JP3262076B2 - 圧電共振子、圧電共振子の周波数調整方法および通信機器 - Google Patents

圧電共振子、圧電共振子の周波数調整方法および通信機器

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JP3262076B2 JP24720298A JP24720298A JP3262076B2 JP 3262076 B2 JP3262076 B2 JP 3262076B2 JP 24720298 A JP24720298 A JP 24720298A JP 24720298 A JP24720298 A JP 24720298A JP 3262076 B2 JP3262076 B2 JP 3262076B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は圧電共振子、圧電
共振子の周波数調整方法および通信機器に関し、特に、
圧電体の機械的共振を利用し、たとえば発振子，ディス
クリミネータ，フィルタなどの電子部品に用いられる圧
電共振子、圧電共振子の周波数調整方法および圧電共振
子を用いた通信機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の圧電共振子には、たとえば平面視
長方形または平面視正方形の板状の圧電体基板の両主面
に電極がそれぞれ形成され、圧電体基板がその厚み方向
に分極され、それらの電極間に信号を入力することによ
り、圧電体基板の厚み方向に電界が印加され、圧電体基
板がその主面に平行する方向に振動する、圧電共振子が
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の圧電共振子で
は、電界方向および分極方向と振動方向とが異なる圧電
横効果を利用している。この圧電横効果を利用した圧電
共振子の電気機械結合係数は、電界方向および分極方向
と振動方向とが一致した圧電縦効果を利用した圧電共振
子に比べて小さい。そのため、圧電横効果を利用した圧
電共振子では、共振周波数と反共振周波数との差ΔＦが
比較的小さい。このことは、圧電共振子をフィルタなど
として使用したときに、帯域幅が小さいという欠点につ
ながる。そのため、圧電共振子やそれを用いたフィルタ
や発振子などの電子部品において、特性の設計自由度が
小さい。さらに、平面視長方形の板状の圧電体基板を用
いた上述の圧電共振子では、長さ振動の１次共振を利用
しているが、構造的に、３次，５次などの奇数倍の高次
モードや、幅モードのスプリアスも大きく発生してしま
う。また、平面視正方形の板状の圧電体基板を用いた上
述の圧電共振子では、拡がり振動の１次共振を利用して
いるが、構造的に、拡がりの３倍波や厚みモードなどの
スプリアスも大きく発生する可能性が高い。
【０００４】そこで、スプリアスが小さく、共振周波数
と反共振周波数との差ΔＦが大きい積層構造の圧電共振
子が、本願出願人から提案されている。図２４はこのよ
うな積層構造の圧電共振子の一例を示す図解図である。
図２４に示す圧電共振子１は、長手方向を有する基体２
を構成する複数の圧電体層３と複数の電極４とが交互に
積層され、複数の圧電体層３が基体２の長手方向に分極
された積層構造の圧電共振子である。この積層構造の圧
電共振子１では、圧電体層３の分極方向と電界方向と振
動方向とが一致し、圧電縦効果を利用するため、振動方
向が分極方向および電界方向と異なる圧電横効果を利用
した圧電共振子に比べて、電気機械結合係数が大きくな
り、共振周波数と反共振周波数との差ΔＦが大きくな
る。さらに、この積層構造の圧電共振子１では、圧電縦
効果を利用することにより、幅モードや厚みモードなど
のような基本振動と異なるモードの振動が発生しにくく
なる。なお、この積層構造の圧電共振子１では、基体２
のすべての側面で電極４の端部が露出している。そのた
め、基体２の１つの側面において、１つおきの電極４の
端部の基体２の幅方向一端側が絶縁膜５ａで被覆された
上で、外部電極６ａが他の１つおきの電極４に接続され
るように形成される。さらに、基体２の１つの側面にお
いて、絶縁膜５ａが形成された１つおきの電極４に外部
電極６ｂが接続されるように、他の１つおきの電極４の
端部の基体２の幅方向他端側が絶縁膜５ｂで被覆された
上で、外部電極６ｂが形成される。
【０００５】ところが、図２４に示す積層構造の圧電共
振子１では、それを量産した場合、加工ばらつきなどに
よって、所望の共振周波数や反共振周波数が得られない
場合があった。そこで、得られた周波数が所望の共振周
波数や反共振周波数よりも高い場合に、所望の周波数と
なるように周波数を下げる周波数調整方法については、
先に出願人が出願した特願平９−１９７８２４号におい
て提案した方法を採用することができる。しかしなが
ら、得られた周波数が所望の共振周波数や反共振周波数
よりも低い場合に、所望の周波数となるように周波数を
上げる周波数調整方法については、有効な方法が存在し
ていなかった。長さ振動を励振する圧電共振子において
は、基体の長さによって周波数が決定されることから、
基体の長手方向の端面を削って基体の長さを変えること
で周波数を上げる方法も考えられる。しかしながら、こ
れでは同一周波数で素子の長さが異なることとなり、自
動化を進める場合に、圧電共振子の長さに応じた治具が
必要になるなど複雑な対応が要求され、自動化が困難に
なるだけではなく、共振周波数や反共振周波数以外の特
性が変化してしまい、現実には採用し難いものであっ
た。
【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、ス
プリアスが小さく、共振周波数と反共振周波数との差Δ
Ｆが大きく、周波数を高い周波数に調整した、圧電共振
子を提供することである。この発明の他の目的は、スプ
リアスが小さく共振周波数と反共振周波数との差ΔＦが
大きい圧電共振子の周波数を、基体の長さを変えること
なく高い周波数に調整することができる、圧電共振子の
周波数調整方法を提供することである。この発明のさら
に他の目的は、スプリアスが小さく、共振周波数と反共
振周波数との差ΔＦが大きく、周波数を高い周波数に調
整した、圧電共振子を用いた通信機器を提供することで
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる圧電共
振子は、長手方向を有する基体と、基体の内部に形成さ
れ、基体の長手方向と直交しかつ基体の長手方向に間隔
を隔てて配置される複数の電極と、基体の側面に形成さ
れ、前記電極がいずれか一方に接続される一対の外部電
極とを備え、基体は、基体の長手方向に交互に積層され
る複数の圧電体層と複数の電極を備え、圧電体層は、電
極の両側で基体の長手方向に沿って互いに逆向きに分極
されるとともに、隣合う電極がそれぞれ別の外部電極に
接続され、複数の電極によって、個々の圧電体層に、一
対の外部電極を介して基体の長手方向に交流電界を加え
て、個々の圧電体層に圧電縦効果による伸縮の駆動力を
発生させ、基体の長手方向の全長に対して基体の中心部
をノードとする長さ振動モードの基本振動を励振させる
圧電共振子であって、基体の長手方向の端縁部に、電極
にまたがらない欠落部を有することを特徴とする、圧電
共振子である。さらに、この発明にかかる圧電共振子
は、長手方向を有する基体と、基体の内部に形成され、
基体の長手方向と直交しかつ基体の長手方向に間隔を隔
てて配置される複数の電極と、基体の側面に形成され、
前記電極がいずれか一方に接続される一対の外部電極と
を備え、基体は、基体の長手方向に交互に積層される複
数の圧電体層と複数の電極を備え、圧電体層は、電極の
両側で基体の長手方向に沿って互いに逆向きに分極され
るとともに、隣合う電極がそれぞれ別の外部電極に接続
され、複数の電極によって、個々の圧電体層に、一対の
外部電極を介して基体の長手方向に交流電界を加えて、
個々の圧電体層に圧電縦効果による伸縮の駆動力を発生
させ、基体の長手方向の全長に対して基体の中心部をノ
ードとする長さ振動モードの基本振動を励振させる圧電
共振子であって、基体の長手方向に平行な角部に、電極
の形状が略同形状に保つ欠落部を有することを特徴とす
る、圧電共振子である。また、この発明にかかる圧電共
振子の周波数調整方法は、長手方向を有する基体と、基
体の内部に形成され、基体の長手方向と直交しかつ基体
の長手方向に間隔を隔てて配置される複数の電極と、基
体の側面に形成され、前記電極がいずれか一方に接続さ
れる一対の外部電極とを備え、基体は、基体の長手方向
に交互に積層される複数の圧電体層と複数の電極を備
え、圧電体層は、電極の両側で基体の長手方向に沿って
互いに逆向きに分極されるとともに、隣合う電極がそれ
ぞれ別の外部電極に接続され、複数の電極によって、個
々の圧電体層に、一対の外部電極を介して基体の長手方
向に交流電界を加えて、個々の圧電体層に圧電縦効果に
よる伸縮の駆動力を発生させ、基体の長手方向の全長に
対して基体の中心部をノードとする長さ振動モードの基
本振動を励振させる圧電共振子の周波数調整方法であっ
て、圧電共振子の周波数を調整するために基体の長手方
向の端縁部の少なくとも一部を電極にまたがらないよう
に除去する工程を含む、圧電共振子の周波数調整方法で
ある。さらに、この発明にかかる圧電共振子の周波数調
整方法は、長手方向を有する基体と、基体の内部に形成
され、基体の長手方向と直交しかつ基体の長手方向に間
隔を隔てて配置される複数の電極と、基体の側面に形成
され、前記電極がいずれか一方に接続される一対の外部
電極とを備え、基体は、基体の長手方向に交互に積層さ
れる複数の圧電体層と複数の電極を備え、圧電体層は、
電極の両側で基体の長手方向に沿って互いに逆向きに分
極されるとともに、隣合う電極がそれぞれ別の外部電極
に接続され、複数の電極によって、個々の圧電体層に、
一対の外部電極を介して基体の長手方向に交流電界を加
えて、個々の圧電体層に圧電縦効果による伸縮の駆動力
を発生させ、基体の長手方向の全長に対して基体の中心
部をノードとする長さ振動モードの基本振動を励振させ
る圧電共振子の周波数調整方法であって、圧電共振子の
周波数を調整するために基体の長手方向に平行な角部の
少なくとも一部を電極の形状を略同形状に保つように除
去する工程を含む、圧電共振子の周波数調整方法であ
る。この発明にかかる通信機器は、中間周波から信号波
を得るための検波器を有する通信機器であって、この発
明にかかる圧電共振子が検波器に用いられた、通信機器
である。また、この発明にかかる通信機器は、中間周波
を通過するためのバンドパスフィルタを有する通信機器
であって、この発明にかかる圧電共振子を含むラダーフ
ィルタがバンドパスフィルタに用いられた、通信機器で
ある。
【０００８】この発明にかかる圧電共振子では、圧電体
層の分極方向および電界方向と振動方向とが一致し、圧
電縦効果を利用している。そのため、振動方向が分極方
向および電界方向と異なる圧電横効果を利用した圧電共
振子に比べて、電気機械結合係数が大きくなり、共振周
波数と反共振周波数との差ΔＦが大きくなる。また、圧
電縦効果を利用することにより、幅モードや厚みモード
などのような長さ振動の基本振動と異なるモードの振動
が発生しにくくなる。さらに、この発明にかかる圧電共
振子では、基体の縁部または角部の少なくとも一部を除
去することによって、周波数が高い周波数に調整され
る。
【０００９】この発明の上述の目的、その他の目的、特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１はこの発明にかかる圧電共振
子の一例において外部電極を上に向けた状態を示す図解
図であり、図２はその圧電共振子において外部電極を下
に向けた状態を示す図解図である。図１および図２に示
す圧電共振子１０は、たとえば４．８ｍｍ×１ｍｍ×１
ｍｍの直方体状の基体１２を含む。基体１２は、たとえ
ば圧電セラミックからなり積層される２０層の圧電体層
１２ａを含む。これらの圧電体層１２ａは、それぞれ、
同じ寸法に形成される。また、これらの圧電体層１２ａ
は、図１の矢印で示すように、隣合う圧電体層１２ａの
分極方向が互いに逆向きになるように基体１２の長手方
向に分極される。ただし、両端の圧電体層１２ａは、分
極されていない。もちろん、この両端の圧電体層１２ａ
を分極しておいてもよい。
【００１１】基体１２の２０層の圧電体層１２ａ間に
は、電極１４が、それぞれ形成される。したがって、こ
れらの電極１４は、基体１２の長手方向に直交しかつ基
体１２の長手方向に間隔を隔てて配置される。また、こ
れらの電極１４は、圧電体層１４の主面全面に形成され
る。したがって、これらの電極１４は、基体１２の４側
面から露出するように形成される。
【００１２】基体１２の１つの側面において、１つのお
きの電極１４の端部の基体１２の幅方向一端側が絶縁膜
１６でそれぞれ被覆され、さらに、他の１つのおきの電
極１４の端部の基体１２の幅方向他端側が絶縁膜１８で
それぞれ被覆される。
【００１３】また、基体１２の１つの側面において、外
部電極２０が、１つおきの電極１４上に形成した絶縁膜
１６などの上に、他の１つおきの電極１４に接続される
ように形成される。さらに、基体１２の１つの側面にお
いて、外部電極２２が、１つおきの電極１４に接続され
るように、他の１つおきの電極１４上に形成した絶縁膜
１８などの上に形成される。
【００１４】さらに、基体１２の１つの側面に対向する
他の側面の長手方向における両端の縁部には、傾斜した
平坦な表面を有する欠落部２４がそれぞれ形成される。
これらの欠落部２４は、圧電共振子１０の共振周波数や
反共振周波数を高い周波数に調整するために、研磨，切
削などにより形成されたものである。
【００１５】この圧電共振子１０では、外部電極２０，
２２が入出力電極として使用される。このとき、外部電
極２０，２２に信号を与えることにより、隣合う層の電
極１４，１４間に電界が印加されるため、基体１２の両
端の圧電体層１２ａを除く各圧電体層１２ａは圧電的に
活性となる。この場合、基体１２の互いに逆向きに分極
した圧電体層１２ａに、互いに逆向きの電圧が印加され
るため、圧電体層１２ａは全体として同じ向きに伸縮し
ようとする。つまり、外部電極２０，２２に接続された
電極１４，１４によって、個々の圧電体層１２ａに、基
体１２の長手方向の交流電界を印加し、個々の圧電体層
１２ａに伸縮の駆動力を発生させることによって、圧電
共振子１０全体としては、基体１２の長手方向の中心部
をノードとした長さ振動の基本振動が励振される。
【００１６】この圧電共振子１０では、圧電体層１２ａ
の分極方向，入力信号による電界方向および圧電体層１
２ａの振動方向が一致する。つまり、この圧電共振子１
０は、圧電縦効果を利用した共振子となる。この圧電共
振子１０は、分極方向および電界方向と振動方向とが異
なる圧電横効果を利用した圧電共振子に比べて、電気機
械結合係数が大きい。そのため、この圧電共振子１０で
は、従来の圧電横効果を利用した圧電共振子に比べて、
共振周波数と反共振周波数との差ΔＦが大きい。したが
って、この圧電共振子１０では、従来の圧電横効果を利
用した圧電共振子に比べて、帯域幅の大きい特性を得る
ことができる。
【００１７】さらに、この圧電共振子１０では、たとえ
ば電極１４，１４の対向する面積、圧電体層１２ａおよ
び電極１４の数、圧電体層１２ａにおいて基体１２の長
手方向における寸法を調整することによって、共振子の
静電容量を調整することができる。つまり、電極１４，
１４の対向する面積を広くしたり圧電体層１２ａおよび
電極１４の数を増やしたり圧電体層１２ａにおいて基体
１２の長手方向における寸法を短くしたりすれば、共振
子の静電容量を大きくすることができ、逆に、電極１
４，１４の対向する面積を狭くしたり圧電体層１２ａお
よび電極１４の数を減らしたり圧電体層１２ａにおいて
基体１２の長手方向における寸法を長くしたりすれば、
共振子の静電容量を小さくすることができる。したがっ
て、圧電共振子１０の電極１４，１４の対向する面積、
圧電体層１２ａおよび電極１４の数、圧電体層１２ａに
おいて基体１２の長手方向における寸法を調整すること
により、静電容量を調整することができ、静電容量の設
計自由度が大きい。そのため、圧電共振子１０を回路基
板などに実装するとき、外部回路とのインピーダンス整
合をとることが容易である。
【００１８】さらに、図１および図２に示す圧電共振子
１０では、図２４に示す圧電共振子１と比べて、基体１
２の長手方向における両端の縁部に欠落部２４が形成さ
れ、それによって、周波数が高い周波数に調整されてい
る。なお、図３には、図１および図２に示す圧電共振子
１０において、欠落部２４を形成する前（加工前）の周
波数特性と、欠落部２４を形成した後（加工後）の周波
数特性とを示す。このことから明らかなように、図１お
よび図２に示す圧電共振子１０では、基体１２の長手方
向における両端の縁部に欠落部２４が形成されることに
よって、波形を変えることなく周波数を上げる方向に調
整することができるので、長さを変えずに周波数を高い
周波数に調整することができる。そのため、図１および
図２に示す圧電共振子１０では、略同一の素子長の圧電
共振子１０のみを取り扱うことができ、自動化に適した
ものとなる他、共振周波数や反共振周波数以外の特性を
変化させることがない。
【００１９】図４は図１および図２に示す圧電共振子の
変形例を示す図解図である。図４に示す圧電共振子で
は、図１および図２に示す圧電共振子と比べて、基体１
２の対向する２つの側面のそれぞれの長手方向における
両端の縁部に、傾斜した平坦な表面を有する欠落部２４
がそれぞれ形成される。
【００２０】図５は図１および図２に示す圧電共振子の
他の変形例を示す図解図である。図５に示す圧電共振子
では、図１および図２に示す圧電共振子と比べて、欠落
部２４の表面が湾曲している。
【００２１】図６は図４に示す圧電共振子の変形例を示
す図解図である。図６に示す圧電共振子では、図４に示
す圧電共振子と比べて、欠落部２４の表面が湾曲してい
る。
【００２２】図４、図５および図６に示す圧電共振子で
も、それぞれ、図１および図２に示す圧電共振子と同様
に基体１２の長手方向における両端の縁部に欠落部２４
が形成されているので、図１および図２に示す圧電共振
子と同様の効果を奏する。
【００２３】図７はこの発明にかかる圧電共振子の他の
例を示す図解図である。図７に示す圧電共振子では、図
１および図２に示す圧電共振子と比べて、特に、傾斜し
た平坦な表面を有する欠落部２４が、基体１２の外部電
極２０，２２の形成された１つの側面に対向する他の側
面の幅方向における両端の縁部にそれぞれ形成される。
図７に示す圧電共振子１０では、図２４に示す圧電共振
子１と比べて、基体１２の幅方向における両端の縁部に
欠落部２４が形成され、それによって、周波数が高い周
波数に調整されている。なお、図８には、図７に示す圧
電共振子１０において、欠落部２４を形成する前（加工
前）の周波数特性と、欠落部２４を形成した後（加工
後）の周波数特性とを示す。
【００２４】このような図７に示す圧電共振子でも、図
１および図２に示す圧電共振子と同様に、圧電縦効果を
利用した共振子となり、圧電横効果を利用した圧電共振
子に比べて、電気機械結合係数が大きく、ΔＦが大き
く、帯域幅の大きい特性を得ることができるとともに、
圧電共振子を取り扱う設備の自動化を進める場合の問題
を回避することができ、さらに、回路基板などに実装す
るとき、外部回路とのインピーダンス整合をとることが
容易である。
【００２５】図９は図７に示す圧電共振子の変形例を示
す図解図である。図９に示す圧電共振子では、図７に示
す圧電共振子と比べて、基体１２の対向する２つの側面
のそれぞれの幅方向における両端の縁部に、傾斜した平
坦な表面を有する欠落部２４がそれぞれ形成される。
【００２６】図１０は図７に示す圧電共振子の他の変形
例を示す図解図である。図１０に示す圧電共振子では、
図７に示す圧電共振子と比べて、欠落部２４の表面が湾
曲している。
【００２７】図１１は図９に示す圧電共振子の変形例を
示す図解図である。図１１に示す圧電共振子では、図９
に示す圧電共振子と比べて、欠落部２４の表面が湾曲し
ている。
【００２８】図９、図１０および図１１に示す圧電共振
子でも、それぞれ、図７に示す圧電共振子と同様に基体
１２の幅方向における両端の縁部に欠落部２４が形成さ
れているので、図７に示す圧電共振子と同様の効果を奏
する。
【００２９】図１２はこの発明にかかる圧電共振子のさ
らに他の例を示す図解図であり、図１３はその圧電共振
子において欠落部を示す図解図である。図１２に示す圧
電共振子では、図１および図２に示す圧電共振子と比べ
て、特に、傾斜した平坦な表面を有する欠落部２４が、
基体１２の外部電極２０，２２の形成された１つの側面
に対向する他の側面の４隅の角部にそれぞれ形成され
る。図１２に示す圧電共振子１０では、図２４に示す圧
電共振子１と比べて、基体１２の４隅の角部に欠落部２
４が形成され、それによって、周波数が高い周波数に調
整されている。なお、図１４には、図１２に示す圧電共
振子１０において、欠落部２４を形成する前（加工前）
の周波数特性と、欠落部２４を形成した後（加工後）の
周波数特性とを示す。
【００３０】このような図１２に示す圧電共振子でも、
図１および図２に示す圧電共振子と同様に、圧電縦効果
を利用した共振子となり、圧電横効果を利用した圧電共
振子に比べて、電気機械結合係数が大きく、ΔＦが大き
く、帯域幅の大きい特性を得ることができるとともに、
圧電共振子を取り扱う設備の自動化を進める場合の問題
を回避することができ、さらに、回路基板などに実装す
るとき、外部回路とのインピーダンス整合をとることが
容易である。
【００３１】図１５には、図１２に示す圧電共振子１０
において、欠落部２４の深さｄと共振周波数Ｆｒとの関
係を示す。図１５に示す関係から明らかなように、図１
２に示す圧電共振子１０では、欠落部２４の深さｄが浅
い場合において、すなわち、欠落部２４の形成し始め付
近において、共振周波数Ｆｒが欠落部２４の深さｄに比
例するので、共振周波数Ｆｒを調整しやすい。また、図
１２に示す圧電共振子１０の反共振周波数Ｆａなどの他
の周波数も、欠落部２４の深さｄに従って、共振周波数
Ｆｒと同様に変化する。なお、図１〜図１１に示す圧電
共振子の共振周波数や反共振周波数などの周波数も、図
１２に示す圧電共振子と同様に、欠落部２４の深さに従
って変化する。
【００３２】図１６は図１２に示す圧電共振子の変形例
を示す図解図である。図１６に示す圧電共振子では、図
１２に示す圧電共振子と比べて、基体１２の全ての角部
すなち８つの角部に、傾斜した平坦な表面を有する欠落
部２４がそれぞれ形成される。
【００３３】図１７は図１２に示す圧電共振子の他の変
形例を示す図解図である。図１７に示す圧電共振子で
は、図１２に示す圧電共振子と比べて、欠落部２４の表
面が湾曲している。
【００３４】図１８は図１６に示す圧電共振子の変形例
を示す図解図である。図１８に示す圧電共振子では、図
１６に示す圧電共振子と比べて、基体１２の全ての角部
すなわち８つの角部に、表面が湾曲した欠落部２４がそ
れぞれ形成される。
【００３５】図１６、図１７および図１８に示す圧電共
振子でも、それぞれ、図１２に示す圧電共振子と同様に
基体１２の角部に欠落部２４が形成されているので、図
１２に示す圧電共振子と同様の効果を奏する。
【００３６】なお、図１〜図１８に示す各圧電共振子で
は、たとえば、サンドペーパーなどで基体１２などを削
ることによって、欠落部２４を形成することができる。
【００３７】また、図１８に示す圧電共振子１０では、
たとえばバレルによる研摩加工によっても欠落部２４を
形成することができる。図１９には、図１８に示す圧電
共振子１０において、欠落部２４を形成するためのバレ
ルによる研摩加工時間と共振周波数Ｆｒとの関係を示
す。図１９に示す関係から明らかなように、図１８に示
す圧電共振子１０では、共振周波数Ｆｒがバレルによる
研摩加工時間に比例するので、共振周波数Ｆｒを調整し
やすい。なお、図１８に示す圧電共振子１０の反共振周
波数Ｆａなどの他の周波数も、共振周波数Ｆｒと同様に
変化するので、調整しやすい。
【００３８】上述の各圧電共振子１０を用いて、発振子
やディスクリミネータなどの電子部品が作製される。こ
こでは、図７に示す圧電共振子１０が用いられている。
図２０は、電子部品６０の一例を示す図解図である。電
子部品６０は、支持部材としての絶縁体基板６２を含
む。絶縁体基板６２の対向する端部には、それぞれ２つ
ずつ凹部６４が形成される。絶縁体基板６２の一方面上
には、２つのパターン電極６６，６８が形成される。一
方のパターン電極６６は、対向する凹部６４間に形成さ
れ、その一端側から絶縁体基板６２の中央部に向かっ
て、Ｌ字状に延びる部分を有する。また、他方のパター
ン電極６８は、別の対向する凹部６４間に形成され、そ
の他端側から絶縁体基板６２の中央部に向かって、Ｌ字
状に延びる部分を有する。これらのパターン電極６６，
６８は、絶縁体基板６２の凹部６４から他方面に向かっ
て、回り込むように形成される。
【００３９】絶縁体基板６２の中央部において、パター
ン電極６６，６８の端部には、導電性接着剤など（図示
せず）が付与される。そして、それらの導電性接着剤上
に、上述の圧電共振子１０の外部電極２０，２２長手方
向略中央部に形成した導電ペーストなどからなる取付部
材７０が図２１に示すように、それぞれ取り付けられ
る。
【００４０】さらに、絶縁体基板６２上に、金属キャッ
プ７４がかぶせられる。このとき、金属キャップ７４と
パターン電極６６，６８とが導通しないように、絶縁体
基板６２およびパターン電極６６，６８上に絶縁性樹脂
などの絶縁物が塗布される。そして、金属キャップ７４
がかぶせられることによって、電子部品６０が作製され
る。この電子部品６０では、絶縁体基板６２の凹部６４
から裏面に回り込むように形成されたパターン電極６
６，６８が、外部回路と接続するための入出力端子とし
て用いられる。
【００４１】この電子部品６０では、取付部材７０が形
成され、この取付部材７０に圧電共振子１０の中央部が
固定されているため、圧電共振子１０の端部が絶縁体基
板６２から離れた状態で配置され、振動が阻害されな
い。また、圧電共振子１０のノード点である中央部が取
付部材７０で固定されるため、励振される長さ振動が弱
められない。
【００４２】また、この電子部品６０は、ＩＣなどとと
もに回路基板などに取り付けて用いられ、たとえば発振
子やディスクリミネータとして用いられる。このような
構造の電子部品６０では、金属キャップ７４で密封・保
護されているため、リフロー半田などによる取り付けが
可能なチップ部品として使用することができる。
【００４３】この電子部品６０を発振子として使用する
場合、上述の圧電共振子１０が用いられているので、ス
プリアスが小さく抑えられ、スプリアスによる異常発振
を防止することができる。また、圧電共振子１０の容量
値を自由に設定できるため、外部回路とのインピーダン
ス整合をとることが容易である。特に、電圧制御発振器
用の発振子として使用する場合、共振子のΔＦが大きい
ので、従来にはない広い周波数可変範囲を得ることがで
きる。
【００４４】また、この電子部品６０をディスクリミネ
ータとして用いる場合、共振子のΔＦが大きいという特
徴は、ピークセパレーションが広いという特徴につなが
る。さらに、共振子の容量設計範囲が広いため、外部回
路とのインピーダンス整合をとることが容易である。ま
た、これらの圧電共振子１０を複数用いて、ラダー型フ
ィルタを構成することもできる。この場合にも、設計の
自由度の高いものとすることができる。
【００４５】上述の電子部品はチップ状に形成されてい
るが、この発明では電子部品はチップ状以外の形状とす
ることもできる。なお、圧電共振子１０としては、図７
に示すもの以外の本実施例に示した構造などを用いても
よいことは言うまでもない。
【００４６】なお、上述の各圧電共振子１０では電極１
４が圧電体層１２ａの主面全面に形成されているが、こ
の発明では、１つおきの電極１４が図２２（ａ）に示す
ように圧電体層１２ａの主面において上部の一端側を除
く部分に形成され、かつ、他の１つおきの電極１４が図
２２（ｂ）に示すように圧電体層１２ａの主面において
上部の他端側を除く部分に形成されてもよい。このよう
に電極１４を形成すれば、基体１２の１つの側面におい
て、１つのおきの電極１４の端部の基体１２の幅方向一
端側および他の１つおきの電極１４の端部の基体１２の
幅方向他端側が基体表面に露出しないので、絶縁膜１
６，１８が不要となる。
【００４７】また、上述の各圧電共振子１０では複数の
圧電体層１２ａが交互に逆方向に分極されているが、複
数の圧電体層１２ａの分極方向はこれに限らない。
【００４８】さらに、上述の各圧電共振子１０では、基
体１２の長手方向における圧電体層１２ａの各寸法ない
しは隣接する電極１４，１４間の各間隔が同一に形成さ
れているが、それらは同一に形成されなくてもよい。
【００４９】また、上述の各圧電共振子１０では、隣接
する電極１４，１４間において、１枚の圧電体層１２ａ
が設けられているが、複数枚の圧電体層が設けられても
よい。
【００５０】さらに、上述の各圧電共振子１０では、外
部電極２０，２２に接続される電極１４，１４が交互に
形成されているが、電極１４，１４は交互に形成されな
くてもよい。
【００５１】また、上述の各圧電共振子１０では基体１
２の２箇所以上の部分に欠落部２４が形成されている
が、この発明ては、欠落部２４は基体１２の縁部や角部
において１箇所の部分に形成されてもよく、この場合も
同様の効果を奏する。また、欠落部２４は、縁部と角部
に形成したものが混在していてもよい。
【００５２】図２３はこの発明にかかるダブルスーパー
ヘテロダイン受信機の一例を示すブロック図である。図
２３に示すダブルスーパーヘテロダイン受信機１００は
アンテナ１０２を含む。アンテナ１０２は入力回路１０
４の入力端に接続される。入力回路１０４は、アンテナ
１０２と後述の高周波増幅器１０６とのインピーダンス
整合を行い、希望波を選択する同調回路あるいはバンド
パスフィルタが用いられる。入力回路１０４の出力端
は、高周波増幅器１０６の入力端に接続される。高周波
増幅器１０６は、微弱な電波を低雑音増幅し感度を向上
させ、また、イメージ周波数選択度を改善するためのも
のである。高周波増幅器１０６の出力端は、第１の周波
数混合器１０８の入力端に接続される。第１の周波数混
合器１０８は、希望波と第１の局部発振波とを混合して
和または差の第１の中間周波をつくるためのものであ
る。第１の周波数混合器１０８の別の入力端には、第１
の局部発振器１１０の出力端が接続される。第１の局部
発振器１１０は、第１の中間周波をつくるための第１の
局部発振波を発振するためのものである。第１の周波数
混合器１０８の出力端は、第１のバンドパスフィルタ１
１２の入力端に接続される。第１のバンドパスフィルタ
１１２は、第１の中間周波を通過するためのものであ
る。第１のバンドパスフィルタ１１２の出力端は、第２
の周波数混合器１１４の入力端に接続される。第２の周
波数混合器１１４は、第１の中間周波と第２の局部発振
波とを混合して和または差の第２の中間周波をつくるた
めのものである。第２の周波数混合器１１４の別の入力
端には、第２の局部発振器１１６の出力端が接続され
る。第２の局部発振器１１６は、第２の中間周波をつく
るための第２の局部発振波を発振するためのものであ
る。第２の周波数混合器１１４の出力端は、第２のバン
ドパスフィルタ１１８の入力端に接続される。第２のバ
ンドパスフィルタ１１８は、第２の中間周波を通過する
ためのものである。第２のバンドパスフィルタ１１８の
出力端は、中間周波増幅器１２０の入力端に接続され
る。中間周波増幅器１２０は、第２の中間周波を増幅す
るためのものである。中間周波増幅器１２０の出力端
は、検波器１２２の入力端に接続される。検波器１２２
は、第２の中間周波から信号波を得るためのものであ
る。検波器１２２の出力端は、低周波増幅器１２４の入
力端に接続される。低周波増幅器１２４は、スピーカを
駆動できるレベルまで信号波を増幅するためのものであ
る。低周波増幅器１２４の出力端は、スピーカ１２６に
接続される。
【００５３】そして、この発明では、そのダブルスーパ
ーヘテロダイン受信機１００において、検波器１２２に
上述の圧電共振子が用いられてもよく、また、第１のバ
ンドパスフィルタ１１２および第２のバンドパスフィル
タ１１８にそれぞれ上述の圧電共振子を含むラダーフィ
ルタが用いられてもよい。圧電共振子を含むラダーフィ
ルタとしては、たとえば、特開平１０−５１２６１号に
開示されているように、４つの圧電共振子を梯子型に接
続したラダーフィルタが用いられてもよい。このような
受信機は、小型で、受信特性に優れたものとなる。
【００５４】また、この発明では、シングルスーパーヘ
テロダイン受信機において、検波器に上述の圧電共振子
が用いられてもよく、また、バンドパスフィルタに上述
のラダーフィルタが用いられてもよい。このようなシン
グルスーパーヘテロダイン受信機も、上述したダブルス
ーパーヘテロダイン受信機同様、小型で、受信特性に優
れたものとなる。
【００５５】
【発明の効果】この発明によれば、スプリアスが小さく
共振周波数と反共振周波数との差ΔＦが大きい圧電共振
子の周波数を高い周波数に調整することができる。その
ため、圧電共振子の歩留りがよくなる。さらに、この発
明によれば、圧電共振子の長さを変えずに、しかも波形
を変えることなく、周波数を高い周波数に調整すること
ができる。また、この発明にかかる圧電共振子を用いて
電子部品を作製する場合、チップ型の電子部品とするこ
とができるので、回路基板などに実装することが簡単で
ある。さらに、この発明によれば、スプリアスが小さく
共振周波数と反共振周波数との差ΔＦが大きく周波数を
高い周波数に調整した圧電共振子を用いた通信機器が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる圧電共振子の一例において外
部電極を上に向けた状態を示す図解図である。
【図２】図１に示す圧電共振子において外部電極を下に
向けた状態を示す図解図である。
【図３】図１および図２に示す圧電共振子において欠落
部を形成する前（加工前）の周波数特性および欠落部を
形成した後（加工後）の周波数特性を示すグラフであ
る。
【図４】図１および図２に示す圧電共振子の変形例を示
す図解図である。
【図５】図１および図２に示す圧電共振子の他の変形例
を示す図解図である。
【図６】図４に示す圧電共振子の変形例を示す図解図で
ある。
【図７】この発明にかかる圧電共振子の他の例を示す図
解図である。
【図８】図７に示す圧電共振子において欠落部を形成す
る前（加工前）の周波数特性および欠落部を形成した後
（加工後）の周波数特性を示すグラフである。
【図９】図７に示す圧電共振子の変形例を示す図解図で
ある。
【図１０】図７に示す圧電共振子の他の変形例を示す図
解図である。
【図１１】図９に示す圧電共振子の変形例を示す図解図
である。
【図１２】この発明にかかる圧電共振子のさらに他の例
を示す図解図である。
【図１３】図１２に示す圧電共振子において欠落部を示
す図解図である。
【図１４】図１２に示す圧電共振子において欠落部を形
成する前（加工前）の周波数特性および欠落部を形成し
た後（加工後）の周波数特性を示すグラフである。
【図１５】図１２に示す圧電共振子において欠落部の深
さｄと共振周波数Ｆｒとの関係を示すグラフである。
【図１６】図１２に示す圧電共振子の変形例を示す図解
図である。
【図１７】図１２に示す圧電共振子の他の変形例を示す
図解図である。
【図１８】図１６に示す圧電共振子の変形例を示す図解
図である。
【図１９】図１８に示す圧電共振子において欠落部を形
成するためのバレルによる研摩加工時間と共振周波数Ｆ
ｒとの関係を示すグラフである。
【図２０】この発明にかかる圧電共振子を用いた電子部
品の一例を示す図解図である。
【図２１】図２０に示す圧電共振子の取り付け構造を示
す側面図である。
【図２２】圧電共振子に用いられる電極の変形例を示す
平面図である。
【図２３】この発明にかかるダブルスーパーヘテロダイ
ン受信機の一例を示すブロック図である。
【図２４】この発明の背景となる積層構造の圧電共振子
の一例を示す図解図である。
【符号の説明】
１０ 圧電共振子 １２ 基体 １２ａ 圧電体層 １４ 電極 １６，１８ 絶縁膜 ２０，２２ 外部電極 ２４ 欠落部 １００ ダブルスーパーヘテロダイン受信機 １１２ 第１のバンドパスフィルタ １１８ 第２のバンドパスフィルタ １２２ 検波器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−72211（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−104684（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−40126（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭63−24324（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平５−35607（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−61170（ＪＰ，Ｂ２) 実公 平３−23705（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03H 9/00 - 9/215 H03H 9/54 - 9/60 H03H 3/00 - 3/04

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 長手方向を有する基体、 前記基体の内部に形成され、前記基体の長手方向と直交
    しかつ前記基体の長手方向に間隔を隔てて配置される複
    数の電極、および前記基体の側面に形成され、前記電極
    がいずれか一方に接続される一対の外部電極を備え、 前記基体は、前記基体の長手方向に交互に積層される複
    数の圧電体層と複数の前記電極を備え、 前記圧電体層は、前記電極の両側で前記基体の長手方向
    に沿って互いに逆向きに分極されるとともに、隣合う前
    記電極がそれぞれ別の前記外部電極に接続され、前記複
    数の電極によって、個々の前記圧電体層に、前記一対の
    外部電極を介して前記基体の長手方向に交流電界を加え
    て、個々の前記圧電体層に圧電縦効果による伸縮の駆動
    力を発生させ、前記基体の長手方向の全長に対して前記
    基体の中心部をノードとする長さ振動モードの基本振動
    を励振させる圧電共振子であって、 前記基体の長手方向の端縁部に、前記電極にまたがらな
    い欠落部を有することを特徴とする、圧電共振子。
  2. 【請求項２】 長手方向を有する基体、 前記基体の内部に形成され、前記基体の長手方向と直交
    しかつ前記基体の長手方向に間隔を隔てて配置される複
    数の電極、および前記基体の側面に形成され、前記電極
    がいずれか一方に接続される一対の外部電極を備え、 前記基体は、前記基体の長手方向に交互に積層される複
    数の圧電体層と複数の前記電極を備え、 前記圧電体層は、前記電極の両側で前記基体の長手方向
    に沿って互いに逆向きに分極されるとともに、隣合う前
    記電極がそれぞれ別の前記外部電極に接続され、前記複
    数の電極によって、個々の前記圧電体層に、前記一対の
    外部電極を介して前記基体の長手方向に交流電界を加え
    て、個々の前記圧電体層に圧電縦効果による伸縮の駆動
    力を発生させ、前記基体の長手方向の全長に対して前記
    基体の中 心部をノードとする長さ振動モードの基本振動
    を励振させる圧電共振子であって、 前記基体の長手方向に平行な角部に、前記電極の形状を
    略同形状に保つ欠落部を有することを特徴とする、圧電
    共振子。
  3. 【請求項３】 長手方向を有する基体、 前記基体の内部に形成され、前記基体の長手方向と直交
    しかつ前記基体の長手方向に間隔を隔てて配置される複
    数の電極、および前記基体の側面に形成され、前記電極
    がいずれか一方に接続される一対の外部電極を備え、 前記基体は、前記基体の長手方向に交互に積層される複
    数の圧電体層と複数の前記電極を備え、 前記圧電体層は、前記電極の両側で前記基体の長手方向
    に沿って互いに逆向きに分極されるとともに、隣合う前
    記電極がそれぞれ別の前記外部電極に接続され、前記複
    数の電極によって、個々の前記圧電体層に、前記一対の
    外部電極を介して前記基体の長手方向に交流電界を加え
    て、個々の前記圧電体層に圧電縦効果による伸縮の駆動
    力を発生させ、前記基体の長手方向の全長に対して前記
    基体の中心部をノードとする長さ振動モードの基本振動
    を励振させる圧電共振子の周波数調整方法であって、 前記圧電共振子の周波数を調整するために前記基体の長
    手方向の端縁部の少なくとも一部を前記電極にまたがら
    ないように除去する工程を含む、圧電共振子の周波数調
    整方法。
  4. 【請求項４】 長手方向を有する基体、 前記基体の内部に形成され、前記基体の長手方向と直交
    しかつ前記基体の長手方向に間隔を隔てて配置される複
    数の電極、および前記基体の側面に形成され、前記電極
    がいずれか一方に接続される一対の外部電極を備え、 前記基体は、前記基体の長手方向に交互に積層される複
    数の圧電体層と複数の前記電極を備え、 前記圧電体層は、前記電極の両側で前記基体の長手方向
    に沿って互いに逆向き に分極されるとともに、隣合う前
    記電極がそれぞれ別の前記外部電極に接続され、前記複
    数の電極によって、個々の前記圧電体層に、前記一対の
    外部電極を介して前記基体の長手方向に交流電界を加え
    て、個々の前記圧電体層に圧電縦効果による伸縮の駆動
    力を発生させ、前記基体の長手方向の全長に対して前記
    基体の中心部をノードとする長さ振動モードの基本振動
    を励振させる圧電共振子の周波数調整方法であって、 前記圧電共振子の周波数を調整するために前記基体の長
    手方向に平行な角部の少なくとも一部を前記電極の形状
    を略同形状に保つように除去する工程を含む、圧電共振
    子の周波数調整方法。
  5. 【請求項５】 中間周波から信号波を得るための検波器
    を有する通信機器であって、請求項１または請求項２に
    記載の圧電共振子が前記検波器に用いられた、通信機
    器。
  6. 【請求項６】 中間周波を通過するためのバンドパスフ
    ィルタを有する通信機器であって、請求項１または請求
    項２に記載の圧電共振子を含むラダーフィルタが前記バ
    ンドパスフィルタに用いられた、通信機器。
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