバートーン振動を容易
にする。さらに、主電極２１ａを保持方向両端側（本実
施例では端部Ａ）に偏心することで、図示しないサポー
トを取り付けることにより、さらにいっそうの基本波抑
制効果が期待できる。また、本発明では主電極２１ａを
保持方向へ幅Ｐの位置にある点Ｑを重心として形成され
たが、保持方向と直交する方向へ幅Ｐの位置に重心Ｑを
設定してもよい。つまり、主電極の重心Ｑは、上下左右
斜めといったいずれかの方向に、圧電基板の重心Ｏから
幅をＰの寸法だけずらして設定してやれば、基本波振動
を抑圧して、三次オーバートーン振動を容易にする効果
がある。また、上記寸法幅Ｇ、Ｐにより基本波と三次オ
ーバートーンとのＣＩ比が変化するため、所望のＣＩ比
を得るため、あらかじめ設定する必要がある。
【０００８】図５は、直径5.0ｍｍの圧電基板に直径1.5
ｍｍの主電極を形成し、Ｇ寸法を0.4ｍｍに形成すると
ともに、三次オーバートーンで周波数が５４．５ＭＨｚ
の圧電振動子において、Ｐ寸法を0ｍｍから0.75ｍｍ
（Ｐ寸法が0ｍｍの場合は従来の電極構造を示す）に変
化させたときの基本波と３次オーバートーンとのＣＩ値
を実験結果をもとにして表わしたグラフである。図６は
図５の実験結果をもとにして、基本波と三次オーバート
ーンとのＣＩ比を表わしたグラフである。これらのグラ
フに示されるように、従来の電極構造であるＰ寸法が0
ｍｍの場合にくらべて、Ｐ寸法を大きくとっていくこと
は、特に基本波の抑制に顕著な効果があり、ＣＩ比（Ｃ
Ｉ1/ＣＩ3）を大きくとれる結果となっている。
ｍｍの主電極を形成し、Ｇ寸法を0.4ｍｍに形成すると
ともに、三次オーバートーンで周波数が５４．５ＭＨｚ
の圧電振動子において、Ｐ寸法を0ｍｍから0.75ｍｍ
（Ｐ寸法が0ｍｍの場合は従来の電極構造を示す）に変
化させたときの基本波と３次オーバートーンとのＣＩ値
を実験結果をもとにして表わしたグラフである。図６は
図５の実験結果をもとにして、基本波と三次オーバート
ーンとのＣＩ比を表わしたグラフである。これらのグラ
フに示されるように、従来の電極構造であるＰ寸法が0
ｍｍの場合にくらべて、Ｐ寸法を大きくとっていくこと
は、特に基本波の抑制に顕著な効果があり、ＣＩ比（Ｃ
Ｉ1/ＣＩ3）を大きくとれる結果となっている。
【０００９】
【発明の効果】本発明のオーバートーン発振用圧電振動
子により、高周波化のために行う励振電極の直径を小さ
くすることによる三次オーバートーンのＣＩ値が悪くな
ることがなく、より安定した高周波化が行えるようにな
った。また、三次オーバートーン発振回路において、同
調回路がなく、帰還抵抗値Ｒ1、あるいは、Ｃ1、Ｃ2に
より調整し、回路自体を三次オーバートーン発振しやす
いような値に定数を決めるような回路構成の場合におい
て、水晶振動子のＣＩ比（ＣＩ1／ＣＩ3）が比較的小さ
いと基本波振しやすい回路であっても基本波発振するこ
とがなく、より安定した基本波抑制が行えるようになっ
た。また、主電極の偏心方向の圧電基板端部で保持する
ことにより、さらにいっそうの基本波抑制効果がある。
以上の効果にともない、高周波化、基本波抑制に関して
信頼性の高いオーバートーン発振用圧電振動子を提供で
きる。
子により、高周波化のために行う励振電極の直径を小さ
くすることによる三次オーバートーンのＣＩ値が悪くな
ることがなく、より安定した高周波化が行えるようにな
った。また、三次オーバートーン発振回路において、同
調回路がなく、帰還抵抗値Ｒ1、あるいは、Ｃ1、Ｃ2に
より調整し、回路自体を三次オーバートーン発振しやす
いような値に定数を決めるような回路構成の場合におい
て、水晶振動子のＣＩ比（ＣＩ1／ＣＩ3）が比較的小さ
いと基本波振しやすい回路であっても基本波発振するこ
とがなく、より安定した基本波抑制が行えるようになっ
た。また、主電極の偏心方向の圧電基板端部で保持する
ことにより、さらにいっそうの基本波抑制効果がある。
以上の効果にともない、高周波化、基本波抑制に関して
信頼性の高いオーバートーン発振用圧電振動子を提供で
きる。
【図１】本発明の実施例を示す圧電基板の平面図であ
る。
る。
【図２】図１の底面図である。
【図３】従来の圧電基板の平面図である。
【図４】図３の底面図である。
【図５】Ｐ寸法を変化させたときの基本波と３次オーバ
ートーンとのＣＩ値を実験結果をもとにして表わしたグ
ラフである。
ートーンとのＣＩ値を実験結果をもとにして表わしたグ
ラフである。
【図６】Ｐ寸法を変化させたときの基本波と３次オーバ
ートーンとのＣＩ比を表わしたグラフである。
ートーンとのＣＩ比を表わしたグラフである。
１・・・圧電基板 ２，２１ａ・・・主央電極 ３，３１ａ・・・電極不在部 ４，４１ａ・・・周辺部電極 ５，５１ａ・・・裏面電極 ２１ｂ，４１ｂ，５１ｂ・・・リード電極
Claims (2)
- 【請求項１】 所望の次数にてオーバートーン振動する
圧電振動子であって、圧電基板の片面に、上記所望次数
のオーバートーン振動の主振動を閉じ込める主振動エネ
ルギ閉じ込め部を構成する主部電極と、上記振動エネル
ギ伝搬部を構成する電極不在部と、上記振動エネルギ吸
収部を構成する周辺部電極が形成され、上記圧電基板の
他の片面のほぼ全面に電極が形成されているオーバート
ーン発振用圧電振動子において、前記圧電基板の重心と
前記主部電極の重心とを偏心させた事を特徴とするオー
バートーン発振用圧電振動子。 - 【請求項２】 少なくとも前記主部電極の偏心方向の圧
電基板端部で保持した事を特徴とする特許請求項第一項
記載のオーバートーン発振用圧電振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36050392A JPH06204783A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | オーバートーン発振用圧電振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36050392A JPH06204783A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | オーバートーン発振用圧電振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06204783A true JPH06204783A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=18469683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36050392A Pending JPH06204783A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | オーバートーン発振用圧電振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06204783A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9503045B2 (en) | 2015-01-19 | 2016-11-22 | Seiko Epson Corporation | Resonator element, resonator, oscillator, electronic apparatus, and moving object |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP36050392A patent/JPH06204783A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9503045B2 (en) | 2015-01-19 | 2016-11-22 | Seiko Epson Corporation | Resonator element, resonator, oscillator, electronic apparatus, and moving object |
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