JPS6157108A - 圧電セラミツク振動子 - Google Patents
圧電セラミツク振動子Info
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- JPS6157108A JPS6157108A JP17826884A JP17826884A JPS6157108A JP S6157108 A JPS6157108 A JP S6157108A JP 17826884 A JP17826884 A JP 17826884A JP 17826884 A JP17826884 A JP 17826884A JP S6157108 A JPS6157108 A JP S6157108A
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- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
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- H03H9/46—Filters
- H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/56—Monolithic crystal filters
- H03H9/562—Monolithic crystal filters comprising a ceramic piezoelectric layer
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- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02062—Details relating to the vibration mode
- H03H9/0207—Details relating to the vibration mode the vibration mode being harmonic
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- 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
- H03H9/178—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator of a laminated structure of multiple piezoelectric layers with inner electrodes
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- H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/56—Monolithic crystal filters
- H03H9/566—Electric coupling means therefor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は圧電セラミ、り振動子に関する。
信号あるいはデータの伝送におけるフィルタの役割は大
きい。例えばＰＣＭ伝送装置におけるタイミング抽出用
フィルタとして重要な役割を果す。
きい。例えばＰＣＭ伝送装置におけるタイミング抽出用
フィルタとして重要な役割を果す。
このようなフィルタとして一般的にはＬＣフィルタすな
わち電気的フィルタが主流である。ところが、近年にお
けるＬＳＩ 化の進行と共に各種部品の小形化、高安
定度化、高信頼度化等が強ぐ要求されるようになシ、こ
のような要求に対し前記ＬＣフィルタでは最早機能不足
となっている。そこで、このようなＬＣフィルタに代え
てメカニカルフィルタを用いる傾向が犬となってきた。
わち電気的フィルタが主流である。ところが、近年にお
けるＬＳＩ 化の進行と共に各種部品の小形化、高安
定度化、高信頼度化等が強ぐ要求されるようになシ、こ
のような要求に対し前記ＬＣフィルタでは最早機能不足
となっている。そこで、このようなＬＣフィルタに代え
てメカニカルフィルタを用いる傾向が犬となってきた。
メカニカルフィルタは通常複数の振動子、結合子、支持
線等からなり、その振動子としては圧電材料を用いた振
動部品が有望である。本発明は、このような振動部品の
うち、縦振動モードの圧電セラミック振動子について言
及する。
線等からなり、その振動子としては圧電材料を用いた振
動部品が有望である。本発明は、このような振動部品の
うち、縦振動モードの圧電セラミック振動子について言
及する。
第８図は一般的な縦振動モードの圧電セラミック振動子
を示す斜視図である。本図において１゜は縦振動モード
で励振される圧電セラミック振動子（以下、縦振動子と
も略称する）であり、圧電セラミック１１をペースにし
てなる。圧電セラミック１１ばその厚み方向に分極され
る。この分極は図中矢印Ａとして示される。なお、圧電
セラミックは一般にこのような分極処理を施して使用さ
れるのが普通である。これは、電界の変化に対してリニ
アな歪を生成させるためである。この電界は、圧電セラ
ミック１１の上面および下面に一対の金属ｔ＃Ａとして
形成された金属薄膜１２ 、１２’（上面側のみ示す）
を両電極として交流電圧を印加することによシ形成され
る。すなわち、第８図に示す縦振動子は、電界の方向に
対して直角方向Ｂおよび百に変位する横効果を利用した
ものであ、１ ｐ１変位Ｂは伸び、変位丁
は縮みである。この交流電圧は、リード線１３および１
３′を通して与えられる。この場合、リード線１３ 、
１３’は、半田接合吟により金属薄膜１２ 、１２’に
それぞれ接続される。
を示す斜視図である。本図において１゜は縦振動モード
で励振される圧電セラミック振動子（以下、縦振動子と
も略称する）であり、圧電セラミック１１をペースにし
てなる。圧電セラミック１１ばその厚み方向に分極され
る。この分極は図中矢印Ａとして示される。なお、圧電
セラミックは一般にこのような分極処理を施して使用さ
れるのが普通である。これは、電界の変化に対してリニ
アな歪を生成させるためである。この電界は、圧電セラ
ミック１１の上面および下面に一対の金属ｔ＃Ａとして
形成された金属薄膜１２ 、１２’（上面側のみ示す）
を両電極として交流電圧を印加することによシ形成され
る。すなわち、第８図に示す縦振動子は、電界の方向に
対して直角方向Ｂおよび百に変位する横効果を利用した
ものであ、１ ｐ１変位Ｂは伸び、変位丁
は縮みである。この交流電圧は、リード線１３および１
３′を通して与えられる。この場合、リード線１３ 、
１３’は、半田接合吟により金属薄膜１２ 、１２’に
それぞれ接続される。
第９図は第８図に示す縦振動子１０の正面図である。な
お全図を通じ上回−の横取要素には同一の参照番号又は
記号を付して示す。この縦振動子１０の左側端面りと右
側端面Ｒは、縦振動モードのもとて本図に示す矢印Ｂお
よび百の方向に変位する。
お全図を通じ上回−の横取要素には同一の参照番号又は
記号を付して示す。この縦振動子１０の左側端面りと右
側端面Ｒは、縦振動モードのもとて本図に示す矢印Ｂお
よび百の方向に変位する。
第１０図は縦振動子１０の第１次モードにおける振動変
位および発生電荷の関係を示すグラフである。本図にお
いて、横軸は位置を示し、ＬおよびＲは第９図の左側端
面りおよび右側端面Ｒに対応する。各位置での振動変位
Ｄ （Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）の方向（十又は−）および
大きさは、実線カーブＤの如く分布する。ある任意の時
点で観察すると、左側端面りは−の方向に最大ＶＣ変位
し、一方、このとき右側端面Ｒは十の方向に最大に変位
する。
位および発生電荷の関係を示すグラフである。本図にお
いて、横軸は位置を示し、ＬおよびＲは第９図の左側端
面りおよび右側端面Ｒに対応する。各位置での振動変位
Ｄ （Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）の方向（十又は−）および
大きさは、実線カーブＤの如く分布する。ある任意の時
点で観察すると、左側端面りは−の方向に最大ＶＣ変位
し、一方、このとき右側端面Ｒは十の方向に最大に変位
する。
したがって、その中間に変位００ノードＮが存在する。
このノードＮでは、変位はＯであるが逆に歪は最大とな
る。この結果、圧電セラミック１１のリード線接続側表
面の一方に現われる発生電荷Ｃ（Ｃｈａｒｇｅ）は、点
線カーブＣに示す如く、ノードＮで最大となる。一方、
左および右側端面りおよびＲでの変位は最大であるが、
歪は０であり、発生電荷ＣもＯとなる。ただし、電位的
に見ると、金属薄膜１２（１２’）の存在により、Ｌか
らＲに亘って同電位となる。
る。この結果、圧電セラミック１１のリード線接続側表
面の一方に現われる発生電荷Ｃ（Ｃｈａｒｇｅ）は、点
線カーブＣに示す如く、ノードＮで最大となる。一方、
左および右側端面りおよびＲでの変位は最大であるが、
歪は０であり、発生電荷ＣもＯとなる。ただし、電位的
に見ると、金属薄膜１２（１２’）の存在により、Ｌか
らＲに亘って同電位となる。
第１１図は縦振動子１０の第２次モードにおける振動変
位および発生電荷の関係を示すグラフである。この第２
次モードでは、ノードがＮ１およびＮ２の如く２つ存在
し、発生電荷Ｃは＋および−の両極性をもって、圧電セ
ラミック１１の同一表面に現われる。なお、カーブＣは
、既述のとおり、歪と比例して変化するものであるから
、カーブＤを位置について微分したものがカーブＣに相
当する。
位および発生電荷の関係を示すグラフである。この第２
次モードでは、ノードがＮ１およびＮ２の如く２つ存在
し、発生電荷Ｃは＋および−の両極性をもって、圧電セ
ラミック１１の同一表面に現われる。なお、カーブＣは
、既述のとおり、歪と比例して変化するものであるから
、カーブＤを位置について微分したものがカーブＣに相
当する。
第１２図は縦振動子１０の＠３次モードにおける振動変
位および発生電荷の関係を示すグラフである。この紀３
次モードでは、ノードがＮｌ。
位および発生電荷の関係を示すグラフである。この紀３
次モードでは、ノードがＮｌ。
Ｎ２およびＮ３の如く３つ存在し、カーブＤおよびこれ
を微分したカーブＣは図示する如くなる。
を微分したカーブＣは図示する如くなる。
ところで縦振動子１０は前記発生電荷Ｃによって励振さ
れることから、その周波数応答特性は該発生電荷Ｃの量
に依存することになる。第１３図は縦振動子１０の周波
数応答特性の一例を示すグラフであシ、周波数対減衰量
の関係をもって示す。
れることから、その周波数応答特性は該発生電荷Ｃの量
に依存することになる。第１３図は縦振動子１０の周波
数応答特性の一例を示すグラフであシ、周波数対減衰量
の関係をもって示す。
本図における共振周波数ｆ１での鋭く深い落ち込みは第
１０図に示す第１次モードに起因し、共振周波数１３で
の落ち込みは第１２図に示す第３次モードに起因して、
それぞれ現われる。しかし、第１１図に示す第２次モー
ドのもとでは、周波数１２における落ち込みは現われな
い。
１０図に示す第１次モードに起因し、共振周波数１３で
の落ち込みは第１２図に示す第３次モードに起因して、
それぞれ現われる。しかし、第１１図に示す第２次モー
ドのもとでは、周波数１２における落ち込みは現われな
い。
従来の縦振動子１０は２つの根本的な問題がある。第１
は第２次モード、第４次モード等の偶数次モードが周波
数応答特性に全く現われないことである。つまり第１３
図に示す如く、たとえば第２次モードについてはその共
振周波数１２において何の変化も現われない。このこと
は纂２次モード、第４次モードでのフィルタ機能を期待
することができないという不都合を生じさせる（後述）
。
は第２次モード、第４次モード等の偶数次モードが周波
数応答特性に全く現われないことである。つまり第１３
図に示す如く、たとえば第２次モードについてはその共
振周波数１２において何の変化も現われない。このこと
は纂２次モード、第４次モードでのフィルタ機能を期待
することができないという不都合を生じさせる（後述）
。
このように、たとえば第２次モードでの励振が期待でき
ないのは、第１１図において、十の発生電荷と−の発生
電荷が等量で現われ、したがって両者が相殺して、励振
に必要な発生電荷Ｃが生じないからである。
ないのは、第１１図において、十の発生電荷と−の発生
電荷が等量で現われ、したがって両者が相殺して、励振
に必要な発生電荷Ｃが生じないからである。
欠
一方、第２の問題は、奇疲電−ド（第１次モード、第３
次モード、Ｗ、５次モード等）であっても、高次になれ
ばなる程、周波数応答が弱くなりフィルタ機能として利
用できなくなることでちる。つまり第１３図に示す如く
、たとえば第３次モードについてはその共振周波数ｆ３
の減衰量は、第１次モードでの減衰量よシ小さく、第５
次モード（ｆ５ ）は第３次モードよりさらに小さい。
次モード、Ｗ、５次モード等）であっても、高次になれ
ばなる程、周波数応答が弱くなりフィルタ機能として利
用できなくなることでちる。つまり第１３図に示す如く
、たとえば第３次モードについてはその共振周波数ｆ３
の減衰量は、第１次モードでの減衰量よシ小さく、第５
次モード（ｆ５ ）は第３次モードよりさらに小さい。
この傾向は高次になる程顕著である。このことは、高次
モードでの励振を期待した満足なフィルタ特性が本質的
に得られないことを意味する。
モードでの励振を期待した満足なフィルタ特性が本質的
に得られないことを意味する。
本発明は上記の根本的な２つの問題を同時に解消した縦
振動子を提供するものであシ、縦振動子を、その長さ方
向に分割して、複数の分易領域から形成し、その厚み方
向の分極が隣力合う該分イセ領域同士で相互に逆極性で
ある二うにしたものである。
振動子を提供するものであシ、縦振動子を、その長さ方
向に分割して、複数の分易領域から形成し、その厚み方
向の分極が隣力合う該分イセ領域同士で相互に逆極性で
ある二うにしたものである。
隣シ合うカル領域の分極の極性を互い違いにすることに
より、縦振動子のリード線接続側表面の一方（他方も）
には、常に同一の極性（＋又は−）をもって発生電荷（
Ｃ）が現われる。したがって異符号の発生電荷同士が相
殺することはなくなる。
より、縦振動子のリード線接続側表面の一方（他方も）
には、常に同一の極性（＋又は−）をもって発生電荷（
Ｃ）が現われる。したがって異符号の発生電荷同士が相
殺することはなくなる。
つまり、第１１図および第１２図に示すようなカーブＣ
を生じさせず、同図のノ・ッチング部分は全て同時に＋
側又は−側に生じさせるようにする。
を生じさせず、同図のノ・ッチング部分は全て同時に＋
側又は−側に生じさせるようにする。
この結果、偶数次モードでも周波数応答が得られるばか
シでなく、偶数次、奇数次のいずれ千のモードであるか
を問わず、その周波数応答特性は第１次モードの場合と
殆ど変わらない。これは第１２図を参照すると、第３次
モードの周波数応答は発生電荷量２にのみ依存すること
に基づく。発生電荷量Ｘは、異符号の発生電荷量ｙによ
って相殺されるからである。
シでなく、偶数次、奇数次のいずれ千のモードであるか
を問わず、その周波数応答特性は第１次モードの場合と
殆ど変わらない。これは第１２図を参照すると、第３次
モードの周波数応答は発生電荷量２にのみ依存すること
に基づく。発生電荷量Ｘは、異符号の発生電荷量ｙによ
って相殺されるからである。
第１図は本発明に基づく縦振動子の第１実施例を示す正
面図でちゃ、既述の第９図に相当する。
面図でちゃ、既述の第９図に相当する。
なお全体の斜視図は第８図と異ならない。つま）、基本
的に、予め厚み方向に分極された圧電セラミックと、該
圧電セラミックの上面および下面にそれぞれ形成され所
定の交流電圧が印加される一対の金属電極とからなる。
的に、予め厚み方向に分極された圧電セラミックと、該
圧電セラミックの上面および下面にそれぞれ形成され所
定の交流電圧が印加される一対の金属電極とからなる。
本発明の第１実施例によろ縦振動子２０は、圧電セラミ
ック１１がその長さ方向に分割されて、複数（２つ）の
分極領域２１および２２が形成される。そして、これら
分極領域２１および２２は、厚み方向の分極が、Ａおよ
びＸで示す如く逆極性となっている。このように相互に
逆極性で分極された２つ（又は２ｉ上）の分極領域２１
．２２の存在により、縦振動モードの変位は第９図と異
なる様子を示す。すなわち、（Ｂｌ、Ｂ２）又は（Ｂｌ
、Ｂ２）の変位が交互に現われる。たとえば、（Ｂｌ
、Ｂ２）の変位をみると、これは、分極領域２１円での
縮み（ｂｌ。
ック１１がその長さ方向に分割されて、複数（２つ）の
分極領域２１および２２が形成される。そして、これら
分極領域２１および２２は、厚み方向の分極が、Ａおよ
びＸで示す如く逆極性となっている。このように相互に
逆極性で分極された２つ（又は２ｉ上）の分極領域２１
．２２の存在により、縦振動モードの変位は第９図と異
なる様子を示す。すなわち、（Ｂｌ、Ｂ２）又は（Ｂｌ
、Ｂ２）の変位が交互に現われる。たとえば、（Ｂｌ
、Ｂ２）の変位をみると、これは、分極領域２１円での
縮み（ｂｌ。
ｂｉ）と分極領域２２同での伸び（ｂ２．ｂ２）とをベ
クトル合成した結果であシ、同様に（Ｂｌ。
クトル合成した結果であシ、同様に（Ｂｌ。
Ｂ２）の変位をみると、これは、前述の伸びおよび縮み
を逆にしたもののベクトル合成からなる。
を逆にしたもののベクトル合成からなる。
これにより、第１図の縦振動子２０は、第ｇ図の縦振動
子１０とは全く異なる特性を示す。
子１０とは全く異なる特性を示す。
第２図は縦振動子２０の第２次モードにおける振動変位
および発生電荷の関係を示すグラフである。本図から明
らかなように、第２次モードの励振は顕著に現われる。
および発生電荷の関係を示すグラフである。本図から明
らかなように、第２次モードの励振は顕著に現われる。
なぜ々ら本モードの発生電荷量は（ｘ＋ｙ ）となり、
第１１図のように（ｘ−ｙ）とはならないからである。
第１１図のように（ｘ−ｙ）とはならないからである。
ここに、（ｘ−ｙ）はほぼ０である。かくして、従来不
可能とされていた第２次モード（第４次モード１第６次
モード等）での周波数応答が確保される。
可能とされていた第２次モード（第４次モード１第６次
モード等）での周波数応答が確保される。
第３図は本発明に基づく縦振動子の第２笑施例を示す正
面図であり、既述の第９図に相当する。
面図であり、既述の第９図に相当する。
なお全体の斜視図は第８図と異ならない。この縦振動子
３０は、長さ方向に分割された３つの分極領域３１．３
２および３３からなり、分極の極性はＡ、Ａ、Ａの如く
交互に入れ替わる。たとえば全体の変位（Ｂｌ、Ｂ２）
についてみると、各分極領域内での伸び縮みは図示する
如くなる。この結果、既述の第１２図とは全く異なる様
相を示す。
３０は、長さ方向に分割された３つの分極領域３１．３
２および３３からなり、分極の極性はＡ、Ａ、Ａの如く
交互に入れ替わる。たとえば全体の変位（Ｂｌ、Ｂ２）
についてみると、各分極領域内での伸び縮みは図示する
如くなる。この結果、既述の第１２図とは全く異なる様
相を示す。
第４図は縦振動子３０の第３次モードにおける振動変位
および発生電荷の関係を示すグラフである。本図の示す
ところによれば、発生電荷！−（Ｃ）は（ｘ＋ｙ＋ｚ）
であシ、従来の第１２図において（ｘ−ｙ＋ｚ ） （
＝ｚ ）となるのと大いに異なる。
および発生電荷の関係を示すグラフである。本図の示す
ところによれば、発生電荷！−（Ｃ）は（ｘ＋ｙ＋ｚ）
であシ、従来の第１２図において（ｘ−ｙ＋ｚ ） （
＝ｚ ）となるのと大いに異なる。
この結果、第３次モードでの周波数応答は、従来よシも
遥かに犬であシ、従来において高次モード第５図は本発
明に基づく縦振動子の第３実施例を示す正面図であ）、
既述の第９図に相当てる。
遥かに犬であシ、従来において高次モード第５図は本発
明に基づく縦振動子の第３実施例を示す正面図であ）、
既述の第９図に相当てる。
なお全体の斜視図は第８図と異ならない。この縦振動子
４０は、複数に分割された分極領域が、ｎＸ１
個（ｎは４以上の整数）存在する例を示すが、隣
９合う分極領域同士で相互に分極の極性が逆転するとい
う原則は変わらない。これにょシ周波数Ｉｎ（ｆｎはｆ
３よシも高い）で強い周波数応答を示す。
４０は、複数に分割された分極領域が、ｎＸ１
個（ｎは４以上の整数）存在する例を示すが、隣
９合う分極領域同士で相互に分極の極性が逆転するとい
う原則は変わらない。これにょシ周波数Ｉｎ（ｆｎはｆ
３よシも高い）で強い周波数応答を示す。
第６図は縦振動子４０の第３次モードにおける振動変位
お゛よび発生電荷の関係を示すグラフでちる。
お゛よび発生電荷の関係を示すグラフでちる。
第７図は本発明に基づく縦振動子の第４実施例を示す正
面図でアシ、既述の第９図に相当する。
面図でアシ、既述の第９図に相当する。
なお全体の斜視図は第８図と異ならない。この縦振動子
５０は、一対の金属電極として、金属薄膜（１２、１２
’）でなく、恒弾性金属材料からなる金属電極５２およ
び５２′を用いる。一般に恒弾性金属の熱処理温度を適
当に変えることにより、恒弾性金属材料の周波数温度係
数を制御できることが知られている。この技術を利用し
、例えば今仮に圧電セラミックの周波数温度係数が正の
ある値を有するとすれば、恒弾性金属材料の温度係数が
負になるように熱処理温度を調整し、圧電セラミックと
恒弾性金属板から成る複合振動子の周波数温度係数が零
温度係数であるようにすることができる。又、リード線
１２ 、１２’を接続するにも、又、フィルタとして組
み立てる際に通常用いる支持線、結合子を圧電セラミッ
ク本体に接続するにも、その恒弾性金属板に対し行う方
が接続強度の面で有利である。
５０は、一対の金属電極として、金属薄膜（１２、１２
’）でなく、恒弾性金属材料からなる金属電極５２およ
び５２′を用いる。一般に恒弾性金属の熱処理温度を適
当に変えることにより、恒弾性金属材料の周波数温度係
数を制御できることが知られている。この技術を利用し
、例えば今仮に圧電セラミックの周波数温度係数が正の
ある値を有するとすれば、恒弾性金属材料の温度係数が
負になるように熱処理温度を調整し、圧電セラミックと
恒弾性金属板から成る複合振動子の周波数温度係数が零
温度係数であるようにすることができる。又、リード線
１２ 、１２’を接続するにも、又、フィルタとして組
み立てる際に通常用いる支持線、結合子を圧電セラミッ
ク本体に接続するにも、その恒弾性金属板に対し行う方
が接続強度の面で有利である。
上述のように構成された本発明の縦振動子によれば、た
とえば次のような場合に好都合である。
とえば次のような場合に好都合である。
一般に共振周波数ｆ、ば
ｆ・＝ Ｔ［ｖ
で表わされ、音速νは、
で表わされる。ここに、Ｌは縦振動子の全長（長さ方向
）、ｎは縦振動モードの次数、Ｃは弾性定数、ρは科料
の密度でおる。ここに、ｎ、Ｃおよびρは予め定められ
た一足値であるから、共振周波数ｆｒを任意に選択した
いときはその全長りを変えろことになる。ここで仮に共
振周波数ｆ として、次にｆｒよシ高い共振周波数ｆ、
′（たとえばｆｒ′＝１．５ｆｒとする）が得たいもの
とすると、これを第１次モード（ｎ＝１）で笑現する場
合全長りは上に短縮しなければならない。そうする１、
５ と、第８図の縦振動子１０の全長りを、たとえばなフ、
これはメカニカルフィルタの製作上かな９面倒になる。
）、ｎは縦振動モードの次数、Ｃは弾性定数、ρは科料
の密度でおる。ここに、ｎ、Ｃおよびρは予め定められ
た一足値であるから、共振周波数ｆｒを任意に選択した
いときはその全長りを変えろことになる。ここで仮に共
振周波数ｆ として、次にｆｒよシ高い共振周波数ｆ、
′（たとえばｆｒ′＝１．５ｆｒとする）が得たいもの
とすると、これを第１次モード（ｎ＝１）で笑現する場
合全長りは上に短縮しなければならない。そうする１、
５ と、第８図の縦振動子１０の全長りを、たとえばなフ、
これはメカニカルフィルタの製作上かな９面倒になる。
逆に！３次モード（ｎ＝３）を利用する場合全長Ｌ“は
２４■（３Ｌ’）となシ、製作はし易くなるが、反面長
すぎるきらいがある。又、このように次数を高めると振
動子の容量比が大きくなｐ１広帯域フィルタの笑現が難
しくなる。そこでこのような場合に本発明の縦振動子を
用いれば非常に有利である。この場合、全長は、周波数
変更前の長さとほぼ同じで、且つ第１次モードの周波数
応答とほぼ同等の広帯域特性が得られろ。第２笑施例（
ｎ＝３）についても同様であυ、次数が高くなっても、
周波数応答性は第１次モードで得られた場合のそれとほ
とんど同等である。
２４■（３Ｌ’）となシ、製作はし易くなるが、反面長
すぎるきらいがある。又、このように次数を高めると振
動子の容量比が大きくなｐ１広帯域フィルタの笑現が難
しくなる。そこでこのような場合に本発明の縦振動子を
用いれば非常に有利である。この場合、全長は、周波数
変更前の長さとほぼ同じで、且つ第１次モードの周波数
応答とほぼ同等の広帯域特性が得られろ。第２笑施例（
ｎ＝３）についても同様であυ、次数が高くなっても、
周波数応答性は第１次モードで得られた場合のそれとほ
とんど同等である。
なお分極領域（２１，２２，３１，３２，３３等）は予
め個別に独立して形成されたもの（後に一体に接合され
る）でも良く、あるいは圧電セラミックを一体だしたま
ま、直流高電界をその電界の方向を交互に１８０°切り
換えて各分極領域対応で印加し、分極を起させるように
しても良い。
め個別に独立して形成されたもの（後に一体に接合され
る）でも良く、あるいは圧電セラミックを一体だしたま
ま、直流高電界をその電界の方向を交互に１８０°切り
換えて各分極領域対応で印加し、分極を起させるように
しても良い。
以上説明したように本発明の縦振動子を用いれば、偶数
次モードでの周波数応答も得られる。又、寄数次、偶数
次のいずれのモードを問わず、その次数の増大によって
周波数応答性が劣化するということもない。
次モードでの周波数応答も得られる。又、寄数次、偶数
次のいずれのモードを問わず、その次数の増大によって
周波数応答性が劣化するということもない。
第１図は本発明に基づく縦振動子の第１笑施例を示す正
面図、第２図は縦振動子２０の第２次モードにおける振
動変位および発生電荷の関係を示すグラフ、第３図は本
発明に基づく縦振動子の第２実施例を示す正面図、第４
図は縦振動子３０の第３次モードにおける振動変位およ
び発生電荷の関係を示すグラフ、第５図は本発明に基づ
く縦振動子の第３実施例を示す正面図、第６図は縦振動
子４０の第３次モードにおける振動変位および発生電荷
の関係を示すグラフ、第７図は本発明に基づく縦振動子
の第４実施例を示す正面図、第８図は一般的な縦振動モ
ードの圧電セラミック振動子を示す斜視図、第９図は第
８図に示す縦振動子１０の正面図、第１０図は縦振動子
１０の第１次モードにおける振動変位および発生電荷の
関係を示すグラフ、第１１図は縦振動子１０の第２次モ
ードにおける振動変位および発生電荷の関係を示すグラ
フ、第１２図は縦振動子１０の第３次モードにおけろ振
動変位および発生電荷の関係を示すグラフ、第１３図は
縦振動子１０の周波数応答特性の一例を示すグラフであ
る。 １１・・・圧電セラミック、１２．１２’・・・金属薄
膜、２０．３０．４０．５０・・・縦振動モードの圧電
セラミック振動子、２１，２２．３１，３２，３３゜４
１．４２〜４ｎ・・・分極領域、５２ 、５２’・・・
恒弾性金属材料からなる金属電極、Ａ、Ａ・・・分極。
面図、第２図は縦振動子２０の第２次モードにおける振
動変位および発生電荷の関係を示すグラフ、第３図は本
発明に基づく縦振動子の第２実施例を示す正面図、第４
図は縦振動子３０の第３次モードにおける振動変位およ
び発生電荷の関係を示すグラフ、第５図は本発明に基づ
く縦振動子の第３実施例を示す正面図、第６図は縦振動
子４０の第３次モードにおける振動変位および発生電荷
の関係を示すグラフ、第７図は本発明に基づく縦振動子
の第４実施例を示す正面図、第８図は一般的な縦振動モ
ードの圧電セラミック振動子を示す斜視図、第９図は第
８図に示す縦振動子１０の正面図、第１０図は縦振動子
１０の第１次モードにおける振動変位および発生電荷の
関係を示すグラフ、第１１図は縦振動子１０の第２次モ
ードにおける振動変位および発生電荷の関係を示すグラ
フ、第１２図は縦振動子１０の第３次モードにおけろ振
動変位および発生電荷の関係を示すグラフ、第１３図は
縦振動子１０の周波数応答特性の一例を示すグラフであ
る。 １１・・・圧電セラミック、１２．１２’・・・金属薄
膜、２０．３０．４０．５０・・・縦振動モードの圧電
セラミック振動子、２１，２２．３１，３２，３３゜４
１．４２〜４ｎ・・・分極領域、５２ 、５２’・・・
恒弾性金属材料からなる金属電極、Ａ、Ａ・・・分極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、予め厚み方向に分極された圧電セラミックと、該圧
電セラミックの上面および下面にそれぞれ形成され所定
の交流電圧が印加される一対の金属電極とからなり、縦
振動モードで励振される圧電セラミック振動子において
、 前記圧電セラミックを、その長さ方向に分割して配列さ
れた複数の分極領域から形成し、前記厚み方向の分極が
、隣り合う該分極領域同士で相互に逆極性であることを
特徴とする圧電セラミック振動子。 ２、前記一対の金属電極がそれぞれ金属薄膜から構成さ
れる特許請求の範囲第１項記載の圧電セラミック振動子
。 ３、前記一対の金属電極がそれぞれ恒弾性金属材料から
構成される特許請求の範囲第１項記載の圧電セラミック
振動子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17826884A JPS6157108A (ja) | 1984-08-29 | 1984-08-29 | 圧電セラミツク振動子 |
| US06/769,606 US4633204A (en) | 1984-08-29 | 1985-08-26 | Mechanical filter |
| EP19850110876 EP0173332B1 (en) | 1984-08-29 | 1985-08-29 | Mechanical filter |
| DE8585110876T DE3585859D1 (de) | 1984-08-29 | 1985-08-29 | Elektromechanisches filter. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17826884A JPS6157108A (ja) | 1984-08-29 | 1984-08-29 | 圧電セラミツク振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6157108A true JPS6157108A (ja) | 1986-03-24 |
Family
ID=16045510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17826884A Pending JPS6157108A (ja) | 1984-08-29 | 1984-08-29 | 圧電セラミツク振動子 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0173332B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6157108A (ja) |
| DE (1) | DE3585859D1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6365708A (ja) * | 1986-09-05 | 1988-03-24 | Yamaichi Electric Mfg Co Ltd | 異方向複屈曲形振動子 |
| JPS63131711A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-03 | Rikagaku Kenkyusho | 圧電素子製造方法 |
| JP2007510386A (ja) * | 2003-10-30 | 2007-04-19 | アバゴ・テクノロジーズ・ジェネラル・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド | 温度補償型圧電薄膜共振器（ｆｂａｒ）デバイス |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9805038D0 (en) | 1998-03-11 | 1998-05-06 | Xaar Technology Ltd | Droplet deposition apparatus and method of manufacture |
| EP2345157A4 (en) * | 2008-08-01 | 2012-10-31 | Epcos Ag | PIEZOELECTRIC RESONATOR WITH OPERATING IN THICKERMODE MODE |
| US8726734B1 (en) * | 2010-09-15 | 2014-05-20 | Sonowise, Inc. | Shear wave generation system and methods for ultrasound imaging |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4925883A (ja) * | 1972-06-17 | 1974-03-07 | ||
| JPS60150310A (ja) * | 1984-01-17 | 1985-08-08 | Tdk Corp | 圧電振動子 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL6617756A (ja) * | 1966-12-17 | 1968-06-18 | ||
| GB1597207A (en) * | 1978-04-13 | 1981-09-03 | Itt Creed | Piezoelectric motor element |
| US4555682A (en) * | 1983-03-02 | 1985-11-26 | Fujitsu Limited | Mechanical filter |
-
1984
- 1984-08-29 JP JP17826884A patent/JPS6157108A/ja active Pending
-
1985
- 1985-08-29 DE DE8585110876T patent/DE3585859D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-08-29 EP EP19850110876 patent/EP0173332B1/en not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4925883A (ja) * | 1972-06-17 | 1974-03-07 | ||
| JPS60150310A (ja) * | 1984-01-17 | 1985-08-08 | Tdk Corp | 圧電振動子 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6365708A (ja) * | 1986-09-05 | 1988-03-24 | Yamaichi Electric Mfg Co Ltd | 異方向複屈曲形振動子 |
| JPS63131711A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-03 | Rikagaku Kenkyusho | 圧電素子製造方法 |
| JP2007510386A (ja) * | 2003-10-30 | 2007-04-19 | アバゴ・テクノロジーズ・ジェネラル・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド | 温度補償型圧電薄膜共振器（ｆｂａｒ）デバイス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0173332B1 (en) | 1992-04-15 |
| EP0173332A3 (en) | 1988-01-07 |
| EP0173332A2 (en) | 1986-03-05 |
| DE3585859D1 (de) | 1992-05-21 |
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