JP2011036049A - Ultrasonic generator and method of generating ultrasonic wave - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic generator capable of efficiently exciting surface acoustic waves having a large oscillation amplitude by a simple and inexpensive structure, and to provide a method of generating ultrasonic waves. <P>SOLUTION: The ultrasonic generator includes a piezoelectric substrate 15, a bamboo blind-like electrode (14a, 14b) provided on the surface of the piezoelectric substrate 15, a switching element 13 for applying a pulsing driving voltage between a first comb-like electrode 14a and a second comb-like electrode 14b that constitute the bamboo blind-like electrode (14a, 14b), and a gate driving circuit 12 for outputting a pulsing voltage to a control electrode of the switching element 13. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波発生装置及び超音波発生方法に係り、特に大きな振動振幅を有する弾性表面波(SAW)を励振する超音波発生装置及び超音波発生方法に関する。   The present invention relates to an ultrasonic generator and an ultrasonic generation method, and more particularly to an ultrasonic generator and an ultrasonic generation method for exciting a surface acoustic wave (SAW) having a large vibration amplitude.

弾性表面波は、超音波の一種であり、通信機等に用いる信号処理デバイス等の小信号の分野に応用される(特許文献1参照)他、超音波モータ(特許文献2参照)や皮膚感覚ディスプレイ(特許文献3,4参照)などの超音波発生装置としても応用されている。   A surface acoustic wave is a type of ultrasonic wave, and is applied to the field of small signals such as signal processing devices used in communication devices (see Patent Document 1), as well as an ultrasonic motor (see Patent Document 2) and skin sensation. It is also applied as an ultrasonic generator such as a display (see Patent Documents 3 and 4).

これらの超音波発生装置は、図22に示すように、圧電単結晶材料からなる圧電基板15の表面に、第1の櫛形電極14a及び第2の櫛形電極14bを、すだれ状電極(14a,14b)を構成するようにインターディジタルに対向配置したものを用い、第1の櫛形電極14aと第2の櫛形電極14b間に高周波の正弦波電圧を印加することで右上方向(前方)に進行する前方進行弾性表面波φpf及び左下方向(後方)に進行する後方進行弾性表面波φpbとを励振している。前方進行弾性表面波φpf及び後方進行弾性表面波φpbの周波数は、すだれ状電極(14a,14b)に印加された正弦波電圧の周波数である。 These ultrasonic generators, as shown in FIG. 22, are provided with a first comb electrode 14a and a second comb electrode 14b on the surface of a piezoelectric substrate 15 made of a piezoelectric single crystal material, and interdigital electrodes (14a, 14b). ), Which is disposed opposite to the interdigital so as to form a forward-side direction (forward) by applying a high-frequency sine wave voltage between the first comb-shaped electrode 14a and the second comb-shaped electrode 14b. The traveling surface acoustic wave φ pf and the backward traveling surface acoustic wave φ pb traveling in the lower left direction (rearward) are excited. The frequencies of the forward traveling surface acoustic wave φpf and the backward traveling surface acoustic wave φpb are the frequencies of the sine wave voltages applied to the interdigital electrodes (14a, 14b).

信号処理等の小信号の分野に応用される弾性表面波は、小さな振動振幅の超音波で足り、高周波発信器からの低電圧の正弦波信号(小信号)をすだれ状電極に直接印加することで利用できる。しかし、超音波モータや皮膚感覚ディスプレイに用いられる弾性表面波は、信号処理に用いられる弾性表面波に比して大きな振動振幅を要するため、すだれ状電極へ入力される正弦波の電力も大きくする必要があり、現状では、高周波電力増幅器を用いて正弦波信号を高周波増幅している。高周波電力増幅器は、1つのすだれ状電極毎に1台必要なため、皮膚感覚ディスプレイのように、複数のすだれ状電極から強力な弾性表面波を励振する場合、回路構成が膨大となる。   For surface acoustic waves applied to small signal fields such as signal processing, ultrasonic waves with small vibration amplitude are sufficient, and a low voltage sine wave signal (small signal) from a high frequency transmitter is applied directly to the interdigital electrode. Available at. However, since surface acoustic waves used for ultrasonic motors and skin-sensing displays require larger vibration amplitudes than surface acoustic waves used for signal processing, the power of sine waves input to the interdigital electrodes is also increased. At present, a sine wave signal is amplified at a high frequency by using a high frequency power amplifier. Since one high-frequency power amplifier is required for each interdigital electrode, when a strong surface acoustic wave is excited from a plurality of interdigital electrodes as in a skin sensory display, the circuit configuration becomes enormous.

特開2003−244044号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-244044 特許第3630949号公報Japanese Patent No. 3630949 特開2001−255993号公報JP 2001-255993 A 特願2008−146560号公報Japanese Patent Application No. 2008-146560

以上のように、従来の振動振幅の大きな弾性表面波を励振する超音波発生装置においては、大きな正弦波電力で弾性表面波を励振するために、専用の高周波発振器、高周波増幅器が1つのすだれ状電極毎にそれぞれ必要である。特に、皮膚感覚ディスプレイのような多チャネルのすだれ状電極を同時に用いる場合は、振動振幅の大きな弾性表面波を励起するために、そのチャネル数分の高周波増幅器が正弦波信号を生成するためにそれぞれ必要となり、コスト面に問題があった。   As described above, in a conventional ultrasonic generator for exciting a surface acoustic wave having a large vibration amplitude, a dedicated high-frequency oscillator and high-frequency amplifier are used as one interdigital transducer to excite a surface acoustic wave with a large sine wave power. It is necessary for each electrode. In particular, when multi-channel interdigital electrodes such as a skin sensory display are used at the same time, in order to excite surface acoustic waves having a large vibration amplitude, high-frequency amplifiers corresponding to the number of channels generate sine wave signals. There was a problem in terms of cost.

上記の問題点を鑑み、本発明は、専用の高周波発振器や高周波増幅器を用いないで、簡単且つ安価な構造で、振動振幅の大きな弾性表面波を効率よく励振できる超音波発生装置、及び超音波発生方法を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides an ultrasonic generator capable of efficiently exciting a surface acoustic wave having a large vibration amplitude with a simple and inexpensive structure without using a dedicated high-frequency oscillator or high-frequency amplifier, and an ultrasonic wave The purpose is to provide a generation method.

上記目的を達成するために、本発明の態様は、圧電基板と、圧電基板の表面に設けられたすだれ状電極と、すだれ状電極を構成する第1の櫛形電極と第2の櫛形電極との間にパルス状の駆動電圧を印加するスイッチング素子と、スイッチング素子の制御電極にパルス電圧を出力するゲート駆動回路とを備える超音波発生装置に関する。この本発明の態様に係る超音波発生装置においては、スイッチング素子を介したすだれ状電極のパルス駆動により、圧電基板の表面に弾性表面波を励起することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an aspect of the present invention includes a piezoelectric substrate, an interdigital electrode provided on the surface of the piezoelectric substrate, and a first comb electrode and a second comb electrode constituting the interdigital electrode. The present invention relates to an ultrasonic generator including a switching element that applies a pulsed driving voltage therebetween and a gate driving circuit that outputs a pulse voltage to a control electrode of the switching element. The ultrasonic generator according to this aspect of the present invention is characterized in that a surface acoustic wave is excited on the surface of the piezoelectric substrate by pulse driving of the interdigital electrode via a switching element.

本発明の他の態様は、圧電基板と、圧電基板の表面に設けられたすだれ状電極と、すだれ状電極を構成する第1の櫛形電極と第2の櫛形電極との間にパルス状の駆動電圧を印加するスイッチング素子と、スイッチング素子の制御電極にパルス電圧を出力するゲート駆動回路とを備える超音波発生装置を用いた超音波発生方法に関する。この本発明の他の態様に係る超音波発生方法においては、スイッチング素子を介して、すだれ状電極にパルス状の駆動電圧を印加することにより、圧電基板の表面に弾性表面波を励起することを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, the piezoelectric substrate, the interdigital electrode provided on the surface of the piezoelectric substrate, and the pulsed drive between the first comb electrode and the second comb electrode constituting the interdigital electrode. The present invention relates to an ultrasonic generation method using an ultrasonic generator including a switching element that applies a voltage and a gate drive circuit that outputs a pulse voltage to a control electrode of the switching element. In the ultrasonic wave generation method according to another aspect of the present invention, a surface acoustic wave is excited on the surface of the piezoelectric substrate by applying a pulsed drive voltage to the interdigital electrode via the switching element. Features.

本発明によれば、簡単且つ安価な構造で、振動振幅の大きな弾性表面波を効率よく励振できる超音波発生装置、及び超音波発生方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an ultrasonic generator and an ultrasonic generation method capable of efficiently exciting a surface acoustic wave having a large vibration amplitude with a simple and inexpensive structure.

本発明の第1の実施の形態に係る超音波発生装置の概略構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the schematic structure of the ultrasonic generator which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 第1の実施の形態に係る超音波発生装置に用いるスイッチング素子の回路構成の一例を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining an example of the circuit structure of the switching element used for the ultrasonic generator which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る弾性表面波励振伝搬部の圧電基板内に発生する応力を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the stress which generate | occur | produces in the piezoelectric substrate of the surface acoustic wave excitation propagation part which concerns on 1st Embodiment. 図4(a)は、第1の実施の形態に係る弾性表面波励振伝搬部の圧電基板内に発生する初期応力分布を説明する断面図である。図4(b)は、図4(a)に示した状態から一定時間経過後、図4(a)に示す初期応力分布によって左右に伝搬する波を説明する断面図である。図4(c)は、更に一定時間経過後、図4(b)に示す左右に伝搬する波によって発生する弾性表面波を説明する断面図である。FIG. 4A is a cross-sectional view illustrating an initial stress distribution generated in the piezoelectric substrate of the surface acoustic wave excitation propagation unit according to the first embodiment. FIG. 4B is a cross-sectional view for explaining a wave propagating left and right by the initial stress distribution shown in FIG. 4A after a lapse of a certain time from the state shown in FIG. FIG. 4C is a cross-sectional view for explaining the surface acoustic wave generated by the waves propagating left and right shown in FIG. 第1の実施の形態に係る弾性表面波励振伝搬部のすだれ状電極の配置を説明する平面図である。It is a top view explaining arrangement | positioning of the interdigital electrode of the surface acoustic wave excitation propagation part which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る超音波発生装置のスイッチング素子の上アーム出力素子のゲートに入力される制御電圧としての矩形波の立ち上がりパルスの波形、スイッチング素子の出力電圧の波形、弾性波の振幅波形の一例を示す図である。Waveform of rising pulse of rectangular wave as control voltage input to gate of upper arm output element of switching element of ultrasonic generator according to first embodiment, waveform of output voltage of switching element, amplitude of elastic wave It is a figure which shows an example of a waveform. 第1の実施の形態に係る超音波発生装置のスイッチング素子の上アーム出力素子のゲートに入力される制御電圧としての矩形波の立ち下がりパルスの波形、スイッチング素子の出力電圧の波形、弾性波の振幅波形の一例を示す図である。The waveform of the falling pulse of the rectangular wave as the control voltage input to the gate of the upper arm output element of the switching element of the ultrasonic generator according to the first embodiment, the waveform of the output voltage of the switching element, It is a figure which shows an example of an amplitude waveform. 図8(a)は上アーム出力素子の第1の主電極に接続される高圧電源の電圧を10Vとしたときの、図8(b)は高圧電源の電圧を20Vとしたときの、図8(c)は高圧電源の電圧を30Vとしたときの、第1の実施の形態に係る超音波発生装置のスイッチング素子の上アーム出力素子のゲートに入力される制御電圧の波形、スイッチング素子の出力電圧の波形、弾性波の振幅波形の一例を示す図である。8A shows a case where the voltage of the high-voltage power source connected to the first main electrode of the upper arm output element is 10V, and FIG. 8B shows a case where the voltage of the high-voltage power source is 20V. (C) shows the waveform of the control voltage input to the gate of the upper arm output element of the switching element of the ultrasonic generator according to the first embodiment when the voltage of the high-voltage power supply is 30 V, and the output of the switching element. It is a figure which shows an example of the waveform of a voltage, and the amplitude waveform of an elastic wave. 図9(d)は高圧電源の電圧を40Vとしたときの、図9(e)は高圧電源の電圧を10Vとしたときの、第1の実施の形態に係る上アーム出力素子のゲートに入力される制御電圧の波形、スイッチング素子の出力電圧の波形、弾性波の振幅波形の一例を示す図である。FIG. 9D shows an input to the gate of the upper arm output element according to the first embodiment when the voltage of the high voltage power supply is 40 V, and FIG. 9E shows the voltage of the high voltage power supply is 10 V. It is a figure which shows an example of the waveform of the control voltage, the waveform of the output voltage of a switching element, and the amplitude waveform of an elastic wave. 図10(a)は第1の櫛形電極に接続される入力インピーダンスを0.1Ωとしたときの、図10(b)は入力インピーダンスを1Ωとしたときの、第1の実施の形態に係る上アーム出力素子のゲートに入力される制御電圧の波形、スイッチング素子の出力電圧の波形、弾性波の振幅波形の一例を示す図である。FIG. 10A shows the first embodiment when the input impedance connected to the first comb electrode is 0.1Ω, and FIG. 10B shows the first embodiment when the input impedance is 1Ω. It is a figure which shows an example of the waveform of the control voltage input into the gate of an arm output element, the waveform of the output voltage of a switching element, and the amplitude waveform of an elastic wave. 図11(c)は第1の櫛形電極に接続される入力インピーダンスを10Ωとしたときの、図11(d)は入力インピーダンスを100Ωとしたときの、第1の実施の形態に係る上アーム出力素子のゲートに入力される制御電圧の波形、スイッチング素子の出力電圧の波形、弾性波の振幅波形の一例を示す図である。11C shows the upper arm output according to the first embodiment when the input impedance connected to the first comb electrode is 10Ω, and FIG. 11D shows the input impedance when the input impedance is 100Ω. It is a figure which shows an example of the waveform of the control voltage input into the gate of an element, the waveform of the output voltage of a switching element, and the amplitude waveform of an elastic wave. 第1の実施の形態に係るすだれ状電極の等価回路である。It is an equivalent circuit of the interdigital electrode which concerns on 1st Embodiment. 図13(a)は、第1の実施の形態に係る超音波発生装置のスイッチング素子の上アーム出力素子のゲートに入力される立ち上がりエッジを示す図で、図13(b)は、第1の実施の形態に係る超音波発生装置が、図13(a)に示す立ち上がりエッジによって励起された弾性波の振幅波形の一例を示す図である。FIG. 13A is a diagram illustrating a rising edge that is input to the gate of the upper arm output element of the switching element of the ultrasonic generator according to the first embodiment, and FIG. It is a figure which shows an example of the amplitude waveform of the elastic wave which the ultrasonic generator which concerns on embodiment excited by the rising edge shown to Fig.13 (a). 図14(a)は、第1の実施の形態に係る超音波発生装置のスイッチング素子の上アーム出力素子のゲートに入力される立ち下がりエッジを示す図で、図14(b)は、第1の実施の形態に係る超音波発生装置が、図14(a)に示す立ち下がりエッジによって励起された弾性波の振幅波形の一例を示す図である。FIG. 14A is a diagram illustrating a falling edge that is input to the gate of the upper arm output element of the switching element of the ultrasonic generator according to the first embodiment, and FIG. FIG. 15 is a diagram illustrating an example of an amplitude waveform of an elastic wave excited by a falling edge illustrated in FIG. 14A by the ultrasonic generator according to the embodiment. 図15(a)は、第1の実施の形態に係る超音波発生装置のスイッチング素子の上アーム出力素子のゲートに入力される矩形波パルスの波形を示す図で、図15(b)は、第1の実施の形態に係る超音波発生装置が、図15(a)に示す矩形波パルスの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジによって連続的に励起された弾性波の振幅波形の一例を示す図である。FIG. 15A is a diagram illustrating a waveform of a rectangular wave pulse input to the gate of the upper arm output element of the switching element of the ultrasonic generator according to the first embodiment, and FIG. FIG. 16 is a diagram illustrating an example of an amplitude waveform of an elastic wave continuously excited by a rising edge and a falling edge of the rectangular wave pulse illustrated in FIG. 15A in the ultrasonic generator according to the first embodiment. . 第1の実施の形態の変形例に係る弾性表面波励振伝搬部の概略構造を説明する平面図である。It is a top view explaining the schematic structure of the surface acoustic wave excitation propagation part which concerns on the modification of 1st Embodiment. 本発明の第2の実施の形態に係る弾性表面波励振伝搬部の概略構造を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the schematic structure of the surface acoustic wave excitation propagation part which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 第2の実施の形態に係る弾性表面波励振伝搬部の動作を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining operation | movement of the surface acoustic wave excitation propagation part which concerns on 2nd Embodiment. 本発明の第3の実施の形態に係る弾性表面波励振伝搬部の概略構造を説明する平面図である。It is a top view explaining the schematic structure of the surface acoustic wave excitation propagation part which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 第3の実施の形態に係る弾性表面波励振伝搬部の動作を説明する平面図である。It is a top view explaining operation | movement of the surface acoustic wave excitation propagation part which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施の形態に係る超音波発生装置の応用例としての皮膚感覚ディスプレイを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the skin sensation display as an application example of the ultrasonic generator which concerns on 3rd Embodiment. 従来の弾性表面波励振伝搬部の概略構造を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the schematic structure of the conventional surface acoustic wave excitation propagation part.

次に、図面を参照して、本発明の第1〜第3の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。   Next, first to third embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

又、以下に示す第1〜第3の実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。   The first to third embodiments shown below exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is The material, shape, structure, arrangement, etc. are not specified below. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope described in the claims.

(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態に係る超音波発生装置は、図1に示すように、圧電材料からなる圧電基板15、圧電基板15の表面にオルターニット・フェーズアレイ(すだれ状電極)を構成するように互いに対向してインターディジタルに設けられた第1の櫛形電極14a及び第2の櫛形電極14bを有する弾性表面波励振伝搬部2と、弾性表面波励振伝搬部2の第1の櫛形電極14aと第2の櫛形電極14bとの間にパルス状の駆動電圧を印加するスイッチング素子13と、スイッチング素子13の制御電極(ゲート電極)を駆動するパルス波を出力するゲート駆動回路12と、ゲート駆動回路12の駆動を制御する制御回路11とを備える。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the ultrasonic generator according to the first embodiment of the present invention comprises a piezoelectric substrate 15 made of a piezoelectric material and an alternite phase array (interdigital electrode) on the surface of the piezoelectric substrate 15. The surface acoustic wave excitation propagation unit 2 having the first comb electrode 14a and the second comb electrode 14b provided interdigitally so as to face each other, and the first comb electrode of the surface acoustic wave excitation propagation unit 2 A switching element 13 that applies a pulsed driving voltage between 14a and the second comb electrode 14b, a gate driving circuit 12 that outputs a pulse wave that drives a control electrode (gate electrode) of the switching element 13, and a gate And a control circuit 11 that controls driving of the drive circuit 12.

圧電基板15は、例えば、水晶、ニオブ酸リチウム(LiNbO)、タンタル酸リチウム(LiTaO)、ビスマスゲルマニウムオキサイド(Bi12GeO20)、ランガサイト(La3Ga5SiO14)等の単結晶基板や、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の圧電セラミックが使用可能である。オルターニット・フェーズアレイを構成している第1の櫛形電極14a及び第2の櫛形電極14bとしては、例えば、アルミニウム(Al)、金(Au)等の種々の金属膜を採用可能である。 The piezoelectric substrate 15 is a single crystal substrate such as quartz, lithium niobate (LiNbO 3 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), bismuth germanium oxide (Bi 12 GeO 20 ), or langasite (La 3 Ga 5 SiO 14 ). Alternatively, a piezoelectric ceramic such as lead zirconate titanate (PZT) can be used. As the first comb-shaped electrode 14a and the second comb-shaped electrode 14b constituting the alternite phase array, for example, various metal films such as aluminum (Al) and gold (Au) can be employed.

スイッチング素子13は、図2に示すように、パワー半導体素子からなるハーフブリッジドライバ(ハーフブリッジ回路)が好ましいが、ハーフブリッジドライバに限定されるものではなく、単一のパワー半導体素子で、第1の櫛形電極14aと第2の櫛形電極14bとの間にパルス状の駆動電圧を印加するようにしてもよい。   As shown in FIG. 2, the switching element 13 is preferably a half-bridge driver (half-bridge circuit) made of a power semiconductor element, but is not limited to a half-bridge driver. A pulsed driving voltage may be applied between the comb-shaped electrode 14a and the second comb-shaped electrode 14b.

スイッチング素子13を構成するパワー半導体素子としては、絶縁ゲート型等のゲート電極が容量結合された電圧駆動型のパワー半導体素子が好ましく、図2では、MOS電界効果トランジスタ(FET)で上アーム出力素子Q1と下アーム出力素子Q2とをそれぞれ構成し、この上アーム出力素子Q1と下アーム出力素子Q2とを直列接続した場合を例示している。上アーム出力素子Q1の一方の主電極(第1の主電極)は高圧電源に、下アーム出力素子Q2の一方の主電極(第2の主電極)は接地電位(GND)に接続されている。そして上アーム出力素子Q1の他方の主電極(第2の主電極)と、下アーム出力素子Q2の他方の主電極(第1の主電極)とが、中性点ノードNoutに接続され、この中性点ノードNoutはインピーダンス調整用の入力インピーダンスZinを介して弾性表面波励振伝搬部2の第1の櫛形電極14aに接続される。なお、弾性表面波励振伝搬部2の第2の櫛形電極14bは、接地電位に接続されている。 The power semiconductor element constituting the switching element 13 is preferably a voltage-driven power semiconductor element in which an insulated gate type gate electrode is capacitively coupled. In FIG. 2, a MOS field effect transistor (FET) is used as an upper arm output element. An example is shown in which Q 1 and the lower arm output element Q 2 are respectively configured, and the upper arm output element Q 1 and the lower arm output element Q 2 are connected in series. One main electrode (first main electrode) of the upper arm output element Q 1 is connected to the high-voltage power supply, and one main electrode (second main electrode) of the lower arm output element Q 2 is connected to the ground potential (GND). ing. The other main electrode (second main electrode) of the upper arm output element Q 1 and the other main electrode (first main electrode) of the lower arm output element Q 2 are connected to the neutral point node N out . is, the neutral point node N out is connected to the first comb-shaped electrode 14a of the surface acoustic wave excitation propagating portion 2 via the input impedance Z in of the impedance adjustment. The second comb electrode 14b of the surface acoustic wave excitation propagation unit 2 is connected to the ground potential.

上アーム出力素子Q1のゲートには、上アームゲートダイオードDg1及び上アームゲート抵抗Rg1が並列接続され、下アーム出力素子Q2のゲートには下アームゲートダイオードDg2及び下アームゲート抵抗Rg2が並列接続されている。更に、上アーム出力素子Q1の一方の主電極(第1の主電極)は、バイパスコンデンサであるキャパシタCbを介して、接地電位に接続されている。なお、図示を省略しているが、上アーム出力素子Q1に上アーム・リカバリーダイオードを、下アーム出力素子Q2に下アーム・リカバリーダイオードを並列接続するようにしてもよい。 The gate of the upper arm output element Q 1, the upper arm gate diode D g1 and the upper arm gate resistance R g1 are connected in parallel, lower arm gate diode D g2 and lower arm gate resistance to the gate of the lower arm output element Q 2 R g2 is connected in parallel. Further, one main electrode of the upper arm output device Q 1 (first main electrode), via a capacitor C b is a bypass capacitor is connected to a ground potential. Although not shown, an upper arm recovery diode may be connected to the upper arm output element Q 1 and a lower arm recovery diode may be connected to the lower arm output element Q 2 in parallel.

図2に示すように、上アームノードNin1におけるゲート駆動回路12からの出力であるパルス電圧が、並列接続された上アームゲートダイオードDg1及び上アームゲート抵抗Rg1を介して、上アーム出力素子Q1のゲートに入力され、上アームノードNin1の電位と相補的な電位となる下アームノードNin2におけるゲート駆動回路12からの出力であるパルス電圧が、並列接続された下アームゲートダイオードDg2及び下アームゲート抵抗Rg2を介して、下アーム出力素子Q2のゲートに入力される。即ち、上アーム出力素子Q1のゲートと、下アーム出力素子Q2のゲートには、相補的なパルスが入力され、これにより、弾性表面波励振伝搬部2の第1の櫛形電極14aと第2の櫛形電極14bとの間にパルス状の駆動電圧が印加されて圧電基板15の表面に弾性表面波が励振され、圧電基板15の表面を伝搬する。上アーム出力素子Q1のゲート、及びに下アーム出力素子Q2のゲートにそれぞれ入力される電圧としては、ヘビサイドの階段関数のようなステップパルス、ディラックのデルタ関数のようなインパルス、矩形破の立ち上がり電圧、矩形破の立ち下がり電圧、矩形破等が使用可能である。 As shown in FIG. 2, the pulse voltage that is the output from the gate drive circuit 12 at the upper arm node N in1 is output from the upper arm via the upper arm gate diode D g1 and the upper arm gate resistor R g1 connected in parallel. A lower arm gate diode in which a pulse voltage which is input to the gate of the element Q 1 and is output from the gate drive circuit 12 at the lower arm node N in2 having a potential complementary to the potential of the upper arm node N in1 is connected in parallel. The signal is input to the gate of the lower arm output element Q 2 via D g2 and the lower arm gate resistance R g2 . That is, complementary pulses are input to the gate of the upper arm output element Q 1 and the gate of the lower arm output element Q 2 , whereby the first comb electrode 14 a of the surface acoustic wave excitation propagation unit 2 and the first A pulsed driving voltage is applied between the two comb-shaped electrodes 14 b, and a surface acoustic wave is excited on the surface of the piezoelectric substrate 15 and propagates on the surface of the piezoelectric substrate 15. The voltage input to the gate of the upper arm output element Q 1 and the gate of the lower arm output element Q 2 may be a step pulse such as a snake side step function, an impulse such as a Dirac delta function, Rising voltage, falling voltage of rectangular break, rectangular break, etc. can be used.

本発明の第1の実施の形態に係る超音波発生装置において、スイッチング素子13を構成するパワー半導体素子は、図2に例示したMOSFETに限定されるものではなく、ゲート絶縁膜をシリコン酸化膜(SiO2)の代わりに、シリコン窒化膜(Si34)の単層膜やSiO2とSi34の複合膜としたパワーIGFETでもかまわない。更に、電圧駆動型のパワー半導体素子であれば、電力用絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(パワーIGFET)、電力用絶縁ゲート型静電誘導トランジスタ(パワーIGSIT)、GTOサイリスタ、エミッタ・スイッチド・サイリスタ(EST)、MOS制御サイリスタ(MCT)等の電力用半導体装置が構成できる。接合型静電誘導トランジスタ(SIT)は、接合型であっても、電圧駆動型のパワー半導体素子として動作するので、スイッチング素子13を構成するパワー半導体素子として好適である。又、ゲート駆動回路12側への帰還を問題としなければ、電力用バイポーラトランジスタ(パワーBJT)等の電流駆動型のパワー半導体素子がスイッチング素子13を構成するパワー半導体素子として使用可能である。よって、図2の説明において、「第1主電極」とは、IGBT及びパワーBJTにおいてエミッタ領域又はコレクタ領域のいずれか一方、パワーIGFET及びパワーIGSITにおいてはソース領域又はドレイン領域のいずれか一方、GTOサイリスタにおいてはアノード領域又はカソード領域のいずれか一方となる半導体領域を意味する。そして、「第2主電極」とは、IGBTにおいては上記第1主電極とはならないエミッタ領域又はコレクタ領域のいずれか一方、パワーIGFET及びパワーIGSITにおいては上記第1主電極とはならないソース領域又はドレイン領域のいずれか一方、GTOサイリスタにおいては上記第1主電極とはならないアノード領域又はカソード領域のいずれか一方となる半導体領域を意味する。 In the ultrasonic generator according to the first embodiment of the present invention, the power semiconductor element constituting the switching element 13 is not limited to the MOSFET illustrated in FIG. 2, and the gate insulating film is a silicon oxide film ( instead of SiO 2), may even single-layer film or a power IGFET having a composite film of SiO 2 and Si 3 N 4 of the silicon nitride film (Si 3 N 4). Further, in the case of a voltage-driven power semiconductor element, a power insulated gate field effect transistor (power IGFET), a power insulated gate static induction transistor (power IGSIT), a GTO thyristor, an emitter switched thyristor ( EST), a power semiconductor device such as a MOS control thyristor (MCT) can be configured. Even if the junction type static induction transistor (SIT) is a junction type, the junction type static induction transistor (SIT) operates as a voltage driven type power semiconductor element, and is therefore suitable as a power semiconductor element constituting the switching element 13. If the feedback to the gate drive circuit 12 is not a problem, a current drive type power semiconductor element such as a power bipolar transistor (power BJT) can be used as the power semiconductor element constituting the switching element 13. Therefore, in the description of FIG. 2, the “first main electrode” means either the emitter region or the collector region in the IGBT and the power BJT, and either the source region or the drain region in the power IGFET and the power IGSIT, In the thyristor, it means a semiconductor region that is either an anode region or a cathode region. The “second main electrode” refers to either the emitter region or the collector region that does not become the first main electrode in the IGBT, or the source region or the collector region that does not become the first main electrode in the power IGFET and the power IGSIT. In the GTO thyristor, one of the drain regions means a semiconductor region that is either the anode region or the cathode region that is not the first main electrode.

<弾性表面波の励起のメカニズム>
以下において、第1の実施の形態に係る超音波発生装置及びこの超音波発生装置を用いた超音波発生方法によれば、簡単且つ安価な構造で、振動振幅の大きな弾性表面波を効率よく励振できることを説明するが、先ず、図3及び図4を用いて、第1の実施の形態に係る超音波発生装置による弾性表面波の励起のメカニズムを説明する:
(イ)先ず、第1の櫛形電極14aと第2の櫛形電極14bとの間に、スイッチング素子13を介して立ち上がり電圧(階段電圧)を印加されると、図3に示すような電界分布が、圧電基板15内の第1の櫛形電極14aと第2の櫛形電極14bとの間に発生する。図3に示すように、圧電基板15内の第1の櫛形電極14aと第2の櫛形電極14bとの間に電界分布が発生すると、第1の櫛形電極14aの電極指14a、14a、……、14a(nは2以上の整数)のそれぞれの下方に、圧電基板15の下方へ向かう応力σ11、σ12、……、σ1n、第2の櫛形電極14bの電極指14b、14b、……、14bのそれぞれの下方に、圧電基板15の上方へ向かう応力σ21、σ22、……、σ2nが周期的に発生する。
<Excitation mechanism of surface acoustic wave>
In the following, according to the ultrasonic generator according to the first embodiment and the ultrasonic generation method using the ultrasonic generator, a surface acoustic wave having a large vibration amplitude is efficiently excited with a simple and inexpensive structure. First, the mechanism of surface acoustic wave excitation by the ultrasonic generator according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
(A) First, when a rising voltage (step voltage) is applied between the first comb electrode 14a and the second comb electrode 14b via the switching element 13, an electric field distribution as shown in FIG. Occurs between the first comb electrode 14a and the second comb electrode 14b in the piezoelectric substrate 15. As shown in FIG. 3, when an electric field distribution is generated between the first comb-shaped electrode 14a and the second comb-shaped electrode 14b in the piezoelectric substrate 15, the electrode fingers 14a 1 , 14a 2 , .., 14a n (n is an integer of 2 or more), stresses σ 11 , σ 12 ,..., Σ 1n toward the lower side of the piezoelectric substrate 15 and electrode fingers 14b 1 of the second comb electrode 14b , 14b 2 ,..., 14b n , stresses σ 21 , σ 22 ,.

(ロ)階段電圧が印加された瞬間に、空間的に周期的な応力σ11〜σ1n、σ21〜σ2nが発生すると、図4(a)に示すように、第1の櫛形電極14aと第2の櫛形電極14bとがなす周期構造の空間周波数に対応した正弦波状に初期応力分布Sの波形が形成される。図4(a)に示す初期応力分布Sの波形は、初期応力分布Sと結合する振動モード(例えばレイリー波)の或る瞬間の瞬時応力分布を表現している。 (B) When spatially periodic stresses σ 11 to σ 1n and σ 21 to σ 2n are generated at the moment when the staircase voltage is applied, as shown in FIG. 4A, the first comb electrode 14a The waveform of the initial stress distribution S i is formed in a sine wave shape corresponding to the spatial frequency of the periodic structure formed by the second comb electrode 14b. Waveform of the initial stress distribution S i shown in FIG. 4 (a) represent the certain instantaneous stress distribution of the instantaneous oscillation mode that bind the initial stress distribution S i (e.g. Rayleigh wave).

(ハ)その後、時間が経過すると、初期応力分布Sは、図4(b)に示すように、図4(b)において、右方向(前方)に進行する前方進行応力波S、左方向(後方)に進行する後方進行応力波Sに分解し、前方進行応力波S及び後方進行応力波Sは、それぞれ反対方向に伝搬する。なお、本明細書において「前方」及び「後方」は便宜上のものであり、単なる方向の選択に過ぎず、例えば、「前方」と「後方」とを逆にしてもよい。 (C) Thereafter, as time elapses, the initial stress distribution S i is, as shown in FIG. 4B, the forward traveling stress wave S f traveling in the right direction (forward) in FIG. decomposes backward traveling stress wave S b which travels in a direction (backward), the forward traveling stress wave S f and rear travel stress wave S b propagate in opposite directions. In the present specification, “front” and “rear” are for convenience, and are merely selections of directions, and for example, “front” and “rear” may be reversed.

(ニ)更に時間が経過すると、左右の2方に伝搬した前方進行応力波S及び後方進行応力波Sは、図4(c)に示すように、それぞれ右方向(前方)に進行する前方進行弾性表面波φ、左方向(後方)に進行する後方進行弾性表面波φとして左右に伝搬する。前方進行弾性表面波φ及び後方進行弾性表面波φはそれぞれ、第1の櫛形電極14aと第2の櫛形電極14bとがなす周期構造の空間周波数に対応した周波数を有し、第1の櫛形電極14aと第2の櫛形電極14bの対数と等しい数の波頭をもった波として、左右に伝搬・放射される。例えば、128°Y−カットのLiNbOからなる圧電基板15上に、第1の櫛形電極14a及び第2の櫛形電極14bをライン幅100μm、スペース間隔100μmのラインアンドスペースとなるように設けた場合、図5に示すように、第1の櫛形電極14a及び第2の櫛形電極14bの周期長λ=400μmとなり、前方進行応力波S及び後方進行応力波Sの周波数は、それぞれ9.6MHzとなる。 (D) As time further elapses, the forward traveling stress wave S f and the backward traveling stress wave S b propagated in the left and right directions respectively proceed in the right direction (forward) as shown in FIG. The forward traveling surface acoustic wave φ f propagates left and right as the backward traveling surface acoustic wave φ b traveling in the left direction (backward). The forward traveling surface acoustic wave φ f and the backward traveling surface acoustic wave φ b each have a frequency corresponding to the spatial frequency of the periodic structure formed by the first comb electrode 14a and the second comb electrode 14b. It propagates and radiates to the left and right as a wave having the number of wave fronts equal to the logarithm of the comb electrode 14a and the second comb electrode 14b. For example, when the first comb-shaped electrode 14a and the second comb-shaped electrode 14b are provided on the piezoelectric substrate 15 made of 128 ° Y-cut LiNbO 3 so as to have a line-and-space with a line width of 100 μm and a space interval of 100 μm. 5, the period length λ of the first comb electrode 14a and the second comb electrode 14b is λ = 400 μm, and the frequencies of the forward traveling stress wave S f and the backward traveling stress wave S b are 9.6 MHz, respectively. It becomes.

図6及び図7は、図2のハーフブリッジドライバを構成するスイッチング素子13の上アーム出力素子Q1のゲートに入力される制御電圧Vの波形、上アーム出力素子Q1の一方の主電極(第1の主電極)に接続される高圧電源の電圧を50Vとしたときの、スイッチング素子13の中性点ノードNoutにおいて測定されるスイッチング素子13の出力電圧Vsdの波形、第1の櫛形電極14a及び第2の櫛形電極14bにより励起される弾性波EWの振幅の波形を示す(下アーム出力素子Q2のゲートには、図6及び図7に示した上アーム出力素子Q1のゲートに入力される制御電圧Vの波形と相補型の波形の電圧が入力される。)。弾性波EWの測定は、第1の櫛形電極14aと第2の櫛形電極14bとが構成する20対のすだれ状電極(14a,14b)の右側端部から一定距離離間した圧電基板15の表面上の測定箇所において、レーザドップラ振動計によって行った。図6及び図7に示した測定において、第1の櫛形電極14aに接続される入力インピーダンスZinは0.1Ωである。 6 and 7, the waveform of the control voltage V g which is input to the gate of the arm output device Q 1 on the switching elements 13 constituting the half-bridge driver of Figure 2, one main electrode of the upper arm output device Q 1 when the (first main electrode) voltage of the high voltage power supply connected to the 50 V, the output voltage V sd of the switching device 13 to be measured at the neutral point node N out of the switching device 13 waveforms, a first comb by the electrodes 14a and the second comb-shaped electrode 14b shows the amplitude of the waveform of the acoustic wave EW is excited (the gate of the lower arm output element Q 2 is, arm output device Q 1 upward shown in FIGS. 6 and 7 voltage waveform and complementary waveforms of the control voltage V g which is input to the gate is input.). The measurement of the elastic wave EW is performed on the surface of the piezoelectric substrate 15 spaced apart from the right end of the 20 pairs of interdigital electrodes (14a, 14b) formed by the first comb electrode 14a and the second comb electrode 14b. The measurement was performed with a laser Doppler vibrometer. In the measurement shown in FIGS. 6 and 7, the input impedance Z in is connected to the first comb-shaped electrode 14a is 0.1 [Omega.

スイッチング素子13の上アーム出力素子Q1のゲートに、矩形波の立ち上がりパルスとして、図6に示すような階段関数の制御電圧Vが入力されると、圧電基板15の表面上の前方進行弾性表面波φの伝搬速度に依拠した一定の伝搬時間分遅延した後、測定箇所において弾性波EWの振動波形が観測できた。弾性波EWの波形は、第1の櫛形電極14aと第2の櫛形電極14bの対数が20であるので、20個の波頭をもった波として観測できたが、後方進行弾性表面波φが圧電基板15の左側の端部での反射し、右方向に進行する反射波が、前方進行弾性表面波φに重畳されているので、20個の波頭をもった波に連続して、更に、他の波が観測された。スイッチング素子13の中性点ノードNoutにおいて測定されるスイッチング素子13の出力電圧Vsdの波形は、基本的には、スイッチング素子13の上アーム出力素子Q1のゲートに入力される制御電圧Vの波形と同様な50Vの階段関数の波形ではあるが、圧電基板15の表面に励起された弾性波EWの影響を受けて、20個の波頭をもった波が重畳されているので完全な階段関数の波形ではない。 To the gate of the arm output device Q 1 on the switching element 13, as the rising pulse of the rectangular wave, the control voltage V g of the step function as shown in FIG. 6 is input, the forward progress elasticity on the surface of the piezoelectric substrate 15 After a delay of a certain propagation time depending on the propagation speed of the surface wave φ f , the vibration waveform of the elastic wave EW could be observed at the measurement location. Waveform of the acoustic wave EW, since the logarithm of the first comb-shaped electrode 14a and the second comb-shaped electrode 14b is 20, but can be observed as a wave having a 20 wavefront, backward traveling SAW phi b reflected at the end portion of the left side of the piezoelectric substrate 15, the reflected wave traveling in the right direction, since it is superimposed on the forward traveling surface acoustic wave phi f, in succession the waves with a 20 wave front, further Other waves were observed. The waveform of the output voltage V sd of the switching element 13 measured at the neutral point node N out of the switching element 13 is basically the control voltage V input to the gate of the upper arm output element Q 1 of the switching element 13. Although it is a waveform of a step function of 50V similar to the waveform of g , a wave having 20 wave fronts is superimposed on the surface of the piezoelectric substrate 15 due to the influence of the elastic wave EW excited, so that it is completely It is not a step function waveform.

スイッチング素子13の上アーム出力素子Q1のゲートに、矩形波の立ち下がりパルスとして、図7に示すような階段関数の制御電圧Vが入力されると、圧電基板15の表面上の前方進行弾性表面波φの伝搬速度に依拠した一定の伝搬時間分遅延した後、測定箇所において、図6と同様に、弾性波EWの振動波形が観測できた。弾性波EWの波形は、第1の櫛形電極14aと第2の櫛形電極14bの対数が20であるので、20個の波頭をもった波として観測できたが、後方進行弾性表面波φが圧電基板15の左側の端部での反射し、右方向に進行する反射波が、前方進行弾性表面波φに重畳されているので、20個の波頭をもった波に連続して、図6と同様に、更に他の波が観測された。スイッチング素子13の中性点ノードNoutにおいて測定されるスイッチング素子13の出力電圧Vsdの波形は、基本的には、スイッチング素子13の上アーム出力素子Q1のゲートに入力される制御電圧Vの波形と同様な50Vの階段関数の波形ではあるが、圧電基板15の表面に励起された弾性波EWの影響を受けて、20個の波頭をもった波が重畳されているので、図6と同様に、完全な階段関数の波形ではない。 When a step voltage control voltage V g as shown in FIG. 7 is input as a rectangular falling pulse to the gate of the upper arm output element Q 1 of the switching element 13, it advances forward on the surface of the piezoelectric substrate 15. after delaying certain propagation time worth of relying on the propagation velocity of the surface acoustic wave phi f, the measuring point, similarly to FIG. 6, the vibration waveform of the acoustic wave EW was observed. Waveform of the acoustic wave EW, since the logarithm of the first comb-shaped electrode 14a and the second comb-shaped electrode 14b is 20, but can be observed as a wave having a 20 wavefront, backward traveling SAW phi b Since the reflected wave that is reflected at the left end of the piezoelectric substrate 15 and travels in the right direction is superimposed on the forward traveling surface acoustic wave φ f , the wave is continuously connected to the wave having 20 wave fronts. Similar to 6, other waves were observed. The waveform of the output voltage V sd of the switching element 13 measured at the neutral point node N out of the switching element 13 is basically the control voltage V input to the gate of the upper arm output element Q 1 of the switching element 13. Although it is a waveform of a step function of 50 V similar to the waveform of g , a wave having 20 wave fronts is superimposed on the surface of the piezoelectric substrate 15 due to the influence of the elastic wave EW excited. Like 6, it is not a complete step function waveform.

<駆動電圧依存性>
図8(a)〜図8(c),図9(d)及び図9(e)は、第1の櫛形電極14aに接続される入力インピーダンスZinを0.1Ωに固定し、それぞれ、上アーム出力素子Q1の一方の主電極(第1の主電極)に接続される高圧電源の電圧を10V,20V,30V,40V50Vとした変化させたときの、図2のハーフブリッジドライバを構成するスイッチング素子13の上アーム出力素子Q1のゲートに入力される制御電圧Vの波形、上アーム出力素子Q1のドレイン電流Isdの波形、スイッチング素子13の中性点ノードNoutにおいて測定されるスイッチング素子13の出力電圧Vsdの波形、第1の櫛形電極14a及び第2の櫛形電極14bにより励起される弾性波EWの振幅の波形を示す。弾性波EWの測定は、図6及び図7と同様に、20対のすだれ状電極(14a,14b)の右側端部から一定距離離間した圧電基板15の表面上の測定箇所において、レーザドップラ振動計によって行った。
<Depending on drive voltage>
Figure 8 (a) ~ FIG 8 (c), FIG. 9 (d) and FIG. 9 (e) the input impedance Z in is connected to the first comb-shaped electrode 14a is fixed to 0.1 [Omega, respectively, on The half-bridge driver of FIG. 2 is configured when the voltage of the high-voltage power supply connected to one main electrode (first main electrode) of the arm output element Q 1 is changed to 10V, 20V, 30V, 40V50V. waveform of the control voltage V g which is input to the gate of the arm output device Q 1 on the switching element 13, the waveform of the drain current I sd of the upper arm output element Q 1, measured at the neutral point node N out of the switching device 13 4 shows the waveform of the output voltage V sd of the switching element 13 and the amplitude waveform of the elastic wave EW excited by the first comb electrode 14a and the second comb electrode 14b. As in FIGS. 6 and 7, the measurement of the elastic wave EW is performed by laser Doppler vibration at a measurement location on the surface of the piezoelectric substrate 15 spaced apart from the right ends of the 20 pairs of interdigital electrodes (14a, 14b). Done by total.

スイッチング素子13の出力電圧Vsdが10Vのとき、スイッチング素子13の上アーム出力素子Q1のゲートに、図8(a)に示すような階段関数の制御電圧Vが入力されると、一定の伝搬時間分遅延した後、測定箇所において振幅値が0.2nm程度の極めて強度の弱い弾性波EWの振動波形が観測できた。更に、スイッチング素子13の出力電圧Vsdが20Vのとき、スイッチング素子13の上アーム出力素子Q1のゲートに、図8(b)に示すような階段関数の制御電圧Vが入力されると、振幅値が0.6nm程度の強度の弱い弾性波EWの振動波形が観測でき、スイッチング素子13の出力電圧Vsdが30Vのとき、スイッチング素子13の上アーム出力素子Q1のゲートに、図8(c)に示すような階段関数の制御電圧Vが入力されると、振幅値が1.2nm程度の比較的、強度の強い弾性波EWの振動波形が観測できた。 When the output voltage V sd of the switching element 13 is 10 V, a step function control voltage V g as shown in FIG. 8A is input to the gate of the upper arm output element Q 1 of the switching element 13 to be constant. After that, the vibration waveform of the elastic wave EW having a very weak amplitude having an amplitude value of about 0.2 nm could be observed at the measurement location. Furthermore, when the output voltage V sd of the switching element 13 is 20 V, a step function control voltage V g as shown in FIG. 8B is input to the gate of the upper arm output element Q 1 of the switching element 13. When the vibration waveform of the weak elastic wave EW having an amplitude value of about 0.6 nm can be observed and the output voltage V sd of the switching element 13 is 30 V, the gate of the upper arm output element Q 1 of the switching element 13 is When the control voltage V g of the step function as shown in 8 (c) is input, the amplitude value is relatively about 1.2 nm, the vibration waveform of strong intensity acoustic wave EW could be observed.

更に、スイッチング素子13の出力電圧Vsdが40Vとすると、スイッチング素子13の上アーム出力素子Q1のゲートに、図9(d)に示すような階段関数の制御電圧Vが入力されると、振幅値が1.4nm程度の強度の強い弾性波EWの振動波形が観測でき、スイッチング素子13の出力電圧Vsdが50Vのときには、スイッチング素子13の上アーム出力素子Q1のゲートに、図9(e)に示すような階段関数の制御電圧Vが入力されると、振幅値が1.8nm程度の強度の強い弾性波EWの振動波形が観測できた。なお、図8(a)〜図8(c),図9(d)及び図9(e)において、後方進行弾性表面波φの重畳の影響で、20個の波頭をもった波に連続して、更に、他の波が観測されている。ドレイン電流Isdの波形、及びスイッチング素子13の出力電圧Vsdの波形は、基本的には、階段関数の波形ではあるが、圧電基板15の表面に励起された弾性波EWの影響を受けて、振動するので、階段関数の波形ではない。図9(d)と図9(e)を比較すると、若干、弾性波EWの振動強度に飽和の傾向が見られるので、スイッチング素子13の出力電圧Vsdを50V程度とすれば、超音波モータや皮膚感覚ディスプレイ等の応用目的に対しては、ほぼ満足できる弾性波EWが励起できることが分かる。 Further, when the output voltage V sd of the switching element 13 is 40 V, a step function control voltage V g as shown in FIG. 9D is input to the gate of the upper arm output element Q 1 of the switching element 13. When the vibration waveform of the strong elastic wave EW having an amplitude value of about 1.4 nm can be observed and the output voltage V sd of the switching element 13 is 50V, the gate of the upper arm output element Q 1 of the switching element 13 is When 9 control voltage V g of the step function as shown in (e) is input, the amplitude value could be observed vibration waveform of a strong acoustic wave EW strength of about 1.8 nm. Incidentally, FIG. 8 (a) ~ FIG 8 (c), in FIG. 9 (d) and FIG. 9 (e), the influence of the superposition of the backward traveling surface acoustic wave phi b, the wave having a 20 wavefront continuous In addition, other waves have been observed. The waveform of the drain current I sd and the waveform of the output voltage V sd of the switching element 13 are basically step function waveforms, but are affected by the elastic wave EW excited on the surface of the piezoelectric substrate 15. Because it vibrates, it is not a step function waveform. When comparing FIG. 9D and FIG. 9E, there is a slight tendency to saturate the vibration intensity of the elastic wave EW. Therefore, if the output voltage V sd of the switching element 13 is about 50 V, the ultrasonic motor It can be seen that almost satisfactory elastic wave EW can be excited for application purposes such as skin sensory display and the like.

<入力インピーダンス依存性>
図10(a),図10(b),図11(c)及び図11(d)は、上アーム出力素子Q1の一方の主電極(第1の主電極)に接続される高圧電源の電圧を50Vに固定し、第1の櫛形電極14aに接続される入力インピーダンスZinを0.1Ω,1Ω,10Ω,100Ωと変化させたときの、スイッチング素子13の上アーム出力素子Q1のゲートに入力される制御電圧Vの波形、上アーム出力素子Q1のドレイン電流Isdの波形、スイッチング素子13の中性点ノードNoutにおいて測定されるスイッチング素子13の出力電圧Vsdの波形、第1の櫛形電極14a及び第2の櫛形電極14bにより励起される弾性波EWの振幅の波形を示す。弾性波EWの測定は、図6〜図9と同様に、20対のすだれ状電極(14a,14b)の右側端部から一定距離離間した圧電基板15の表面上の測定箇所において、レーザドップラ振動計によって行った。
<Input impedance dependency>
FIG. 10 (a), the FIG. 10 (b), the FIG. 11 (c) and FIG. 11 (d) of the high voltage power supply connected to one main electrode of the upper arm output device Q 1 (first main electrode) The gate of the upper arm output element Q 1 of the switching element 13 when the voltage is fixed at 50 V and the input impedance Z in connected to the first comb electrode 14 a is changed to 0.1Ω, 1Ω, 10Ω, and 100Ω. , The waveform of the control voltage V g input to the, the waveform of the drain current I sd of the upper arm output element Q 1 , the waveform of the output voltage V sd of the switching element 13 measured at the neutral point node N out of the switching element 13, The waveform of the amplitude of the elastic wave EW excited by the first comb-shaped electrode 14a and the second comb-shaped electrode 14b is shown. As in FIGS. 6 to 9, the measurement of the elastic wave EW is performed by laser Doppler vibration at a measurement location on the surface of the piezoelectric substrate 15 spaced apart from the right ends of the 20 pairs of interdigital electrodes (14a, 14b). Done by total.

入力インピーダンスZinを0.1Ωのとき、スイッチング素子13の上アーム出力素子Q1のゲートに、図10(a)に示すような階段関数の制御電圧Vが入力されると、一定の伝搬時間分遅延した後、測定箇所において振幅値が1.8nm程度の強度の強い弾性波EWの振動波形が観測できた。一方、入力インピーダンスZinを1Ωのときは、スイッチング素子13の上アーム出力素子Q1のゲートに、図10(b)に示すような階段関数の制御電圧Vが入力されると、振幅値が1.6nm程度の強度の強い弾性波EWの振動波形が観測でき、入力インピーダンスZinを10Ωのとき、スイッチング素子13の上アーム出力素子Q1のゲートに、図11(c)に示すような階段関数の制御電圧Vが入力されると、振幅値が1.1nm程度の比較的、強度の強い弾性波EWの振動波形が観測できた。しかしながら、入力インピーダンスZinを100Ωとすると、スイッチング素子13の上アーム出力素子Q1のゲートに、図11(d)に示すような階段関数の制御電圧Vが入力されると、振幅値が0.2nm程度の極めて強度の弱い弾性波EWの振動波形が観測できた。なお、図10(a),図10(b),図11(c)及び図11(d)において、後方進行弾性表面波φの重畳の影響で、20個の波頭をもった前方進行弾性表面波φに連続した波が観測されている。ドレイン電流Isdの波形、及びスイッチング素子13の出力電圧Vsdの波形は、基本的には、階段関数の波形ではあるが、圧電基板15の表面に励起された弾性波EWの影響を受けて、振動するので、階段関数の波形ではない。図10(a),図10(b),図11(c)及び図11(d)を比較すると、第1の櫛形電極14aに接続される入力インピーダンスZinを、スイッチング素子13の出力インピーダンスと同程度の1Ω以下の小さな値にすれば、超音波モータや皮膚感覚ディスプレイ等の応用目的に対しては、ほぼ満足できる弾性波EWが励起できることが分かる。 When the input voltage Z in is 0.1Ω and a step function control voltage V g as shown in FIG. 10A is input to the gate of the upper arm output element Q 1 of the switching element 13, constant propagation is achieved. After being delayed by the time, a vibration waveform of a strong elastic wave EW having an amplitude value of about 1.8 nm could be observed at the measurement location. On the other hand, when the input impedance Z in is 1Ω, when the step function control voltage V g as shown in FIG. 10B is input to the gate of the upper arm output element Q 1 of the switching element 13, the amplitude value is obtained. When the vibration waveform of the strong elastic wave EW of about 1.6 nm can be observed and the input impedance Z in is 10Ω, the gate of the upper arm output element Q 1 of the switching element 13 is shown in FIG. When the control voltage V g of the staircase function is input, the amplitude value is relatively about 1.1 nm, the vibration waveform of strong intensity acoustic wave EW could be observed. However, if the input impedance Z in is 100Ω, when the step function control voltage V g as shown in FIG. 11D is input to the gate of the upper arm output element Q 1 of the switching element 13, the amplitude value is A vibration waveform of an elastic wave EW having an extremely weak intensity of about 0.2 nm was observed. Incidentally, FIG. 10 (a), the FIG. 10 (b), the in FIGS. 11 (c) and 11 (d), under the influence of the superposition of the backward traveling surface acoustic wave phi b, forward progress elastic having 20 wavefront A wave continuous to the surface wave φ f is observed. The waveform of the drain current I sd and the waveform of the output voltage V sd of the switching element 13 are basically step function waveforms, but are affected by the elastic wave EW excited on the surface of the piezoelectric substrate 15. Because it vibrates, it is not a step function waveform. FIG. 10 (a), the FIG. 10 (b), the Comparing FIG. 11 (c) and FIG. 11 (d), the input impedance Z in is connected to the first comb-shaped electrode 14a, the output impedance of the switching element 13 It can be seen that if the value is as small as 1Ω or less, the elastic wave EW can be excited substantially for application purposes such as an ultrasonic motor and a skin sensory display.

第1の櫛形電極14aと第2の櫛形電極14bが構成するすだれ状電極(14a,14b)の等価回路は、図12に示すように、直列に接続されたインダクタL、抵抗R、キャパシタCと、更に並列に接続された静電容量Cとで表される。インダクタL、抵抗R、キャパシタCは圧電基板15の圧電効果と音響特性によるものであり、静電容量Cは第1の櫛形電極14a及び第2の櫛形電極14bがもつ静電容量である。 As shown in FIG. 12, an equivalent circuit of the interdigital electrodes (14a, 14b) formed by the first comb electrode 14a and the second comb electrode 14b includes an inductor L, a resistor R, and a capacitor C connected in series. , represented by more the connected capacitance C d in parallel. The inductor L, the resistor R, and the capacitor C are due to the piezoelectric effect and acoustic characteristics of the piezoelectric substrate 15, and the capacitance Cd is the capacitance of the first comb electrode 14a and the second comb electrode 14b.

既に、図6〜図11に示したとおり、スイッチング素子13の出力電圧Vsdの波形は、圧電基板15の表面に励起された弾性波EWの影響を受けて、振動している。図12に示すように、すだれ状電極(14a,14b)の等価回路は、インダクタL、抵抗R、キャパシタC,Cを有するので、ゲートに入力された階段関数の制御電圧Vに対し、LC直列共振により一時的に発信がおこるが、抵抗Rがあるため減衰し、やがて発信は止まる。 As shown in FIGS. 6 to 11, the waveform of the output voltage V sd of the switching element 13 has already been vibrated under the influence of the elastic wave EW excited on the surface of the piezoelectric substrate 15. As shown in FIG. 12, the equivalent circuit of the interdigital electrodes (14a, 14b) includes an inductor L, resistor R, capacitor C, because it has a C d, with respect to the control voltage V g of the step function input to the gate, Transmission occurs temporarily due to LC series resonance, but because of the resistance R, it attenuates and eventually stops transmitting.

図12に示す等価回路において、非共振時の静電容量C=140pFであるので、入力インピーダンスZin=0.1ΩのときのRC時定数=14ps、入力インピーダンスZin=1ΩのときのRC時定数=140ps、入力インピーダンスZin=10ΩのときのRC時定数=1.4ns、入力インピーダンスZin=100ΩのときのRC時定数=14nsとなる。 In the equivalent circuit shown in FIG. 12, since the capacitance C d at non-resonance is 140 pF, the RC time constant when the input impedance Z in = 0.1Ω = 14 ps, and the RC when the input impedance Z in = 1Ω. RC time constant = 140 ns when time constant = 140 ps, input impedance Z in = 10Ω, RC time constant = 14 ns when input impedance Z in = 100Ω.

図5に示すような、周期長λ=400μmのすだれ状電極(14a,14b)を用いて、9.6MHzの弾性波EWを励起するのであれば、1/(2πx9.6x106)=16.6nsよりも十分小さな立ち上がり電圧を有する階段関数が、スイッチング素子13の出力電圧Vsdとして出力されるようにすればよい。具体的には、スイッチング素子13の出力電圧Vsdとして、例えば、最大立ち上がり率dV/dtが100V/ns〜10kV/nsのパルス電圧が出力されることが好ましい。 If an interdigital electrode (14a, 14b) having a period length λ = 400 μm as shown in FIG. 5 is used to excite an elastic wave EW of 9.6 MHz, 1 / (2π × 9.6 × 10 6 ) = 16. A step function having a rising voltage sufficiently smaller than 6 ns may be output as the output voltage V sd of the switching element 13. Specifically, as the output voltage V sd of the switching element 13, for example, it is preferable to output a pulse voltage having a maximum rise rate dV / dt of 100 V / ns to 10 kV / ns.

<矩形波駆動>
図1に示したような、反対方向に伝搬する後方進行弾性表面波φの影響を避けるためには、図1に示したすだれ状電極(14a,14b)の左側方向に反射防止用吸音材を設けるのが好ましい。例えば、それぞれn本の電極指をもつ第1の櫛形電極14a及び第2の櫛形電極14bを備える弾性表面波励振伝搬部2を、図13(a)に示すような、立ち上がり波形の制御電圧Vをスイッチング素子13の上アーム出力素子Q1のゲートに印加して駆動する場合、図13(b)に示すように、制御電圧Vの立ち上がりエッジにおいて、後方進行弾性表面波φの影響がなければ、電極指の対数nに等しい波頭数nの前方進行弾性表面波φが励振され、弾性波EWとしてすだれ状電極(14a,14b)の右側方向に伝搬する。
<Rectangular wave drive>
As shown in FIG. 1, in order to avoid the influence of the backward traveling SAW phi b propagating in the opposite direction, the left direction antireflection sound absorbing material of the interdigital electrodes (14a, 14b) shown in FIG. 1 Is preferably provided. For example, the surface acoustic wave excitation propagation unit 2 including the first comb-shaped electrode 14a and the second comb-shaped electrode 14b each having n electrode fingers is connected to the control voltage V having a rising waveform as shown in FIG. If the g is applied to the gate of the arm output device Q 1 on the switching element 13 is driven, as shown in FIG. 13 (b), at the rising edge of the control voltage V g, the influence of the backward traveling SAW phi b If there is not, a forward traveling surface acoustic wave φ f having a wave front number n equal to the number n of pairs of electrode fingers is excited and propagates in the right direction of the interdigital electrode (14a, 14b) as an elastic wave EW.

一定時間経過後、次に、それぞれn本の電極指をもつ第1の櫛形電極14a及び第2の櫛形電極14bを備える弾性表面波励振伝搬部2を、図14(a)に示すような、立ち下がり波形の制御電圧Vをスイッチング素子13の上アーム出力素子Q1のゲートに印加して、駆動すると、弾性波EWは、図14(b)に示すように、波頭数nの波となり、すだれ状電極(14a,14b)の右側方向に伝搬する。 After a lapse of a certain time, the surface acoustic wave excitation propagation unit 2 including the first comb electrode 14a and the second comb electrode 14b each having n electrode fingers, as shown in FIG. 14 (a), the control voltage V g of the falling waveform is applied to the gate of the arm output device Q 1 on the switching element 13, is driven, the acoustic wave EW, as shown in FIG. 14 (b), becomes the wave crests number n Propagate in the right direction of the interdigital electrodes (14a, 14b).

デューテイ比50%の矩形波パルスで、すだれ状電極(14a,14b)を駆動する場合において、第1の櫛形電極14a及び第2の櫛形電極14bの電極指がなす対の数をnとし、矩形波の繰り返し周期を(2n−1)Tとすると、図15(a)に示す制御電圧V及び図15(b)に示す弾性波EWのように、矩形波パルスの立ち上がりエッジで励起された周期Tの弾性波EWと、矩形波パルスの立ち下がりエッジで励起された周期Tの弾性波EWとの前後が連続するように重畳され、連続した弾性波EWを放射する。例えば、第1の櫛形電極14a及び第2の櫛形電極14bの電極指がなす対の数n=4の場合、2n−1=7であるから、矩形波の繰り返し周期7T(=パルス幅3.5T)の1/7の周期Tの弾性波EWが励起されるようにすれば、連続した弾性波EWの励振が可能となる。 When driving the interdigital electrodes (14a, 14b) with a rectangular wave pulse having a duty ratio of 50%, the number of pairs formed by the electrode fingers of the first comb electrode 14a and the second comb electrode 14b is n, and the rectangular electrodes are rectangular. When the repetition period of the wave and (2n-1) T, as the elastic wave EW shown in the control voltage V g and 15 shown in FIG. 15 (a) (b), excited by the rising edge of the rectangular wave pulse The elastic wave EW having the period T and the elastic wave EW having the period T excited at the falling edge of the rectangular wave pulse are superimposed so as to be continuous, and a continuous elastic wave EW is emitted. For example, when the number n of pairs of electrode fingers of the first comb-shaped electrode 14a and the second comb-shaped electrode 14b is n = 4, 2n-1 = 7, and therefore, a rectangular wave repetition period 7T (= pulse width 3. If an elastic wave EW having a period T of 1/7 of 5T) is excited, continuous elastic wave EW can be excited.

以上説明したとおり、第1の実施の形態に係る超音波発生装置及びこの超音波発生装置を用いた超音波発生方法によれば、簡単且つ安価な構造で、振動振幅の大きな弾性表面波を効率よく励振できる。   As described above, according to the ultrasonic generator according to the first embodiment and the ultrasonic generation method using the ultrasonic generator, a surface acoustic wave having a large vibration amplitude is efficiently generated with a simple and inexpensive structure. I can excite well.

(第1の実施の形態の変形例)
図1を用いて説明したように、すだれ状電極(14a,14b)からは、図1の右方向(前方)に進行する前方進行弾性表面波φと左方向(後方)に進行する後方進行弾性表面波φが放射される。
(Modification of the first embodiment)
As described with reference to FIG. 1, interdigital electrodes (14a, 14b) from the rear travel traveling forward traveling surface acoustic wave phi f and the left direction (backward) traveling in the right direction (forward) in FIG. 1 surface acoustic wave phi b emitted.

このため、片方向へ放射された波を圧電基板15の端で反射させて、前方進行弾性表面波φと後方進行弾性表面波φが互いに重畳するように利用することも可能である。即ち前方進行弾性表面波φと後方進行弾性表面波φの反射波との位相を同期させて、一方向に連続した波として重ね合わせるようにする。すだれ状電極(14a,14b)の電極指がなす対数nの場合、弾性波EWの周期をTとして、後方進行弾性表面波φが放射されてから圧電基板15の端で反射されてすだれ状電極(14a,14b)まで帰還してくるまでの時間遅れをnTとすれば、立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジのいずれか1つのパルスエッジで、2n個の波頭をもつ弾性波EWを励振することができる。 For this reason, it is possible to reflect the wave radiated in one direction at the end of the piezoelectric substrate 15 so that the forward traveling surface acoustic wave φ f and the backward traveling surface acoustic wave φ b are superimposed on each other. That is, the phases of the front traveling surface acoustic wave φ f and the reflected wave of the backward traveling surface acoustic wave φ b are synchronized so that they are superimposed as a continuous wave in one direction. Interdigital transducer (14a, 14b) when the logarithm n formed by the electrode fingers of the period of the acoustic wave EW as T, interdigital rear travel SAW phi b is reflected at the end of the piezoelectric substrate 15 from being radiated If the time delay until feedback to the electrodes (14a, 14b) is nT, an elastic wave EW having 2n wave fronts can be excited at any one of the rising edge and the falling edge. it can.

又、図15に示したように、矩形波パルスの立ち上がりエッジで励起された周期Tの弾性波EWと、立ち下がりエッジで励起された周期Tの弾性波EWとの前後が連続するように重畳する方法と、図16に示した圧電基板15の端部による反射波を用いた方法とを組み合わせて、2n個の波頭をもつ弾性波EWを立ち上がりエッジと立ち下がりエッジで連続するように重畳することも可能である。   Further, as shown in FIG. 15, the elastic wave EW of the period T excited at the rising edge of the rectangular wave pulse and the elastic wave EW of the period T excited at the falling edge are superimposed so as to be continuous. 16 and the method using the reflected wave from the end of the piezoelectric substrate 15 shown in FIG. 16 are combined so that the elastic wave EW having 2n wave fronts is continuous at the rising edge and the falling edge. It is also possible.

第1の実施の形態の変形例に係る超音波発生装置及びこの超音波発生装置を用いた超音波発生方法によれば、簡単且つ安価な構造で、振動振幅の大きな弾性表面波を効率よく励振できる。   According to the ultrasonic generator according to the modification of the first embodiment and the ultrasonic generation method using the ultrasonic generator, a surface acoustic wave having a large vibration amplitude is efficiently excited with a simple and inexpensive structure. it can.

(第2の実施の形態)
第1の実施の形態に係る超音波発生装置の弾性表面波励振伝搬部2は、圧電基板15上に第1の櫛形電極14a及び第2の櫛形電極14bを形成したが、図17に示すようにガラス等の非圧電基板16上に第1の櫛形電極14a及び第2の櫛形電極14bからなるすだれ状電極(14a,14b)を形成し、すだれ状電極(14a,14b)上に設けられた圧電基板15をすだれ状電極(14a,14b)に接触するようにしてもよい。
(Second Embodiment)
In the surface acoustic wave excitation propagation unit 2 of the ultrasonic generator according to the first embodiment, the first comb electrode 14a and the second comb electrode 14b are formed on the piezoelectric substrate 15, but as shown in FIG. The interdigital electrodes (14a, 14b) comprising the first comb electrode 14a and the second comb electrode 14b are formed on a non-piezoelectric substrate 16 such as glass, and are provided on the interdigital electrodes (14a, 14b). The piezoelectric substrate 15 may be in contact with the interdigital electrodes (14a, 14b).

図示を省略しているが、第1の実施の形態に係る超音波発生装置と同様に、第2の実施の形態に係る超音波発生装置と同様に制御回路と、制御回路によって制御されるゲート駆動回路と、ゲート駆動回路から制御電圧が供給されるスイッチング素子とを備え、スイッチング素子から出力されるパルス状の電圧が、第1の櫛形電極14aと第2の櫛形電極14bとの間に印加される。   Although not shown, like the ultrasonic generator according to the first embodiment, the control circuit and the gate controlled by the control circuit are the same as those of the ultrasonic generator according to the second embodiment. A driving circuit and a switching element to which a control voltage is supplied from the gate driving circuit are provided, and a pulsed voltage output from the switching element is applied between the first comb electrode 14a and the second comb electrode 14b. Is done.

第2の実施の形態に係る超音波発生装置の弾性表面波励振伝搬部2は、図18に示すように、非圧電基板16上に設けられた電極指14a,14aj+1,……,14bj-1,14b,……(j:2〜n−1の整数)と、電極指14a,14aj+1,……,14bj-1,14b,……上に位置する圧電基板15とを備える。電極指14a,14aj+1,……は図17の第1の櫛形電極14aを構成し、 電極指14bj-1,14b,……は図17の第2の櫛形電極14bを構成している。図18に示すように、電極指14a,14aj+1,……上に位置する圧電基板15内に発生する圧電基板15の下方へ向かう応力σ1jσ1 j+1,……が,電極指14a,14aj+1,……を介して、非圧電基板16内に、応力σ1jσ1 j+1,……として伝わる。同様に、電極指14bj-1,14b,……上に位置する圧電基板15内に発生する圧電基板15の上方へ向かう応力σ2 j-1σ2j,……が、電極指14bj-1,14b,……を介して、非圧電基板16内に、応力σ2 j-1σ2j,……として伝わる。非圧電基板16内に発生した応力σ1jσ1 j+1,……,σ2 j-1σ2j,……によって、図17に示すように、非圧電基板16の右方向(前方)に進行する前方進行弾性表面波φと左方向(後方)に進行する後方進行弾性表面波φが励振され、伝搬する。 As shown in FIG. 18, the surface acoustic wave excitation propagation unit 2 of the ultrasonic generator according to the second embodiment includes electrode fingers 14a j , 14a j + 1 ,... Provided on the non-piezoelectric substrate 16. , 14b j−1 , 14b j ,... (J: integer of 2 to n−1) and electrode fingers 14a j , 14a j + 1 ,..., 14b j−1 , 14b j ,. The piezoelectric substrate 15 is provided. The electrode fingers 14a j, 14a j + 1, ...... constitutes a first comb-shaped electrode 14a of FIG. 17, the electrode fingers 14b j-one, 14b j, ...... configuration the second comb-shaped electrode 14b of FIG. 17 is doing. As shown in FIG. 18, stresses a σ 1j , a σ 1 j + 1 ,... Downward of the piezoelectric substrate 15 generated in the electrode substrates 14 a j , 14 a j + 1 ,. Are transmitted as stress b σ 1j , b σ 1 j + 1 ,... Into the non-piezoelectric substrate 16 through the electrode fingers 14 a j , 14 a j + 1 ,. Similarly, the stresses a σ 2 j-1 , a σ 2j ,... Generated upward in the piezoelectric substrate 15 located in the electrode fingers 14 b j−1 , 14 b j ,. finger 14b j-1, 14b j, via ..., the non-piezoelectric substrate 16, the stress b σ 2 j-1, b σ 2j, transmitted as .... As shown in FIG. 17, the stresses b σ 1j , b σ 1 j + 1 ,..., B σ 2 j−1 , b σ 2j,. The forward traveling surface acoustic wave φ f traveling in the right direction (forward) and the backward traveling surface acoustic wave φ b traveling in the left direction (rear) are excited and propagated.

このように、第2の実施の形態に係る超音波発生装置及びこの超音波発生装置を用いた超音波発生方法によれば、簡単且つ安価な構造で、振動振幅の大きな弾性表面波を効率よく励振できる。   As described above, according to the ultrasonic generator according to the second embodiment and the ultrasonic generation method using the ultrasonic generator, a surface acoustic wave having a large vibration amplitude can be efficiently generated with a simple and inexpensive structure. I can excite.

(第3の実施の形態)
第3の実施の形態に係る超音波発生装置に用いる弾性表面波励振伝搬部は、図19に示すように、第1辺、この第1辺に直交して隣接する第2辺、第1辺と対向する第3辺、第2辺と対向する第4辺で定義される矩形平板状の透明な非圧電基板16と、非圧電基板16の第1辺近傍の表面に並べて配置された複数のすだれ状電極T11,T12,……,T1mからなる電極アレイ、第2辺近傍の表面に並べて配置された複数のすだれ状電極T21,T22,……,T2nからなる電極アレイ、第3辺近傍の表面に並べて配置された複数のすだれ状電極T31,T32,……,T3mからなる電極アレイ、第4辺近傍の表面に並べて配置された複数のすだれ状電極T41,T42,……,T4nからなる電極アレイとを備える。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 19, the surface acoustic wave excitation propagation unit used in the ultrasonic generator according to the third embodiment includes a first side, a second side perpendicular to the first side, and a first side. A rectangular flat plate-shaped transparent non-piezoelectric substrate 16 defined by a third side facing the second side and a fourth side facing the second side, and a plurality of the non-piezoelectric substrate 16 arranged side by side on the surface near the first side An electrode array composed of interdigital electrodes T 11 , T 12 ,..., T 1m, and an electrode array composed of a plurality of interdigital electrodes T 21 , T 22 ,..., T 2n arranged side by side on the surface near the second side , A plurality of interdigital electrodes T 31 , T 32 ,..., T 3m arranged side by side on the surface near the third side, and a plurality of interdigital electrodes T arranged side by side on the surface near the fourth side 41 , T 42 ,..., T 4n .

第3の実施の形態に係る弾性表面波励振伝搬部は、更に、図示を省略しているが、図17に示したのと同様に、圧電基板を、すだれ状電極T11,T12,……,T1m,T21,T22,……,T2n,T31,T32,……,T3m,41,T42,……,T4nのそれぞれの上部に接して設けられている。第3の実施の形態に係る弾性表面波励振伝搬部は、第2の実施の形態で説明した弾性表面波励振伝搬部と同様に、すだれ状電極T11,T12,……,T1m,T21,T22,……,T2n,T31,T32,……,T3m,41,T42,……,T4nのそれぞれにパルス状の電圧が印加されることにより、圧電基板内に発生する応力が、すだれ状電極T11,T12,……,T1m,T21,T22,……,T2n,T31,T32,……,T3m,41,T42,……,T4nを介して、非圧電基板16内に、応力として伝わり、非圧電基板16内の表面近傍に弾性表面波が励振される。 Although the surface acoustic wave excitation propagation unit according to the third embodiment is not shown, the piezoelectric substrate is connected to the interdigital electrodes T 11 , T 12 ,... As shown in FIG. ..., T 1m, T 21, T 22, ......, T 2n, T 31, T 32, ......, T 3m, T 41, T 42, ......, provided in contact with an upper portion of each of T 4n Yes. Similar to the surface acoustic wave excitation propagation unit described in the second embodiment, the surface acoustic wave excitation propagation unit according to the third embodiment includes interdigital electrodes T 11 , T 12 ,. T 21 , T 22 ,..., T 2n , T 31 , T 32 ,..., T 3m, T 41 , T 42 ,. Stress generated in the substrate is interdigital electrodes T 11 , T 12 ,..., T 1m , T 21 , T 22 ,..., T 2n , T 31 , T 32 , ......, T 3m, T 41 , Through T 42 ,..., T 4n , it is transmitted as stress in the non-piezoelectric substrate 16, and a surface acoustic wave is excited near the surface in the non-piezoelectric substrate 16.

図19に示す弾性表面波励振伝搬部の非圧電基板16の表面を触感部材の表面側として用いると、図21に示したように、ディスプレイスクリーン53上に皮膚感覚ディスプレイ52を実現できる。皮膚感覚ディスプレイ52においては、皮膚感覚ディスプレイ52の触感部材となる非圧電基板16中に弾性表面波を励振する必要があるので、ディスプレイスクリーン53をになう液晶画面よりも大きなガラス基板からなる非圧電基板16の裏面側をディスプレイスクリーン53側に対向させ、非圧電基板16をディスプレイスクリーン53上に配置する。そして、図19に示すように非圧電基板16の表面側の周辺にすだれ状電極T11,T12,……,T1m,T21,T22,……,T2n,T31,T32,……,T3m,41,T42,……,T4nを配列し、第2の実施の形態の図17に示したのと、ほぼ同様に、ディスプレイスクリーン53の周辺側において、すだれ状電極T11,T12,……,T1m,T21,T22,……,T2n,T31,T32,……,T3m,41,T42,……,T4nの上に圧電基板を、皮膚感覚ディスプレイ52を囲むように額縁状に配置する。この額縁状に非圧電基板16上に配置された圧電基板を用いて、図17に示したのと同様な方法で各すだれ状電極T11,T12,……,T1m,T21,T22,……,T2n,T31,T32,……,T3m,41,T42,……,T4nに独立したスイッチング素子からパルス状の駆動電圧を供給して、それぞれ互いに独立した弾性表面波を触感部材となる非圧電基板16中に励振する。このためには、すだれ状電極T11,T12,……,T1m,T21,T22,……,T2n,T31,T32,……,T3m,41,T42,……,T4nのそれぞれがスイッチング素子とを備えるようにし、各スイッチング素子に制御電圧を出力する多チャネルのゲート駆動回路と、この多チャネルのゲート駆動回路を統合的に制御する制御回路を備えるようにすればよい。したがって、従来の弾性表面波を用いた皮膚感覚ディスプレイのように、各すだれ状電極T11,T12,……,T1m,T21,T22,……,T2n,T31,T32,……,T3m,41,T42,……,T4n毎に、専用の高周波発振器や高周波増幅器をそれぞれ独立して用いる必要がなく、集積密度や構成が非常に簡単になる。 When the surface of the non-piezoelectric substrate 16 of the surface acoustic wave excitation propagation portion shown in FIG. 19 is used as the surface side of the tactile sensation member, a skin sensory display 52 can be realized on the display screen 53 as shown in FIG. In the skin sensation display 52, it is necessary to excite surface acoustic waves in the non-piezoelectric substrate 16 that is a tactile sensation member of the skin sensation display 52, so that the non-piezoelectric display 52 is made of a glass substrate larger than the liquid crystal screen forming the display screen 53. The back surface side of the piezoelectric substrate 16 is opposed to the display screen 53 side, and the non-piezoelectric substrate 16 is disposed on the display screen 53. 19, interdigital electrodes T 11 , T 12 ,..., T 1m , T 21 , T 22 ,..., T 2n , T 31 , T 32 are formed around the surface side of the non-piezoelectric substrate 16. ,..., T 3m, T 41 , T 42 ,..., T 4n are arranged, and in the same manner as shown in FIG. Jo electrodes T 11, T 12, ......, T 1m, T 21, T 22, ......, T 2n, T 31, T 32, ......, T 3m, T 41, T 42, ......, the T 4n A piezoelectric substrate is arranged in a frame shape so as to surround the skin sensory display 52. Using the piezoelectric substrate disposed on the non-piezoelectric substrate 16 in the shape of a frame, each interdigital electrode T 11 , T 12 ,..., T 1m , T 21 , T is processed in the same manner as shown in FIG. 22 ,..., T 2n , T 31 , T 32 ,..., T 3m, T 41 , T 42 ,. The surface acoustic wave thus excited is excited in the non-piezoelectric substrate 16 serving as a tactile member. For this purpose, interdigital electrodes T 11 , T 12 ,..., T 1m , T 21 , T 22 ,..., T 2n , T 31 , T 32 , ..., T 3m, T 41 , T 42 , ..., each of T 4n includes a switching element, and includes a multi-channel gate drive circuit that outputs a control voltage to each switching element, and a control circuit that controls the multi-channel gate drive circuit in an integrated manner. What should I do? Therefore, each interdigital electrode T 11 , T 12 ,..., T 1m , T 21 , T 22 ,..., T 2n , T 31 , T 32 , as in a conventional skin sensory display using surface acoustic waves. ,..., T 3m, T 41 , T 42 ,..., T 4n do not require the use of a dedicated high-frequency oscillator or high-frequency amplifier, and the integration density and configuration become very simple.

例えば、図20に示すようなすだれ状電極Tp-1,Tp,Tp+1,Tp+2,Tp+2,……の一次元配列を利用し、すだれ状電極Tp-1,Tp,Tp+1,Tp+2,Tp+2,……に印加するパルスの位相ts-1,ts,ts+1,……をずらすように、各チャネルのスイッチング素子に制御電圧Vgp-1,Vgp,Vgp+1,Vgp+2,Vgp+3,……を印加すれば、各すだれ状電極Tp-1,Tp,Tp+1,Tp+2,Tp+2,……から独立して放射される弾性表面波が互いに干渉し、図20のP点で弾性表面波が収束してより大きな振幅を得るようにすることができる。 For example, interdigital electrodes T p-1, as shown in FIG. 20, T p, T p + 1, T p + 2, T p + 2, using the one-dimensional array of ..., IDT T p- 1 , T p , T p + 1 , T p + 2 , T p + 2 ,..., So that the channels t s −1 , t s , t s + 1 ,. When the control voltages V gp−1 , V gp , V gp + 1 , V gp + 2 , V gp + 3 ,... Are applied to the switching elements, the interdigital electrodes T p−1 , T p , T p Surface acoustic waves radiated independently from +1 , T p + 2 , T p + 2 ,... Interfere with each other so that the surface acoustic waves converge at point P in FIG. can do.

図21に示す弾性表面波を用いた皮膚感覚ディスプレイ52は、大面積のディスプレイスクリーン53を有するコンピュータインターフェースに適用可能である。皮膚感覚ディスプレイ52を、図21に示すように、直接指51等でなぞると、皮膚感覚ディスプレイ52に表示されている情報に応じた触覚を味わえる。ペンタブレットやタッチパネルに皮膚感覚ディスプレイ52を適用することにより、ペンの書き味の再現や弱視者向けの補助機能を付加することも可能である。   The skin sensory display 52 using the surface acoustic wave shown in FIG. 21 can be applied to a computer interface having a display screen 53 with a large area. When the skin sensation display 52 is directly traced with a finger 51 or the like as shown in FIG. 21, a tactile sensation according to information displayed on the skin sensation display 52 can be tasted. By applying the skin sensation display 52 to a pen tablet or a touch panel, it is possible to reproduce the writing quality of a pen and to add an auxiliary function for a low vision person.

図21に示す皮膚感覚ディスプレイ52においては、触感部材の表面側となる非圧電基板16の表面の見掛け上の摩擦係数を、各すだれ状電極T11,T12,……,T1m,T21,T22,……,T2n,T31,T32,……,T3m,41,T42,……,T4nによって独立して生成された弾性表面波を利用して時間的に変えている。非圧電基板16の表面の見掛け上の摩擦係数は、非圧電基板16中に弾性波を励振すると、非圧電基板16の表面が微小振動するために小さくなり、反対に弾性波が励振されていないときに大きくなる。この皮膚感覚ディスプレイ52では、非圧電基板16に対する弾性波励振のオン/オフを短い周期で切り替えることにより、非圧電基板16の表面の見掛け上の摩擦係数は時間的に変化する。この非圧電基板16の表面を触感部材の表面側として、触感部材に指を乗せてなぞると、ザラザラした固体の表面を指でなぞったような皮膚感覚を覚えるコンピュータインターフェースが実現できる。 In cutaneous sensory display 52 shown in FIG. 21, the friction coefficient of the apparent surface of the non-piezoelectric substrate 16 made of the surface side of the touch member, each interdigital transducer T 11, T 12, ......, T 1m, T 21 , T 22 ,..., T 2n , T 31 , T 32 ,..., T 3m, T 41 , T 42 ,. It is changing. When the elastic wave is excited in the non-piezoelectric substrate 16, the apparent friction coefficient of the surface of the non-piezoelectric substrate 16 becomes small because the surface of the non-piezoelectric substrate 16 vibrates slightly, and the elastic wave is not excited. Sometimes grows. In this skin sensation display 52, the apparent friction coefficient of the surface of the non-piezoelectric substrate 16 changes with time by switching on / off the elastic wave excitation with respect to the non-piezoelectric substrate 16 in a short cycle. When the surface of the non-piezoelectric substrate 16 is set to the surface side of the tactile sensation member and a finger is placed on the tactile sensation member, a computer interface can be realized in which the skin feels as if the rough solid surface is traced with the finger.

このように、第3の実施の形態に係る超音波発生装置及びこの超音波発生装置を用いた超音波発生方法によれば、簡単且つ安価な構造で、振動振幅の大きな弾性表面波を効率よく励振できるので、安価な皮膚感覚ディスプレイが実現できる。   Thus, according to the ultrasonic generator according to the third embodiment and the ultrasonic generation method using this ultrasonic generator, a surface acoustic wave having a large vibration amplitude can be efficiently generated with a simple and inexpensive structure. Since it can be excited, an inexpensive skin sensation display can be realized.

(その他の実施の形態)
上記のように、本発明は第1〜第3の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
As described above, the present invention has been described according to the first to third embodiments. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

例えば、弾性表面波を表面に伝搬させるステータを図1に示す圧電基板15で構成し、このステータの表面から弾性表面波の運動エネルギを得て、弾性表面波の伝搬方向と逆方向に、ステータに対し相対的に移動する移動子とを備える超音波モータ等の弾性表面波アクチュエータを構成することも可能である。このステータの表面に弾性表面波を励起するに際し、図1に示したのと同様に、パルス状の電圧をすだれ状電極に印加するだけで、振動振幅の大きな弾性表面波を効率よく励振できる。   For example, a stator that propagates a surface acoustic wave to the surface is constituted by the piezoelectric substrate 15 shown in FIG. 1, and the kinetic energy of the surface acoustic wave is obtained from the surface of the stator, and the stator is rotated in the direction opposite to the propagation direction of the surface acoustic wave. It is also possible to constitute a surface acoustic wave actuator such as an ultrasonic motor provided with a mover that moves relative to the actuator. When exciting a surface acoustic wave on the surface of the stator, a surface acoustic wave having a large vibration amplitude can be efficiently excited by simply applying a pulse voltage to the interdigital electrode, as shown in FIG.

又、他の実施の形態に係る弾性表面波アクチュエータにおいては、移動子が移動子基板と、この移動子基板よりもヤング率の大きな材料からなる複数の移動子セグメントの配列からなり、この複数の移動子セグメントのそれぞれの上面が振動子に接する移動子セグメントアレイとを備えるように超音波モータを構成してもよい。   In the surface acoustic wave actuator according to another embodiment, the moving element includes a moving element substrate and an array of moving element segments made of a material having a Young's modulus larger than that of the moving element substrate. The ultrasonic motor may be configured to include a mover segment array in which each upper surface of the mover segment is in contact with the vibrator.

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。   As described above, the present invention naturally includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

2…弾性表面波励振伝搬部
11…制御回路
12…ゲート駆動回路
13…スイッチング素子
14a…第1の櫛形電極
14b…第2の櫛形電極
14a〜14a,14b〜14b,14a,14aj+1,14bj-1,14b…電極指
15…圧電基板
16…非圧電基板
51…指
52…皮膚感覚ディスプレイ
53…ディスプレイスクリーン
Nout…中性点ノード
1…上アーム出力素子
2…下アーム出力素子
11,T12,…,T1m,T21,T22,…,T2n,T31,T32,…,T3m,41,T42,…,T4n,Tp-1,Tp,Tp+1,Tp+2,Tp+2…すだれ状電極
in…入力インピーダンス
2 ... SAW excitation propagating portion 11 ... control circuit 12 ... gate drive circuit 13 ... switching elements 14a ... first comb-shaped electrode 14b ... second comb-shaped electrodes 14a 1 ~14a n, 14b 1 ~14b n, 14a j, 14a j + 1 , 14b j−1 , 14b j ... electrode finger 15 ... piezoelectric substrate 16 ... non-piezoelectric substrate 51 ... finger 52 ... skin sensory display 53 ... display screen Nout ... neutral point node Q 1 ... upper arm output element Q 2 ... lower arm output element T 11, T 12, ..., T 1m, T 21, T 22, ..., T 2n, T 31, T 32, ..., T 3m, T 41, T 42, ..., T 4n, T p-1 , T p , T p + 1 , T p + 2 , T p + 2 ... Interdigital electrode Z in ... Input impedance

Claims (2)

圧電基板と、
前記圧電基板の表面に設けられたすだれ状電極と、
前記すだれ状電極を構成する第1の櫛形電極と第2の櫛形電極との間にパルス状の駆動電圧を印加するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の制御電極にパルス電圧を出力するゲート駆動回路
とを備え、前記スイッチング素子を介した前記すだれ状電極のパルス駆動により前記圧電基板の表面に弾性表面波を励起することを特徴とする超音波発生装置。
A piezoelectric substrate;
Interdigital electrodes provided on the surface of the piezoelectric substrate;
A switching element that applies a pulsed drive voltage between the first comb electrode and the second comb electrode constituting the interdigital electrode;
A gate drive circuit for outputting a pulse voltage to the control electrode of the switching element, and exciting a surface acoustic wave on the surface of the piezoelectric substrate by driving the interdigital electrode through the switching element. Ultrasonic generator.
圧電基板と、前記圧電基板の表面に設けられたすだれ状電極と、前記すだれ状電極を構成する第1の櫛形電極と第2の櫛形電極との間にパルス状の駆動電圧を印加するスイッチング素子と、前記スイッチング素子の制御電極にパルス電圧を出力するゲート駆動回路とを備える超音波発生装置を用いた超音波発生方法であって、
前記スイッチング素子を介して、前記すだれ状電極に前記パルス状の駆動電圧を印加することにより、前記圧電基板の表面に弾性表面波を励起することを特徴とする超音波発生方法。
Switching element for applying a pulsed driving voltage between the piezoelectric substrate, the interdigital electrode provided on the surface of the piezoelectric substrate, and the first comb electrode and the second comb electrode constituting the interdigital electrode And an ultrasonic generation method using an ultrasonic generator comprising a gate drive circuit that outputs a pulse voltage to the control electrode of the switching element,
A method for generating ultrasonic waves, wherein a surface acoustic wave is excited on the surface of the piezoelectric substrate by applying the pulsed drive voltage to the interdigital electrodes via the switching element.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020163312A (en) * 2019-03-29 2020-10-08 日本アビオニクス株式会社 Ultrasonic transducer driving circuit and ultrasonic welding device

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0937572A (en) * 1995-07-18 1997-02-07 Canon Inc Driving device of oscillatory wave device
JP2002169649A (en) * 2000-12-01 2002-06-14 Fujitsu Ltd Touch panel device
JP2005237145A (en) * 2004-02-20 2005-09-02 Konica Minolta Holdings Inc Drive circuit for piezoelectric element
JP2006063906A (en) * 2004-08-27 2006-03-09 Fuji Xerox Co Ltd Micro pump
JP2007049890A (en) * 2005-08-08 2007-02-22 Samsung Electro Mech Co Ltd Circuit and method for driving frequency control type piezoelectric actuator
JP2007259670A (en) * 2006-03-27 2007-10-04 Matsushita Electric Works Ltd Surface acoustic wave actuator
JPWO2006104070A1 (en) * 2005-03-28 2008-09-04 松下電工株式会社 Surface acoustic wave motor
JP2008283830A (en) * 2007-05-14 2008-11-20 Fuji Xerox Co Ltd Drive circuit of capacitive load, drive arrangement of piezoelectric head, and liquid drop discharging device
JP2009002918A (en) * 2007-06-25 2009-01-08 Olympus Corp Sound wave generator, stirring device and automatic analyzer

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0937572A (en) * 1995-07-18 1997-02-07 Canon Inc Driving device of oscillatory wave device
JP2002169649A (en) * 2000-12-01 2002-06-14 Fujitsu Ltd Touch panel device
JP2005237145A (en) * 2004-02-20 2005-09-02 Konica Minolta Holdings Inc Drive circuit for piezoelectric element
JP2006063906A (en) * 2004-08-27 2006-03-09 Fuji Xerox Co Ltd Micro pump
JPWO2006104070A1 (en) * 2005-03-28 2008-09-04 松下電工株式会社 Surface acoustic wave motor
JP2007049890A (en) * 2005-08-08 2007-02-22 Samsung Electro Mech Co Ltd Circuit and method for driving frequency control type piezoelectric actuator
JP2007259670A (en) * 2006-03-27 2007-10-04 Matsushita Electric Works Ltd Surface acoustic wave actuator
JP2008283830A (en) * 2007-05-14 2008-11-20 Fuji Xerox Co Ltd Drive circuit of capacitive load, drive arrangement of piezoelectric head, and liquid drop discharging device
JP2009002918A (en) * 2007-06-25 2009-01-08 Olympus Corp Sound wave generator, stirring device and automatic analyzer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020163312A (en) * 2019-03-29 2020-10-08 日本アビオニクス株式会社 Ultrasonic transducer driving circuit and ultrasonic welding device
JP7298098B2 (en) 2019-03-29 2023-06-27 日本アビオニクス株式会社 Ultrasonic vibrator drive circuit and ultrasonic welding device

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