JPS5846800A - 静電型超音波振動子 - Google Patents

静電型超音波振動子

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JPS5846800A
JPS5846800A JP56144902A JP14490281A JPS5846800A JP S5846800 A JPS5846800 A JP S5846800A JP 56144902 A JP56144902 A JP 56144902A JP 14490281 A JP14490281 A JP 14490281A JP S5846800 A JPS5846800 A JP S5846800A
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JP
Japan
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fixed electrode
grooves
diaphragm
electrode
holes
Prior art date
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Pending
Application number
JP56144902A
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English (en)
Inventor
Susumu Katayama
進 片山
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00—Electrostatic transducers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシシノル型の電気音響変換器における静電型超
音波振動子に関するものである。
第１図にシシグル型の静電型超音波振動子の基本構成図
を示す。図中（１）“は円板形の固定電極で、この固定
電極＋１１“の表面に円板形の振動膜（２）が載置され
ている。（３）は振動膜（２）の表面に設けられだ円板
形の可動電極で、この可動電極（３）と固定電極ｆｉ＋
“との間に電源Ｅが印加されている。この電源Ｅは例え
は直流電圧に５０〜６０　ＫＨｚの周波数を重畳してい
る。しかして可動電極（３）と固定電極（１）“とに電
源Ｅからの電気信号が印加式れると、振動膜（２）が振
動して超音波を発生することになる。これら固定電極（
１）“や振動膜（２）等は振動面が＃１＃！平面である
ために、指向性は円形ピストシ音源の指向性理論式によ
って近似する事が可能である。そしてその値は次式に示
すようＫなる。。
但し、πは波長、ｄは音源直径、θは角度でおる。この
式にπ＝８．７　（ｍ）　、ｄ＝３６−を入れて指向性
を計算すると第２図に示すような特性を得る。すなわち
、サイド０−づの減衰が１６ｄＢ　ｌ。
かなく１．このようなビーム指向性を有する振動子を例
えは、超音波スイッチに用いると、前記サイド０−プに
よって不用な所に検知エリアが生じてしまう。このよう
なサイド０−づの大きくなる欠点をなくすために第３図
に示すような振動面の両サイドの位相を進める振動子が
提供されている。
第３図において、固定電極（ｔｌ’、振動膜（Ｔ３及び
可動電極（３）とのサシドイツチ構造は同一であるが、
固定電極（ｌどの中央部を平面状とし、周縁を円錐状に
形成し、固定電極（１）′の全面に一つて多数個の音波
放射穴（８）が穿孔しである。振動膜（２）と可動電極
（３）の周縁は枠状の固定枠（６）と固定台（７）め端
面とで挾持固定され、またこれら固定枠（６）と固定台
（７）の周縁部は固定電極（１）′の端部内周面に固定
されている。図中矢印方向が音波の出力方向である。か
かる場合に、サイド０−づは３０ｄＢはど減衰させるこ
とが可能であるが、共振周波数が８０　ＫＨｚ以上にな
り、そのため振動子を製品とし使用する周波数は約５０
〜６０　ＫＨｚなので使用できないという問題があつ九
。
本発明は上述の点に鑑みて提供したものであり、て、共
振周波数を低下すると共に音波信号と電気信号との変換
効率を高めることを目的とした静電型超音波振動子が提
供するものである。
以下本発明の実施例を図面により詳述する。
図中（１）は円板状の固定電極で、中央部が平面状に、
周縁部が円錐状に夫々形成しである。構成としては従来
と同様に固定電極ｆｌ）と可動電極（３）との間に振動
膜（２）がサンドイッチ轡造にしである。振動膜（２）
と接触する固定電極（１）の面には第６図に示すように
同心円状に多数の溝（４）が形成してあり、この溝１１
Ｆｉ振動膜（２）側に開口し且つ断面が矩形状に形成し
である。更に、溝（４）と同じ位置で小って固定電極１
１）の中心から放射状に穴＋６）が夫々穿孔してあり、
また穴（５）は固定電極（１）を貫通していて、穴（５
）の径は溝（４）の巾よシも゛大きく形成しである。
今、固定電極（１）の厚みをＩＮとし、外径が３８ｍ１
とした場合、溝（４）の巾は０．２〜０．５鰭、深さは
０．３〜０．５Ｍが適し、また穴（６）の径は１Ｍとし
である。
しかして、可動電極（３）と固定電極（１）とに電気信
号を印加すると、振動膜（２）は溝（４）上にて振動す
る。そこで溝（４）と同じ位置に開けた、穴（６）によ
って、その振動が振動膜（２）と反対方向に伝搬されて
音圧として出力される。第７図は、溝（４）を設けた場
合（曲線イ）と、溝＋４１を設けていない場合（曲線口
）の周波数と出力音圧との特性図を示し、曲線イに示す
ように共振周波数を低下させることができるものである
。第８図は固定電極（ｉ）に形成した溝（４）と穴（６
）との位置関係を示す特性曲線で、横軸に周波数、縦軸
に出力音圧をとっている一０曲線ハは穴（５）を＃ｆｉ
と同位置に設けたものであり、曲線二は穴（５）を直線
状に並べ、溝（４）を同心円状にして、一部分しか穴（
ｆｌ）と溝（４）とが重ならない場合の例である。従っ
て、擲（４）を設けることによシ共振周波数を下け、ま
た穴（６）を溝（４）と同位置に設けることにより変換
効率を上昇せしめている。
本発明は上述のように、固定電極の振動膜と接触する面
に、振動腹側に開口した矩形の溝を同心円状に多数形成
したので、第７図に示すごとく、溝を設けない場合と比
べて共振周波数を下けることができ、また溝と同位置に
固定電極を貫通する複数個の穴を穿孔したので、第８図
に示す如く、穴を溝と同位置に設けてないので比べ出力
音圧が約１０ｄＢ程上昇し、変換効率を高めることがで
きる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は静電型超音波振動子の基本構成図、第２図は同
上の特性図、第３図は他の従来例の振動子の断面図、第
、４図は本発明の′実施例の要部拡大断面図、第５図＃
′ｉ四上の固定電極の要部拡大斜視図、第６図（ａ）　
（ｂ）は夫々、同上の固定電極の平面図、断面図、第７
図は同上の溝の有無における周波数と出力音圧との関係
を示す特性図、第８図は閾上の鉤と穴との位置関係にお
ける周波数と出力音圧との特性図で、（ｌ）は固定電極
、（２）は振動膜、（３）は可動電極、（４）は溝、（
５）は穴である、　　　　・代理人　弁理士　石　１）
長　七 第１図 ３ 第４図 第２図 角曳（Ｑ） 第３図 第６図 （０） （ｂ） つ　５５ 第７図 １砲（Ｈｚ）

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ＋１１　　固定電極の表面に振動膜を設け、振動膜の表
    面に可動電極を設けて可動電極と固定電極間に電気信号
    を印加せしめる・ようにした静電型超音波振動子におい
    て、固定電極の振動膜と接触する面□に、振動膜側に開
    口した矩形の溝を同心円状に多数形成し、前記溝と同位
    置に固定電極を貫通する複数個の穴を穿孔せしめて成る
    ことを特徴とする靜１１型超音波振動子。
JP56144902A 1981-09-14 1981-09-14 静電型超音波振動子 Pending JPS5846800A (ja)

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GB08225689A GB2110901B (en) 1981-09-14 1982-09-09 Electronstatic transducer
CA000411172A CA1202113A (en) 1981-09-14 1982-09-10 Electrostatic transducer having a fixed electrode provided with depressions and through openings
DE3234060A DE3234060A1 (de) 1981-09-14 1982-09-14 Elektrostatischer wandler
US07/129,969 US4796725A (en) 1981-09-14 1987-12-04 Electrostatic transducer

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DE (1) DE3234060A1 (ja)
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