JPH07254839A - 水晶振動子 - Google Patents
水晶振動子Info
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- JPH07254839A JPH07254839A JP6814494A JP6814494A JPH07254839A JP H07254839 A JPH07254839 A JP H07254839A JP 6814494 A JP6814494 A JP 6814494A JP 6814494 A JP6814494 A JP 6814494A JP H07254839 A JPH07254839 A JP H07254839A
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、ｎ（ｎは３以上の奇数）次高調波
発振を、安定に発生させる、小型矩形の低コスト厚みす
べり水晶振動子を提供するものである。 【構成】 振動板１１の２つの短辺のうち、一方の短辺
１１ａにのみ接し、電極１２、１２′が設けられ、か
つ、その面積を、振動板面積の４０％から６０％にした
構成である。 【効果】 振動板に振動抑制部材や、発振回路に周波数
選択回路を用いないで、安定にｎ次高調波発振が行え
る。
発振を、安定に発生させる、小型矩形の低コスト厚みす
べり水晶振動子を提供するものである。 【構成】 振動板１１の２つの短辺のうち、一方の短辺
１１ａにのみ接し、電極１２、１２′が設けられ、か
つ、その面積を、振動板面積の４０％から６０％にした
構成である。 【効果】 振動板に振動抑制部材や、発振回路に周波数
選択回路を用いないで、安定にｎ次高調波発振が行え
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ｎ（ｎは３以上の奇
数）次高調波振動、例えば、３次、５次の高調波振動を
発生させることができる水晶振動子の電極構造に関する
ものである。
数）次高調波振動、例えば、３次、５次の高調波振動を
発生させることができる水晶振動子の電極構造に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】水晶振動子を用いて、メがヘルツオーダ
ー以上の高い周波数を得るには、水晶振動子の色々な振
動モードのうち、厚みすべり振動モードを用いる。厚み
すべり振動モードの周波数は数１の厚みすべり水晶振動
板の周波数算出式に示す。
ー以上の高い周波数を得るには、水晶振動子の色々な振
動モードのうち、厚みすべり振動モードを用いる。厚み
すべり振動モードの周波数は数１の厚みすべり水晶振動
板の周波数算出式に示す。
【０００３】
【数１】
【０００４】例えば、１０ＭＨｚでは、ｙ′は０．１６
７ｍｍとなり、３０ＭＨｚでは、０．０５６ｍｍ、であ
る。従って、高い周波数を得るには、薄い振動板を用い
ればよいが、０．１ｍｍ以下の薄い振動板を、精度と歩
留りを良く加工することは困難である。
７ｍｍとなり、３０ＭＨｚでは、０．０５６ｍｍ、であ
る。従って、高い周波数を得るには、薄い振動板を用い
ればよいが、０．１ｍｍ以下の薄い振動板を、精度と歩
留りを良く加工することは困難である。
【０００５】このため、従来、２０ＭＨｚ以上の高い周
波数を得るには、基本波ではなく、３次、５次、等の高
調波振動を利用するのが一般的である。
波数を得るには、基本波ではなく、３次、５次、等の高
調波振動を利用するのが一般的である。
【０００６】以下に従来の３次高調波発振を、図面を用
いて説明する。図５に、従来から一般的に用いられてい
る３次高調波発振の方法を示した。（Ａ）は、３次高調
波発振用の周波数選択回路を持った、Ｃ−ＭＯＳＩＣ発
振回路の回路図であり、（Ｂ）はこの発振回路に用いら
れる一般的な振動板を示す斜視図である。
いて説明する。図５に、従来から一般的に用いられてい
る３次高調波発振の方法を示した。（Ａ）は、３次高調
波発振用の周波数選択回路を持った、Ｃ−ＭＯＳＩＣ発
振回路の回路図であり、（Ｂ）はこの発振回路に用いら
れる一般的な振動板を示す斜視図である。
【０００７】振動板５０は、その中央部に、一対の電極
５１を有し、電極リード終端部５１ａで支持される。そ
して、一対の電極５１に電界が印加され厚みすべり振動
を行う。
５１を有し、電極リード終端部５１ａで支持される。そ
して、一対の電極５１に電界が印加され厚みすべり振動
を行う。
【０００８】本タイプの振動板は、図２のグラフに示し
たように、１次（基本波）と３次の振動のクリスタルイ
ンピーダンス（以下ＣＩと略す）が同じなため、１次、
３次のどちらでも発振可能である。このため３次高調波
で安定に発振させるため、（Ａ）に示した発振回路が用
いられる。即ち、３次高調波発振周波数と同一の周波数
で、コイルＬとコンデンサーＣからなる周波数選択回路
５２を設け、３次の出力のみを取り出す構成である。
たように、１次（基本波）と３次の振動のクリスタルイ
ンピーダンス（以下ＣＩと略す）が同じなため、１次、
３次のどちらでも発振可能である。このため３次高調波
で安定に発振させるため、（Ａ）に示した発振回路が用
いられる。即ち、３次高調波発振周波数と同一の周波数
で、コイルＬとコンデンサーＣからなる周波数選択回路
５２を設け、３次の出力のみを取り出す構成である。
【０００９】図６（Ａ）は、従来の他のＣＭＯＳ−ＩＣ
による発振回路の回路図であり、（Ｂ）は、この発振回
路に用いる水晶振動板の斜視図であり、（Ｃ）は、厚み
すべり振動モードを示す長辺方向の断面図である。
による発振回路の回路図であり、（Ｂ）は、この発振回
路に用いる水晶振動板の斜視図であり、（Ｃ）は、厚み
すべり振動モードを示す長辺方向の断面図である。
【００１０】図６の（Ｂ）において、振動板６０には、
その中央部に、蒸着法、スパッタリング法等により、一
対の電極６１、６１′が、Ａｇ、Ａｕ等の部材により形
成されている。そして、電極リード終端部６１ａと、支
持部材とがハンダ、導電接着剤等を用いて、接続され
る。（Ｃ）は、厚みすべり基本波振動モードを示す説明
図で、振動板６０の厚さの中心に対して、上下面が、実
線及び破線の方向に交互にすべる振動である。３次高調
波振動モードも同様であるが、周波数は、厚さの１／３
で決定される。
その中央部に、蒸着法、スパッタリング法等により、一
対の電極６１、６１′が、Ａｇ、Ａｕ等の部材により形
成されている。そして、電極リード終端部６１ａと、支
持部材とがハンダ、導電接着剤等を用いて、接続され
る。（Ｃ）は、厚みすべり基本波振動モードを示す説明
図で、振動板６０の厚さの中心に対して、上下面が、実
線及び破線の方向に交互にすべる振動である。３次高調
波振動モードも同様であるが、周波数は、厚さの１／３
で決定される。
【００１１】上記の振動板は、図６（Ａ）のＣ−ＭＯＳ
ＩＣ発振回路で用いられる。振動板は発振回路におい
て、等価的にコイルとして動作する。従って、コンデン
サーＣ1 、Ｃ2 とで共振回路ができ、正帰還を行う抵抗
ＲｆとＩＣの増巾作用により発振が行われ、一般に、Ｃ
Ｉ値の良い値を示す次数で発振する。
ＩＣ発振回路で用いられる。振動板は発振回路におい
て、等価的にコイルとして動作する。従って、コンデン
サーＣ1 、Ｃ2 とで共振回路ができ、正帰還を行う抵抗
ＲｆとＩＣの増巾作用により発振が行われ、一般に、Ｃ
Ｉ値の良い値を示す次数で発振する。
【００１２】従って、３次高調波発振を安定に行わせる
ためには、基本波（１次）振動のＣＩ値が、３次高調波
振動のＣＩ値より数倍悪いことが必要である。このた
め、従来の出願として、例えば、特開平４−３６１２号
公報があり、振動板６０の側面に、エポキシ接着剤を塗
布した振動抑制部６２を設け、１次振動のＣＩ値を３次
のそれより悪くするような構成である。
ためには、基本波（１次）振動のＣＩ値が、３次高調波
振動のＣＩ値より数倍悪いことが必要である。このた
め、従来の出願として、例えば、特開平４−３６１２号
公報があり、振動板６０の側面に、エポキシ接着剤を塗
布した振動抑制部６２を設け、１次振動のＣＩ値を３次
のそれより悪くするような構成である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の図
５（Ｂ）の振動板では、発振回路に、周波数選択回路を
持たせる必要がある。このため、周波数選択回路の定数
調整工程を必要とし、又、部品数も増えるのでコスト高
となる。
５（Ｂ）の振動板では、発振回路に、周波数選択回路を
持たせる必要がある。このため、周波数選択回路の定数
調整工程を必要とし、又、部品数も増えるのでコスト高
となる。
【００１４】又、従来の図６（Ｂ）の振動板では、振動
抑制部材の塗布工程を必要とし、更に振動板が薄いた
め、塗布工程において、振動抑制部材が、振動面にも回
り込み、ＣＩ値が悪化し、振動が不可能となる、等の問
題があった。
抑制部材の塗布工程を必要とし、更に振動板が薄いた
め、塗布工程において、振動抑制部材が、振動面にも回
り込み、ＣＩ値が悪化し、振動が不可能となる、等の問
題があった。
【００１５】本発明の目的は、上記課題を解決しようと
するもので、ｎ次高調波発振を、安定に発生させる、小
型矩形の低コスト厚みすべり水晶振動子を提供すること
にある。
するもので、ｎ次高調波発振を、安定に発生させる、小
型矩形の低コスト厚みすべり水晶振動子を提供すること
にある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の要旨は、結晶軸のｘ軸を長辺とする矩形振動
板に形成される電極を、Ｚ′軸である一つの短辺に接
し、その面積が、振動板の面積の４０％から６０％にし
たことを特徴とするものである。
の本発明の要旨は、結晶軸のｘ軸を長辺とする矩形振動
板に形成される電極を、Ｚ′軸である一つの短辺に接
し、その面積が、振動板の面積の４０％から６０％にし
たことを特徴とするものである。
【００１７】
【作用】即ち、厚みすべり振動を励振させる電極を、端
部に形成したことにより、３次ＣＩ値を１次ＣＩ値より
数倍良くしたものである。
部に形成したことにより、３次ＣＩ値を１次ＣＩ値より
数倍良くしたものである。
【００１８】
【実施例】以下図面により本発明の実施例を説明する。
図１（Ａ）は、本発明の厚みすべり矩形振動板の実施例
を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、厚みすべり振動モ
ードを示す振動板の長手方向の断面図であり、図２は、
その基本波と３次高調波のＣＩ値の特性を表すグラフで
ある。
図１（Ａ）は、本発明の厚みすべり矩形振動板の実施例
を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、厚みすべり振動モ
ードを示す振動板の長手方向の断面図であり、図２は、
その基本波と３次高調波のＣＩ値の特性を表すグラフで
ある。
【００１９】同図に示す実施例の試料は、結晶軸の長辺
をｘ軸とし、長さ６ｍｍ、短辺をＺ′軸とし、巾２ｍ
ｍ、ｙ′軸の厚さ０．１００ｍｍで、基本波振動の周波
数１６．７ＭＨｚ、３次高調波振動の周波数５０．１Ｍ
Ｈｚの振動板である。
をｘ軸とし、長さ６ｍｍ、短辺をＺ′軸とし、巾２ｍ
ｍ、ｙ′軸の厚さ０．１００ｍｍで、基本波振動の周波
数１６．７ＭＨｚ、３次高調波振動の周波数５０．１Ｍ
Ｈｚの振動板である。
【００２０】振動板１１の電極１２は、振動板１１の短
辺１１ａ、１１ｂの一方の短辺１１ａに接し、一対の電
極１２、１２′がＡｇ、Ａｕ等の部材を用い形成されて
いる。そしてその面積は、振動板面積の５０％にしてあ
る。この振動板１１の電極１２の面積は４０〜６０％の
範囲にあれば本発明の効果を得ることは可能である。こ
の理由は、４０％以下にした場合、ＣＩ値が１次、３次
振動とも悪化し、又、６０％以上にした場合、スプリア
ス振動と結合してしまうからで、４０％から６０％が最
良であるためである。１３は電極イード部で、終端部１
３ａは、支持部材と、ハンダ、導電接着剤等を用い、接
続される。
辺１１ａ、１１ｂの一方の短辺１１ａに接し、一対の電
極１２、１２′がＡｇ、Ａｕ等の部材を用い形成されて
いる。そしてその面積は、振動板面積の５０％にしてあ
る。この振動板１１の電極１２の面積は４０〜６０％の
範囲にあれば本発明の効果を得ることは可能である。こ
の理由は、４０％以下にした場合、ＣＩ値が１次、３次
振動とも悪化し、又、６０％以上にした場合、スプリア
ス振動と結合してしまうからで、４０％から６０％が最
良であるためである。１３は電極イード部で、終端部１
３ａは、支持部材と、ハンダ、導電接着剤等を用い、接
続される。
【００２１】図１（Ｂ）に、厚みすべり振動モードを示
した。電極１２、１２′に電界が印加されることによ
り、振動板の厚さの中心に対し、上下面が、実線と破線
の方向の交互にすべる振動を行う。この時に、電極が短
辺に接し設けられているため、振動が振動板の端部で行
われる。即ち、振動板の重心では主振動は行われていな
い。
した。電極１２、１２′に電界が印加されることによ
り、振動板の厚さの中心に対し、上下面が、実線と破線
の方向の交互にすべる振動を行う。この時に、電極が短
辺に接し設けられているため、振動が振動板の端部で行
われる。即ち、振動板の重心では主振動は行われていな
い。
【００２２】基本波振動を安定に行わせるには、振動板
の重心を電極の重心とが一致していることが必要であ
る。本実施例では、それらの重心をずらしてある。この
ため図２に示したようにＣＩ値の特性が、基本波は３次
波の数倍悪くなったという結果が得られた。
の重心を電極の重心とが一致していることが必要であ
る。本実施例では、それらの重心をずらしてある。この
ため図２に示したようにＣＩ値の特性が、基本波は３次
波の数倍悪くなったという結果が得られた。
【００２３】図３は、本発明の他の実施例を示す斜視図
である。一対の電極２２は、振動板２１の２つの短辺２
１ａ、２１ｂの一方の短辺２１ａと、２つの長辺の一方
に接し設けられ、その面積は、振動板の面積の４０％か
ら６０％にした構成である。
である。一対の電極２２は、振動板２１の２つの短辺２
１ａ、２１ｂの一方の短辺２１ａと、２つの長辺の一方
に接し設けられ、その面積は、振動板の面積の４０％か
ら６０％にした構成である。
【００２４】図４は、更に、本発明の他の実施例を示す
斜視図である。一対の電極３２は、振動板３１の２つの
短辺３１ａ、３１ｂの一方の短辺３１ａに接し、２つの
長辺のいずれにも接しないで設けられ、その面積は、振
動板面積の４０％から６０％にした構成である。
斜視図である。一対の電極３２は、振動板３１の２つの
短辺３１ａ、３１ｂの一方の短辺３１ａに接し、２つの
長辺のいずれにも接しないで設けられ、その面積は、振
動板面積の４０％から６０％にした構成である。
【００２５】図３、図４の実施例においても、図２の本
発明例と同様なＣＩ値特性が得られた。
発明例と同様なＣＩ値特性が得られた。
【００２６】上記の振動板は、上下面が平行な平板タイ
プの実施例であるが、図７の（Ａ）、（Ｂ）に断面図で
示した上下面が平行でない、ベベルタイプ、シリンドリ
カルタイプにも、本構造の電極は適用できる。
プの実施例であるが、図７の（Ａ）、（Ｂ）に断面図で
示した上下面が平行でない、ベベルタイプ、シリンドリ
カルタイプにも、本構造の電極は適用できる。
【００２７】
【発明の効果】上記のごとく本発明によれば次のような
効果がある。 １．小型化された矩形水晶振動板に対して、安定に、ｎ
次高調波振動を発生させることができる。 ２．発振回路は、周波数選択回路を必要としないので、
容易に、安価に、ｎ次高調波発振回路が得られる。 ３．振動板の電極形成は、蒸着マスクの変更で行えるの
で、基本波と同一の製造工程で製作でき、低コスト化が
できる。
効果がある。 １．小型化された矩形水晶振動板に対して、安定に、ｎ
次高調波振動を発生させることができる。 ２．発振回路は、周波数選択回路を必要としないので、
容易に、安価に、ｎ次高調波発振回路が得られる。 ３．振動板の電極形成は、蒸着マスクの変更で行えるの
で、基本波と同一の製造工程で製作でき、低コスト化が
できる。
【図１】本発明の一実施例を示す水晶振動板の斜視図で
ある。
ある。
【図２】本発明の水晶振動板の特性を示すグラフであ
る。
る。
【図３】本発明の他の実施例を示す水晶振動板の斜視図
である。
である。
【図４】本発明の他の実施例を示す水晶振動板の斜視図
である。
である。
【図５】従来の水晶振動板を示す斜視図及び発振回路の
回路図である。
回路図である。
【図６】従来の水晶振動板を示す斜視図及び発振回路の
回路図である。
回路図である。
【図７】本発明の振動板形状の他の実施例を示す断面図
である。
である。
１１、５０、６０ 水晶振動板 １２、１２′、５１、６１、６１′ 電極 ５２ 周波数選択回路 ６２ 振動抑制部
Claims (1)
- 【請求項１】 ｎ次（ｎは３以上の奇数）高調波振動を
発生させる、矩形厚みすべり水晶振動子の電極構造にお
いて、前記電極は、矩形振動板の２つの短辺のうちの、
一方の短辺に接し、該短辺は、結晶軸のＺ′軸であり、
更に電極の面積は、振動板面積の４０％から６０％の面
積であることを特徴とする水晶振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6814494A JPH07254839A (ja) | 1994-03-14 | 1994-03-14 | 水晶振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6814494A JPH07254839A (ja) | 1994-03-14 | 1994-03-14 | 水晶振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07254839A true JPH07254839A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=13365262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6814494A Pending JPH07254839A (ja) | 1994-03-14 | 1994-03-14 | 水晶振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07254839A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000052821A1 (fr) * | 1999-03-01 | 2000-09-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif de vibration piezo-electrique |
| JP2002076825A (ja) * | 2000-08-31 | 2002-03-15 | Kinseki Ltd | 小型矩形圧電振動子 |
| JP2007174630A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-07-05 | Daishinku Corp | 水晶振動子 |
| JP5918454B1 (ja) * | 2014-05-17 | 2016-05-18 | 京セラ株式会社 | 圧電部品 |
-
1994
- 1994-03-14 JP JP6814494A patent/JPH07254839A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000052821A1 (fr) * | 1999-03-01 | 2000-09-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif de vibration piezo-electrique |
| US6518688B1 (en) | 1999-03-01 | 2003-02-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric vibration device |
| JP2002076825A (ja) * | 2000-08-31 | 2002-03-15 | Kinseki Ltd | 小型矩形圧電振動子 |
| JP4531953B2 (ja) * | 2000-08-31 | 2010-08-25 | 京セラキンセキ株式会社 | 小型矩形圧電振動子 |
| JP2007174630A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-07-05 | Daishinku Corp | 水晶振動子 |
| JP5918454B1 (ja) * | 2014-05-17 | 2016-05-18 | 京セラ株式会社 | 圧電部品 |
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