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JP7627110B2 - Piezoelectric transducers and ultrasonic transducers - Google Patents
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JP7627110B2 - Piezoelectric transducers and ultrasonic transducers - Google Patents

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Description

本発明は、圧電振動体および超音波トランスデューサに関する。 The present invention relates to a piezoelectric vibrator and an ultrasonic transducer.

下記特許文献1には、圧電振動子を用いた超音波トランスデューサが開示されている。このような超音波トランスデューサは、超音波を出力するとともに検知対象物において反射した超音波を受信する。 The following Patent Document 1 discloses an ultrasonic transducer that uses a piezoelectric vibrator. Such an ultrasonic transducer outputs ultrasonic waves and receives ultrasonic waves reflected by the object to be detected.

特開2014-82655号公報JP 2014-82655 A

発明者らは、全方位において同様の指向角で超音波を出力するのではなく、方位によって指向角を調整することで、検知の指向性を獲得することができるとの知見を得た。そこで、指向角の調整について研究を重ね、検知の指向性を実現することができる技術を新たに見出した。 The inventors discovered that detection directionality can be achieved by adjusting the directional angle depending on the direction, rather than outputting ultrasonic waves with the same directional angle in all directions. As a result, they conducted extensive research into adjusting the directional angle and discovered a new technology that can achieve detection directionality.

本発明は、検知の指向性を有する圧電振動体および超音波トランスデューサを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a piezoelectric vibrator and ultrasonic transducer with directional detection.

本発明の一形態に係る圧電振動体は、互いに対向する第1の主面および第2の主面を有する圧電体層と、第1の主面に設けられた第1の電極と、第2の主面に設けられ、第1の電極とは逆の極性である第2の電極とを有し、第1の電極と第2の電極とにより圧電体層が挟まれた領域として規定される活性領域が、圧電体層の厚さ方向から見て、圧電体層の厚さ方向に対して直交する第1の方向に沿って活性領域の幅が狭まる減幅部と活性領域の幅が広がる拡幅部とが並んだ狭窄部を含む。 A piezoelectric vibrator according to one embodiment of the present invention has a piezoelectric layer having a first main surface and a second main surface facing each other, a first electrode provided on the first main surface, and a second electrode provided on the second main surface and having the opposite polarity to the first electrode, and an active region defined as a region in which the piezoelectric layer is sandwiched between the first electrode and the second electrode includes a narrowing portion in which the width of the active region narrows and a widening portion in which the width of the active region widens are aligned along a first direction perpendicular to the thickness direction of the piezoelectric layer, as viewed in the thickness direction of the piezoelectric layer.

上記圧電振動体を超音波トランスデューサに適用した場合、活性領域が、第1の方向に沿って活性領域の幅が狭まる減幅部と活性領域の幅が広がる拡幅部とが並んだ狭窄部を含むため、第1の方向および圧電体層の厚さ方向に対して直交する方向における振動が制限される。そのため、上記圧電振動体によれば、第1の方向および圧電体層の厚さ方向に対して直交する方向の指向角が狭められ、検知の指向性を実現することができる。 When the above piezoelectric vibrator is applied to an ultrasonic transducer, the active region includes a narrowing section in which the width of the active region narrows along the first direction and a widening section in which the width of the active region widens, so that vibrations in the first direction and in a direction perpendicular to the thickness direction of the piezoelectric layer are restricted. Therefore, with the above piezoelectric vibrator, the directivity angle in the first direction and in a direction perpendicular to the thickness direction of the piezoelectric layer is narrowed, and detection directionality can be achieved.

他の形態に係る圧電振動体は、活性領域が、分断された第1の領域と第2の領域とで構成されており、第1の領域が減幅部を有し、かつ、第2の領域が拡幅部を有する。 In another embodiment, the active region of the piezoelectric vibrator is composed of a first region and a second region that are separated from each other, and the first region has a narrowing portion and the second region has a widening portion.

他の形態に係る圧電振動体は、第2の電極が、圧電体層の側面を通って第1の主面まで引き延ばされた引き延ばし端部を有し、圧電体層の厚さ方向から見て、第2の電極の引き延ばし端部が、活性領域の狭窄部と隣り合っている。 In another embodiment of the piezoelectric vibrator, the second electrode has an extended end that is extended through the side surface of the piezoelectric layer to the first main surface, and when viewed in the thickness direction of the piezoelectric layer, the extended end of the second electrode is adjacent to the narrowed portion of the active region.

他の形態に係る圧電振動体は、活性領域が正方形の外形を有する。 In another embodiment, the active area of the piezoelectric vibrator has a square outer shape.

他の形態に係る圧電振動体は、活性領域が真円形の外形を有する。 In another embodiment, the active area of the piezoelectric vibrator has a perfectly circular outer shape.

他の形態に係る圧電振動体は、活性領域が長方形の外形を有し、該長方形の長辺方向が第1の方向に沿っている。 In another embodiment, the active region of the piezoelectric vibrator has a rectangular outer shape, and the long side of the rectangle is aligned along the first direction.

他の形態に係る圧電振動体は、狭窄部の減幅部では活性領域の幅が漸減しており、拡幅部では活性領域の幅が漸増している。 In another embodiment of the piezoelectric vibrator, the width of the active region gradually decreases in the narrowed portion of the narrowed portion, and gradually increases in the widened portion of the narrowed portion.

他の形態に係る圧電振動体は、第2の電極が圧電体層の第2の主面の全域に亘って設けられており、圧電体層の厚さ方向から見て、第1の電極の形状と活性領域の形状とが一致している。 In another embodiment of the piezoelectric vibrator, the second electrode is provided over the entire area of the second main surface of the piezoelectric layer, and the shape of the first electrode and the shape of the active region are the same when viewed in the thickness direction of the piezoelectric layer.

本発明の一形態に係る超音波トランスデューサは、上記電振動体を備え、該圧電振動体が入力された電圧信号に応じて超音波を出力する。 An ultrasonic transducer according to one embodiment of the present invention includes the above-described piezoelectric vibrator, which outputs ultrasonic waves in response to an input voltage signal.

他の形態に係る超音波トランスデューサは、圧電振動体が収容される有底筒状のケースをさらに備え、圧電振動体の圧電体層の第2の主面がケースの底面と対面している。 An ultrasonic transducer according to another embodiment further includes a bottomed cylindrical case in which the piezoelectric transducer is housed, and the second main surface of the piezoelectric layer of the piezoelectric transducer faces the bottom surface of the case.

本発明によれば、検知の指向性を有する圧電振動体および超音波トランスデューサを提供することができる。 The present invention provides a piezoelectric vibrator and an ultrasonic transducer with directional detection.

一実施形態に係る超音波検知システムを示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an ultrasonic detection system according to an embodiment. 図1の超音波トランスデューサを示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the ultrasonic transducer of FIG. 1. 図2の圧電振動体を示す概略斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view showing the piezoelectric vibrator of FIG. 2 . 図3の圧電振動体の圧電体層の活性領域を示した図である。4 is a diagram showing an active region of a piezoelectric layer of the piezoelectric vibrator of FIG. 3. 異なる態様の活性領域を示した図である。1A-1C are diagrams showing different aspects of active regions. 異なる態様の活性領域を示した図である。1A-1C are diagrams showing different aspects of active regions. 異なる態様の活性領域を示した図である。1A-1C are diagrams showing different aspects of active regions. 図3とは異なる態様の圧電振動体を示した概略斜視図である。4 is a schematic perspective view showing a piezoelectric vibrator according to a different embodiment from that shown in FIG. 3. 図8の圧電振動体の圧電体層の活性領域を示した図である。9 is a diagram showing an active region of a piezoelectric layer of the piezoelectric vibrator of FIG. 8 . 図3とは異なる態様の圧電振動体を示した概略斜視図である。4 is a schematic perspective view showing a piezoelectric vibrator according to a different embodiment from that shown in FIG. 3. 図10の圧電振動体の圧電体層の活性領域を示した図である。11 is a diagram showing an active region of a piezoelectric layer of the piezoelectric vibrator of FIG. 10. 異なる態様の活性領域を示した図である。1A-1C are diagrams showing different aspects of active regions.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 Below, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. In the description, the same elements or elements having the same functions will be denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted.

本実施形態では、超音波を用いて対象物の検知をおこなう超音波検知システムについて説明する。 In this embodiment, we will explain an ultrasonic detection system that uses ultrasonic waves to detect objects.

図1に示すように、超音波検知システム1は、所定の対象物10に対して超音波を出力し、かつ、対象物10において反射した超音波を受信するものである。超音波検知システム1は、受信した超音波から、対象物10の存在を検知したり、対象物10までの距離を検知したりすることができる。 As shown in FIG. 1, the ultrasonic detection system 1 outputs ultrasonic waves to a specific object 10 and receives ultrasonic waves reflected by the object 10. The ultrasonic detection system 1 can detect the presence of the object 10 and the distance to the object 10 from the received ultrasonic waves.

超音波検知システム1は、制御回路20および超音波トランスデューサ30を備えて構成されている。 The ultrasonic detection system 1 is configured with a control circuit 20 and an ultrasonic transducer 30.

制御回路20は、特定の周波数の信号を生成して、その信号を、信号線25を介して超音波トランスデューサ30に入力する回路である。また、制御回路20は、超音波トランスデューサ30が受信した超音波信号を、適宜増幅して、検出する回路である。制御回路20はLC回路を含むことができる。 The control circuit 20 is a circuit that generates a signal of a specific frequency and inputs the signal to the ultrasonic transducer 30 via the signal line 25. The control circuit 20 is also a circuit that appropriately amplifies and detects the ultrasonic signal received by the ultrasonic transducer 30. The control circuit 20 can include an LC circuit.

超音波トランスデューサ30は、制御回路20から入力された信号に応じて発振し、超音波信号を出力する。また、超音波トランスデューサ30は、外部から超音波信号を受信すると、その信号を制御回路20に送信する。 The ultrasonic transducer 30 oscillates in response to a signal input from the control circuit 20 and outputs an ultrasonic signal. When the ultrasonic transducer 30 receives an ultrasonic signal from the outside, it transmits the signal to the control circuit 20.

図2に示すように、超音波トランスデューサ30は、圧電振動体40と、圧電振動体40を保持するハウジング50とを備えて構成されている。 As shown in FIG. 2, the ultrasonic transducer 30 is configured with a piezoelectric vibrator 40 and a housing 50 that holds the piezoelectric vibrator 40.

圧電振動体40は、略正方形平板状の外形を有し、図2~4に示すように、圧電体層41と第1の電極42と第2の電極43とを備えて構成されている。 The piezoelectric vibrator 40 has a generally square, flat plate-like outer shape, and is configured with a piezoelectric layer 41, a first electrode 42, and a second electrode 43, as shown in Figures 2 to 4.

圧電体層41は、略正方形平板状の外形を有し、互いに対向する上面41a(第1の主面)および下面41b(第2の主面)を有する。圧電体層41は、たとえばPZT等の圧電セラミックス材料で構成することができる。以下の説明では、説明の便宜上、圧電体層41の厚さ方向をZ方向とも称す。また、Z方向に対して直交する2方向であって、互いに直交する方向をX方向およびY方向とも称す。本実施形態では、X方向は圧電体層41の一辺に平行な方向であり、Y方向はその辺(X方向に平行な辺)に対して直交する辺に平行な方向である。 The piezoelectric layer 41 has a generally square plate-like shape and has an upper surface 41a (first main surface) and a lower surface 41b (second main surface) that face each other. The piezoelectric layer 41 can be made of a piezoelectric ceramic material such as PZT. In the following description, for convenience of explanation, the thickness direction of the piezoelectric layer 41 is also referred to as the Z direction. In addition, the two directions that are perpendicular to the Z direction and perpendicular to each other are also referred to as the X direction and the Y direction. In this embodiment, the X direction is a direction parallel to one side of the piezoelectric layer 41, and the Y direction is a direction parallel to a side that is perpendicular to that side (the side parallel to the X direction).

第1の電極42は、圧電体層41の上面41aに部分的に設けられており、信号線25から延びる一方の配線(またはリード)26が接続される。第1の電極42は、X方向(第1の方向)に沿って延在している。第1の電極42は、X方向において圧電体層41を二分する仮想線Lに関して線対称である電極パターンを有する。具体的には、第1の電極42の電極パターンは、いずれも台形状である第1のパターン42aおよび第2のパターン42bを含んで構成されており、仮想線Lにおいて台形の上底同士が合わせられている。そのため、第1の電極42の電極パターンは、X方向に関する両端において幅(すなわちY方向長さ)が最大となり、仮想線L上において幅が最小なっている。本実施形態では、第1の電極42は、Y方向において圧電体層41を二分する仮想線(図示せず)に関して線対称である電極パターンを有する。 The first electrode 42 is partially provided on the upper surface 41a of the piezoelectric layer 41, and one of the wirings (or leads) 26 extending from the signal line 25 is connected to the first electrode 42. The first electrode 42 extends along the X direction (first direction). The first electrode 42 has an electrode pattern that is linearly symmetrical with respect to a virtual line L that bisects the piezoelectric layer 41 in the X direction. Specifically, the electrode pattern of the first electrode 42 includes a first pattern 42a and a second pattern 42b, both of which are trapezoidal, and the upper bases of the trapezoids are aligned with each other on the virtual line L. Therefore, the electrode pattern of the first electrode 42 has a maximum width (i.e., Y-direction length) at both ends in the X direction and a minimum width on the virtual line L. In this embodiment, the first electrode 42 has an electrode pattern that is linearly symmetrical with respect to a virtual line (not shown) that bisects the piezoelectric layer 41 in the Y direction.

第2の電極43は、信号線25から延びる他方の配線(またはリード)27が接続され、第1の電極42とは逆の極性となる。第2の電極43は、圧電体層41の下面41bの全域に亘って設けられている。第2の電極43は、圧電体層41の側面41cを通って上面41aまで引き延ばされた引き延ばし端部43aを有する。第2の電極43の引き延ばし端部43aは、第1の電極42と導通しないように、第1の電極42とは離間して設けられている。第2の電極43の引き延ばし端部43aが、Z方向から見て、第1の電極42と隣り合っている。実施形態では、第2の電極43の引き延ばし端部43aは、上面41aの一辺に沿うように設けられている。 The second electrode 43 is connected to the other wiring (or lead) 27 extending from the signal line 25, and has the opposite polarity to the first electrode 42. The second electrode 43 is provided over the entire lower surface 41b of the piezoelectric layer 41. The second electrode 43 has an extended end 43a that is extended through the side surface 41c of the piezoelectric layer 41 to the upper surface 41a. The extended end 43a of the second electrode 43 is provided away from the first electrode 42 so as not to be conductive with the first electrode 42. The extended end 43a of the second electrode 43 is adjacent to the first electrode 42 when viewed from the Z direction. In the embodiment, the extended end 43a of the second electrode 43 is provided along one side of the upper surface 41a.

圧電振動体40は、信号線25から一対の配線26、27を介して電圧信号が入力されると、第1の電極と第2の電極とにより圧電体層が挟まれた活性領域Sが伸縮して、入力された信号に応じた振動を生じさせる。圧電振動体40は、板厚方向に振動し、板厚方向に直交する方向にも振動し得る。 When a voltage signal is input from the signal line 25 through a pair of wirings 26 and 27, the active region S, in which the piezoelectric layer is sandwiched between the first electrode and the second electrode, expands and contracts, generating vibrations according to the input signal. The piezoelectric vibrator 40 vibrates in the plate thickness direction and can also vibrate in a direction perpendicular to the plate thickness direction.

図4に示すように、本実施形態に係る圧電振動体40の活性領域Sは、圧電体層41の厚さ方向から見て、第1の電極42の電極パターンの領域と一致し、略正方形状の外形を有する。すなわち、活性領域Sは、仮想線Lに関して線対称であり、かつ、第1のパターン42aに対応する第1の領域S1および第2のパターン42bに対応する第2の領域S2を含んで構成されている。また、活性領域Sの第1の領域S1および第2の領域S2はいずれも台形状であり、仮想線Lにおいて台形の上底同士が合わせられている。活性領域Sは、第1の電極42の電極パターン同様、X方向に関する両端において幅が最大となり、仮想線L上において幅が最小なっている。 As shown in FIG. 4, the active region S of the piezoelectric vibrator 40 according to this embodiment coincides with the region of the electrode pattern of the first electrode 42 when viewed in the thickness direction of the piezoelectric layer 41, and has a substantially square outer shape. That is, the active region S is linearly symmetrical with respect to the imaginary line L, and is configured to include a first region S1 corresponding to the first pattern 42a and a second region S2 corresponding to the second pattern 42b. In addition, the first region S1 and the second region S2 of the active region S are both trapezoidal, and the upper bases of the trapezoids are aligned on the imaginary line L. Like the electrode pattern of the first electrode 42, the active region S has a maximum width at both ends in the X direction and a minimum width on the imaginary line L.

活性領域Sは、狭窄部44を有する。本実施形態に係る狭窄部44は、第1の領域S1に相当する幅が次第に狭まる減幅部45と、第2の領域S2に相当する幅が次第に広がる拡幅部46とで構成されており、減幅部45と拡幅部46とはX方向において隣接している。本実施形態では、減幅部45は幅が漸減しており、拡幅部46は幅が漸増している。減幅部45において幅が段階的に(すなわち階段状に)減る形態であってもよく、拡幅部46において幅が段階的に(すなわち階段状に)増える形態であってもよい。第2の電極43の引き延ばし端部43aは、Z方向から見て、活性領域Sの狭窄部44と隣り合うように設けてもよい。 The active region S has a narrowed portion 44. The narrowed portion 44 according to this embodiment is composed of a reduced width portion 45, the width of which gradually decreases corresponding to the first region S1, and a widened width portion 46, the width of which gradually increases corresponding to the second region S2, and the reduced width portion 45 and the widened width portion 46 are adjacent to each other in the X direction. In this embodiment, the reduced width portion 45 has a gradually decreasing width, and the widened width portion 46 has a gradually increasing width. The reduced width portion 45 may have a gradually decreasing width (i.e., in a step-like manner), or the widened width portion 46 may have a gradually increasing width (i.e., in a step-like manner). The extended end portion 43a of the second electrode 43 may be provided adjacent to the narrowed portion 44 of the active region S when viewed from the Z direction.

ハウジング50は、カップ部52と枠部54と蓋部56とを備えて構成されている。 The housing 50 is composed of a cup portion 52, a frame portion 54, and a lid portion 56.

カップ部52(ケース)は、有底筒状の形状を有する。カップ部52は、圧電振動体40に対して平行に延在する(すなわち、Z方向に対して直交する)底蓋53を含む。上述した圧電振動体40は、カップ部52内に収容されて、底蓋53上に配置される。圧電振動体40は、たとえば接着材によって、圧電体層41の下面41bが底蓋53の底面と対面するようにして、底蓋53に固定される。圧電体層41の下面41bの全面に亘って第2の電極43が設けられている場合には、圧電体層41の下面41bにおける凹凸がないため、底蓋53との高い接着性が実現され得る。カップ部52は、樹脂で構成されており、ポリブチレンテレフタレート(PBT)やLCPで構成することができる。 The cup portion 52 (case) has a bottomed cylindrical shape. The cup portion 52 includes a bottom cover 53 that extends parallel to the piezoelectric vibrator 40 (i.e., perpendicular to the Z direction). The above-mentioned piezoelectric vibrator 40 is housed in the cup portion 52 and placed on the bottom cover 53. The piezoelectric vibrator 40 is fixed to the bottom cover 53, for example, by an adhesive, so that the lower surface 41b of the piezoelectric layer 41 faces the bottom surface of the bottom cover 53. When the second electrode 43 is provided over the entire lower surface 41b of the piezoelectric layer 41, there are no irregularities on the lower surface 41b of the piezoelectric layer 41, so that high adhesion to the bottom cover 53 can be achieved. The cup portion 52 is made of resin and can be made of polybutylene terephthalate (PBT) or LCP.

枠部54は、カップ部52の上端部に設けられており、環状の形状を有する。蓋部56は、枠部54の内側開口に設けられており、枠部54と協働してカップ部52の上部開口を塞いでいる。蓋部56は、信号線25の端部と結合されており、信号線25の端部を保持することができるように設けられている。枠部54はたとえばニトリルゴム(NBR)で構成することができ、蓋部56はたとえばウレタンで構成することができる。 The frame 54 is provided at the upper end of the cup 52 and has an annular shape. The lid 56 is provided at the inner opening of the frame 54 and cooperates with the frame 54 to close the upper opening of the cup 52. The lid 56 is coupled to the end of the signal line 25 and is provided so as to be able to hold the end of the signal line 25. The frame 54 can be made of, for example, nitrile rubber (NBR), and the lid 56 can be made of, for example, urethane.

上述した超音波トランスデューサ30においては、信号線25を介して制御回路20から信号が入力されると、圧電振動体40が振動して、カップ部52の底蓋53側から超音波信号が出力される。また、超音波トランスデューサ30は、外部の超音波信号を、カップ部52の底蓋53において受信すると、圧電振動体40において電圧信号に変換されて信号線25を介して制御回路20に送られる。 In the ultrasonic transducer 30 described above, when a signal is input from the control circuit 20 via the signal line 25, the piezoelectric vibrator 40 vibrates and an ultrasonic signal is output from the bottom cover 53 side of the cup portion 52. In addition, when the ultrasonic transducer 30 receives an external ultrasonic signal at the bottom cover 53 of the cup portion 52, the ultrasonic signal is converted into a voltage signal in the piezoelectric vibrator 40 and sent to the control circuit 20 via the signal line 25.

超音波トランスデューサ30の圧電振動体40は、活性領域Sが狭窄部44を含んでいる。発明者らは、上述した狭窄部44を活性領域Sが含む場合には、圧電振動体40のY方向における振動が制限され、その結果、Y方向における指向角が狭まることを新たに見出した。このとき、圧電振動体40のX方向における指向角は、狭まることなく、そのままに維持される。すなわち、超音波トランスデューサ30では、特定の方向における指向角を狭めつつ、その他の方向における指向角が維持されている。したがって、超音波トランスデューサ30においては、検知の指向性が実現されている。たとえば、超音波トランスデューサ30を自動車の前方対象物の検知に用いる場合、車幅方向(たとえば図1におけるX方向)における指向角は維持しつつ、鉛直方向(たとえば図1におけるY方向)における指向角を狭めて、車道上や空中にある障害物を必要以上に検知しないような調整が可能となる。 The active region S of the piezoelectric vibrator 40 of the ultrasonic transducer 30 includes a narrowed portion 44. The inventors have newly discovered that when the active region S includes the narrowed portion 44 described above, the vibration of the piezoelectric vibrator 40 in the Y direction is restricted, and as a result, the directional angle in the Y direction is narrowed. At this time, the directional angle in the X direction of the piezoelectric vibrator 40 is not narrowed and is maintained as it is. That is, in the ultrasonic transducer 30, the directional angle in a specific direction is narrowed while the directional angle in other directions is maintained. Therefore, the ultrasonic transducer 30 realizes detection directivity. For example, when the ultrasonic transducer 30 is used to detect an object in front of a car, it is possible to adjust the directional angle in the vertical direction (for example, the Y direction in FIG. 1) to narrow the directional angle while maintaining the directional angle in the vehicle width direction (for example, the X direction in FIG. 1) so as not to detect obstacles on the roadway or in the air more than necessary.

上述した実施形態において、圧電振動体40の活性領域Sの形状は、図5~7に示すように様々な形態が採用され得る。 In the above-described embodiment, the shape of the active region S of the piezoelectric vibrator 40 can be variously configured as shown in Figures 5 to 7.

たとえば、図5(a)では、圧電振動体40の活性領域Sの第1の領域S1の輪郭線と第2の領域S2の輪郭線とがつながる箇所が曲線を構成し、角のない湾曲線となっている。図5(b)では、圧電振動体40の活性領域Sの第1の領域S1の輪郭線および第2の領域S2の輪郭線が全体に亘って湾曲している。図5(a)、図5(b)のように、活性領域Sの輪郭に角がない場合には、活性領域Sを形成する第1の電極42および第2の電極43を角が少ない形状に設計することができ、応力集中に起因して圧電体層41にクラックが生じる事態を抑制することができる。図5(c)では、活性領域Sの第1の領域S1および第2の領域S2はいずれも二等辺三角形状であり、仮想線Lにおいて二等辺三角形状の頂角同士が突き合わされている。この場合、活性領域Sは第1の領域S1と第2の領域S2とに分断されており、対応する第1の電極42の第1のパターン42aと第2のパターン42bとが分断されており電気的に接続されていない。そのため、第1の電極42の第1のパターン42aおよび第2のパターン42bのそれぞれに配線26を接続することができる。第1の領域S1と第2の領域S2とは離間していてもよい。 For example, in FIG. 5(a), the portion where the contour line of the first region S1 of the active region S of the piezoelectric vibrator 40 and the contour line of the second region S2 are connected form a curved line without corners. In FIG. 5(b), the contour line of the first region S1 of the active region S of the piezoelectric vibrator 40 and the contour line of the second region S2 are curved over the entirety. When the contour of the active region S has no corners as in FIG. 5(a) and FIG. 5(b), the first electrode 42 and the second electrode 43 forming the active region S can be designed to have a shape with few corners, and the occurrence of cracks in the piezoelectric layer 41 due to stress concentration can be suppressed. In FIG. 5(c), the first region S1 and the second region S2 of the active region S are both isosceles triangular, and the vertices of the isosceles triangles are butted against each other on the virtual line L. In this case, the active region S is divided into a first region S1 and a second region S2, and the first pattern 42a and the second pattern 42b of the corresponding first electrode 42 are separated and not electrically connected. Therefore, the wiring 26 can be connected to each of the first pattern 42a and the second pattern 42b of the first electrode 42. The first region S1 and the second region S2 may be separated from each other.

図6(a)では、活性領域Sは、第1の領域S1および第2の領域S2に加えて、X方向に関して等幅である矩形状の第3の領域S3を含んで構成されている。活性領域Sの狭窄部44は、第1の領域S1に相当する減幅部45と、第2の領域S2に相当する拡幅部46と、第3の領域S3に相当する等幅部47とで構成されており、X方向に沿って減幅部45、等幅部47、拡幅部46の順に隣接するように並んでいる。 In FIG. 6(a), the active region S includes a first region S1, a second region S2, and a rectangular third region S3 of equal width in the X direction. The narrowed portion 44 of the active region S is composed of a reduced width portion 45 corresponding to the first region S1, a widened width portion 46 corresponding to the second region S2, and an equal width portion 47 corresponding to the third region S3, and the reduced width portion 45, the equal width portion 47, and the widened width portion 46 are arranged adjacent to each other in this order along the X direction.

図6(b)では、圧電振動体40の活性領域Sの第1の領域S1の輪郭線と第2の領域S2の輪郭線と第3の領域S3の輪郭線とが互いにがつながる箇所が曲線を構成し、角のない湾曲線となっている。この場合、図5(a)、図5(b)の活性領域Sと同様に、第1の電極42および第2の電極43を角が少ない形状に設計することができ、応力集中に起因して圧電体層41にクラックが生じる事態を抑制することができる。 In FIG. 6(b), the contours of the first region S1, the second region S2, and the third region S3 of the active region S of the piezoelectric vibrator 40 are connected to each other in a curved line with no corners. In this case, as with the active region S in FIGS. 5(a) and 5(b), the first electrode 42 and the second electrode 43 can be designed to have a shape with few corners, and the occurrence of cracks in the piezoelectric layer 41 due to stress concentration can be suppressed.

図7(a)では、活性領域Sは、第1の領域S1および第2の領域S2に加えて、圧電体層41のX方向における端部においてY方向に帯状に延びる第4の領域S4および第5の領域S5を含んで構成されている。第4の領域S4は圧電体層41の第1の領域S1側の端部に位置し、第5の領域S5は圧電体層41の第2の領域S2側の端部に位置している。 In FIG. 7(a), the active region S includes a first region S1, a second region S2, and a fourth region S4 and a fifth region S5 that extend in a strip shape in the Y direction at the end of the piezoelectric layer 41 in the X direction. The fourth region S4 is located at the end of the piezoelectric layer 41 on the first region S1 side, and the fifth region S5 is located at the end of the piezoelectric layer 41 on the second region S2 side.

図7(b)では、活性領域Sは、二等辺三角形状を有する第1の領域S1および第2の領域S2に加えて、圧電体層41のX方向における端部においてY方向に帯状に延びる第4の領域S4および第5の領域S5を含んで構成されている。 In FIG. 7(b), the active region S includes a first region S1 and a second region S2 each having an isosceles triangular shape, as well as a fourth region S4 and a fifth region S5 that extend in a strip shape in the Y direction at the end of the piezoelectric layer 41 in the X direction.

図7(c)では、活性領域Sは、第1の領域S1および第2の領域S2並びに第4の領域S4および第5の領域S5に加えて、X方向に関して等幅である矩形状の第3の領域S3を含んで構成されている。 In FIG. 7(c), the active region S includes a first region S1, a second region S2, a fourth region S4, and a fifth region S5, as well as a rectangular third region S3 having an equal width in the X direction.

図5~図7に示したいずれの活性領域Sも、第1の領域S1に相当する減幅部45と第2の領域S2に相当する拡幅部46とが、第3の領域S3に相当する等幅部47を介してまたは介さずにX方向に沿って並んだ狭窄部44を含む。したがって、上述した実施形態と同様、超音波トランスデューサ30における検知の指向性を実現することができる。 All of the active regions S shown in Figures 5 to 7 include a narrowed portion 44 in which a narrowed portion 45 corresponding to the first region S1 and a widened portion 46 corresponding to the second region S2 are arranged along the X direction with or without an equal-width portion 47 corresponding to the third region S3. Therefore, similar to the above-mentioned embodiment, it is possible to achieve detection directionality in the ultrasonic transducer 30.

なお、圧電振動体40の圧電体層41は、正方形平板状に限らず、図8に示すような長方形平板状であってもよく、図10に示すような真円平板状であってもよい。 The piezoelectric layer 41 of the piezoelectric vibrator 40 is not limited to a square plate shape, but may be a rectangular plate shape as shown in FIG. 8, or a circular plate shape as shown in FIG. 10.

図8に示した圧電振動体40Aは、X方向に延びた長方形平板状の圧電体層41を有する。圧電振動体40Aの第1の電極42および第2の電極43は、上述した圧電振動体40の第1の電極42および第2の電極43と同一または同様であるため、説明は省略する。 The piezoelectric vibrator 40A shown in FIG. 8 has a rectangular flat piezoelectric layer 41 extending in the X direction. The first electrode 42 and the second electrode 43 of the piezoelectric vibrator 40A are the same as or similar to the first electrode 42 and the second electrode 43 of the piezoelectric vibrator 40 described above, and therefore will not be described.

図9に示すように、圧電振動体40Aの活性領域Sは、圧電体層41の厚さ方向から見て、第1の電極42の電極パターンの領域と一致し、略長方形状の外形を有する。すなわち、活性領域Sは、仮想線Lに関して線対称であり、かつ、第1のパターン42aに対応する第1の領域S1および第2のパターン42bに対応する第2の領域S2を含んで構成されている。また、活性領域Sの第1の領域S1および第2の領域S2はいずれも台形状であり、仮想線Lにおいて台形の上底同士が合わせられている。活性領域Sは、第1の電極42の電極パターン同様、X方向に関する両端において幅が最大となり、仮想線L上において幅が最小なっている。 9, the active region S of the piezoelectric vibrator 40A coincides with the region of the electrode pattern of the first electrode 42 when viewed in the thickness direction of the piezoelectric layer 41, and has a substantially rectangular outer shape. That is, the active region S is linearly symmetrical with respect to the imaginary line L, and is configured to include a first region S1 corresponding to the first pattern 42a and a second region S2 corresponding to the second pattern 42b. In addition, the first region S1 and the second region S2 of the active region S are both trapezoidal, and the upper bases of the trapezoids are aligned on the imaginary line L. Like the electrode pattern of the first electrode 42, the active region S has a maximum width at both ends in the X direction and a minimum width on the imaginary line L.

活性領域Sは、上述した圧電振動体40同様、狭窄部44を有する。本実施形態に係る狭窄部44は、第1の領域S1に相当する幅が次第に狭まる減幅部45と、第2の領域S2に相当する幅が次第に広がる拡幅部46とで構成されており、減幅部45と拡幅部46とはX方向において隣接している。 The active region S has a narrowed portion 44, similar to the piezoelectric vibrator 40 described above. The narrowed portion 44 according to this embodiment is composed of a narrowed portion 45, which corresponds to the first region S1 and has a gradually narrower width, and a widened portion 46, which corresponds to the second region S2 and has a gradually wider width, and the narrowed portion 45 and the widened portion 46 are adjacent to each other in the X direction.

したがって、圧電振動体40Aを備える超音波トランスデューサ30でも、特定の方向における指向角を狭めつつ、その他の方向における指向角が維持されており、検知の指向性が実現されている。 Therefore, even with an ultrasonic transducer 30 equipped with a piezoelectric vibrator 40A, the directivity angle in a specific direction is narrowed while the directivity angle in other directions is maintained, achieving detection directionality.

なお、減幅部45での幅が漸減し、拡幅部46での幅が漸増する態様であってもよく、減幅部45での幅が段階的に(すなわち階段状に)減り、拡幅部46での幅が段階的に(すなわち階段状に)増える形態であってもよい。第2の電極43の引き延ばし端部43aは、Z方向から見て、活性領域Sの狭窄部44と隣り合うように設けてもよい。 The width may be gradually decreased at the narrowing portion 45 and gradually increased at the widening portion 46, or the width may be gradually decreased (i.e., stepped) at the narrowing portion 45 and gradually increased (i.e., stepped) at the widening portion 46. The extended end 43a of the second electrode 43 may be provided adjacent to the narrowing portion 44 of the active region S when viewed from the Z direction.

図10に示した圧電振動体40Bは、真円平板状の圧電体層41と、圧電体層41の上面41aに部分的に設けられた第1の電極42と、圧電体層41の下面41bの全域に亘って設けられた第2の電極43とを有する。 The piezoelectric vibrator 40B shown in FIG. 10 has a circular flat piezoelectric layer 41, a first electrode 42 partially provided on the upper surface 41a of the piezoelectric layer 41, and a second electrode 43 provided over the entire lower surface 41b of the piezoelectric layer 41.

第1の電極42は、X方向において圧電体層41を二分する仮想線Lに関して線対称である電極パターンを有する。第1の電極42の電極パターンは、いずれも略台形状である第1のパターン42aおよび第2のパターン42bを含んで構成されており、仮想線Lにおいて台形の上底同士が合わせられている。第1のパターン42aおよび第2のパターン42bでは、台形の下底が圧電体層41の縁に沿うように湾曲している。そのため、第1の電極42の電極パターンは、X方向に関する両端近傍において幅(すなわちY方向長さ)が最大となり、仮想線L上において幅が最小なっている。本実施形態では、第1の電極42は、Y方向において圧電体層41を二分する仮想線(図示せず)に関して線対称である電極パターンを有する。 The first electrode 42 has an electrode pattern that is linearly symmetrical with respect to a virtual line L that divides the piezoelectric layer 41 in the X direction. The electrode pattern of the first electrode 42 includes a first pattern 42a and a second pattern 42b, both of which are substantially trapezoidal, and the upper bases of the trapezoids are aligned with each other at the virtual line L. In the first pattern 42a and the second pattern 42b, the lower bases of the trapezoids are curved to follow the edges of the piezoelectric layer 41. Therefore, the electrode pattern of the first electrode 42 has a maximum width (i.e., Y-direction length) near both ends in the X direction and a minimum width on the virtual line L. In this embodiment, the first electrode 42 has an electrode pattern that is linearly symmetrical with respect to a virtual line (not shown) that divides the piezoelectric layer 41 in the Y direction.

第2の電極43は、圧電体層41の下面41bの全域に亘って設けられるとともに、圧電体層41の側面41cを通って上面41aまで引き延ばされた引き延ばし端部43aを有する。第2の電極43の引き延ばし端部43aは、第1の電極42と導通しないように、第1の電極42とは離間して設けられている。第2の電極43の引き延ばし端部43aが、Z方向から見て、第1の電極42と隣り合っている。 The second electrode 43 is provided over the entire lower surface 41b of the piezoelectric layer 41, and has an extended end 43a that is extended through the side surface 41c of the piezoelectric layer 41 to the upper surface 41a. The extended end 43a of the second electrode 43 is provided away from the first electrode 42 so as not to be electrically connected to the first electrode 42. The extended end 43a of the second electrode 43 is adjacent to the first electrode 42 when viewed from the Z direction.

図11に示すように、圧電振動体40Bの活性領域Sは、圧電体層41の厚さ方向から見て、第1の電極42の電極パターンの領域と一致し、略真円状の外形を有する。すなわち、活性領域Sは、仮想線Lに関して線対称であり、かつ、第1のパターン42aに対応する第1の領域S1および第2のパターン42bに対応する第2の領域S2を含んで構成されている。また、活性領域Sの第1の領域S1および第2の領域S2はいずれも略台形状であり、仮想線Lにおいて台形の上底同士が合わせられている。第1の領域S1および第2の領域S2はでは、台形の下底が圧電体層41の縁に沿うように湾曲している。活性領域Sは、第1の電極42の電極パターン同様、X方向に関する両端近傍において幅が最大となり、仮想線L上において幅が最小なっている。 As shown in FIG. 11, the active region S of the piezoelectric vibrator 40B coincides with the region of the electrode pattern of the first electrode 42 when viewed from the thickness direction of the piezoelectric layer 41, and has an approximately perfect circular shape. That is, the active region S is linearly symmetrical with respect to the imaginary line L, and is configured to include a first region S1 corresponding to the first pattern 42a and a second region S2 corresponding to the second pattern 42b. In addition, the first region S1 and the second region S2 of the active region S are both approximately trapezoidal, and the upper bases of the trapezoids are aligned with each other on the imaginary line L. In the first region S1 and the second region S2, the lower bases of the trapezoids are curved so as to follow the edge of the piezoelectric layer 41. As with the electrode pattern of the first electrode 42, the active region S has a maximum width near both ends in the X direction and a minimum width on the imaginary line L.

圧電振動体40Bは、上述した圧電振動体40、40A同様、活性領域Sが狭窄部44を有する。狭窄部44は、第1の領域S1の一部に相当する幅が次第に狭まる減幅部45と、第2の領域S2の一部に相当する幅が次第に広がる拡幅部46とを含んで構成されており、減幅部45と拡幅部46とはX方向において隣接している。 Like the piezoelectric vibrators 40 and 40A described above, the piezoelectric vibrator 40B has an active region S with a narrowed portion 44. The narrowed portion 44 includes a narrowed portion 45 that corresponds to a portion of the first region S1 and gradually narrows in width, and a widened portion 46 that corresponds to a portion of the second region S2 and gradually widens in width, and the narrowed portion 45 and the widened portion 46 are adjacent to each other in the X direction.

したがって、圧電振動体40Bを備える超音波トランスデューサ30でも、特定の方向における指向角を狭めつつ、その他の方向における指向角が維持されており、検知の指向性が実現されている。 Therefore, even with an ultrasonic transducer 30 equipped with a piezoelectric vibrator 40B, the directivity angle in a specific direction is narrowed while the directivity angle in other directions is maintained, achieving detection directionality.

圧電振動体40Bの活性領域Sの形状は、図12に示すように様々な形態が採用され得る。 The shape of the active region S of the piezoelectric vibrator 40B can take various forms, as shown in FIG. 12.

図12(a)では、圧電振動体40Bの活性領域Sの第1の領域S1の輪郭線および第2の領域S2の輪郭線が全体に亘って湾曲している。この場合、図5(a)、図5(b)の活性領域Sと同様に、第1の電極42および第2の電極43を角が少ない形状に設計することができ、応力集中に起因して圧電体層41にクラックが生じる事態を抑制することができる。 In FIG. 12(a), the contour line of the first region S1 and the contour line of the second region S2 of the active region S of the piezoelectric vibrator 40B are curved over the entire area. In this case, like the active region S in FIG. 5(a) and FIG. 5(b), the first electrode 42 and the second electrode 43 can be designed to have a shape with fewer corners, and the occurrence of cracks in the piezoelectric layer 41 due to stress concentration can be suppressed.

図12(b)では、活性領域Sの第1の領域S1および第2の領域S2はいずれも扇形状であり、仮想線Lにおいて扇形状の中心角同士が突き合わされている。この場合、活性領域Sは第1の領域S1と第2の領域S2とに分断されており、対応する第1の電極42の第1のパターン42aと第2のパターン42bとが分断されており電気的に接続されていない。そのため、第1の電極42の第1のパターン42aおよび第2のパターン42bのそれぞれに配線26を接続することができる。第1の領域S1と第2の領域S2とは離間していてもよい。 In FIG. 12(b), the first region S1 and the second region S2 of the active region S are both fan-shaped, and the central angles of the fan shapes are abutted against each other on the virtual line L. In this case, the active region S is divided into the first region S1 and the second region S2, and the first pattern 42a and the second pattern 42b of the corresponding first electrode 42 are divided and not electrically connected. Therefore, the wiring 26 can be connected to each of the first pattern 42a and the second pattern 42b of the first electrode 42. The first region S1 and the second region S2 may be separated from each other.

図12(d)では、活性領域Sは、第1の領域S1および第2の領域S2に加えて、X方向に関して等幅である矩形状の第3の領域S3を含んで構成されている。活性領域Sの狭窄部44は、第1の領域S1の一部に相当する減幅部45と、第2の領域S2の一部に相当する拡幅部46と、第3の領域S3に相当する等幅部47とで構成されており、X方向に沿って減幅部45、等幅部47、拡幅部46の順に隣接するように並んでいる。 In FIG. 12(d), the active region S includes a first region S1, a second region S2, and a rectangular third region S3 of equal width in the X direction. The narrowed portion 44 of the active region S is composed of a reduced width portion 45 corresponding to a part of the first region S1, a widened width portion 46 corresponding to a part of the second region S2, and an equal width portion 47 corresponding to the third region S3, and the reduced width portion 45, the equal width portion 47, and the widened width portion 46 are arranged adjacent to each other in this order along the X direction.

図12に示したいずれの活性領域Sも、第1の領域S1に相当する減幅部45と第2の領域S2に相当する拡幅部46とが、第3の領域S3に相当する等幅部47を介してまたは介さずにX方向に沿って並んだ狭窄部44を含む。したがって、上述した実施形態と同様、超音波トランスデューサ30における検知の指向性を実現することができる。 All of the active regions S shown in FIG. 12 include a narrowed portion 44 in which a narrowed portion 45 corresponding to the first region S1 and a widened portion 46 corresponding to the second region S2 are arranged along the X direction with or without an equal-width portion 47 corresponding to the third region S3. Therefore, similar to the above-mentioned embodiment, it is possible to achieve detection directionality in the ultrasonic transducer 30.

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。たとえば、所望の活性領域の形状を実現するために、第1の電極の形状が活性領域の形状と一致させる態様を示しているが、第1の電極および第2の電極のいずれか一方、または、第1の電極および第2の電極の両方を、活性領域の形状と一致させる態様であってもよい。さらに、第2の電極は、必ずしも引き延ばし端部を有する必要はなく、圧電体層の下面にのみ設けた態様であってもよい。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not necessarily limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention. For example, in order to realize a desired shape of the active region, an embodiment in which the shape of the first electrode is made to match the shape of the active region is shown, but it is also possible to make either one of the first electrode or the second electrode, or both the first electrode and the second electrode, match the shape of the active region. Furthermore, the second electrode does not necessarily have to have an extended end, and may be provided only on the lower surface of the piezoelectric layer.

1…超音波検知システム、10…対象物、20…制御回路、30…超音波トランスデューサ、40、40A、40B…圧電振動体、41…圧電体層、42…第1の電極、43…第2の電極、44…狭窄部、45…減幅部、46…拡幅部、47…等幅部、50…ハウジング、52…カップ部、53…底蓋、S…活性領域、S1…第1の領域、S2…第2の領域、S3…第3の領域。

1...ultrasonic detection system, 10...object, 20...control circuit, 30...ultrasonic transducer, 40, 40A, 40B...piezoelectric vibrator, 41...piezoelectric layer, 42...first electrode, 43...second electrode, 44...narrowed portion, 45...reduced width portion, 46...widened portion, 47...equal width portion, 50...housing, 52...cup portion, 53...bottom cover, S...active region, S1...first region, S2...second region, S3...third region.

Claims (11)

互いに対向する第1の主面および第2の主面を有する圧電体層と、前記第1の主面に設けられた第1の電極と、前記第2の主面に設けられ、前記第1の電極とは逆の極性である第2の電極とを有し、
前記第1の電極と前記第2の電極とにより前記圧電体層が挟まれた領域として規定される活性領域が、前記圧電体層の厚さ方向から見て、前記圧電体層の厚さ方向に対して直交する第1の方向に沿って前記活性領域の幅が狭まる減幅部と前記活性領域の幅が広がる拡幅部とが並んだ狭窄部を含み、かつ、前記第1の方向に関して前記圧電体層を二分する仮想線に関して線対称であり、
前記活性領域が、分断された第1の領域と第2の領域とで構成されており、前記第1の領域が前記減幅部を有し、かつ、前記第2の領域が前記拡幅部を有する、圧電振動体。
a piezoelectric layer having a first main surface and a second main surface opposed to each other, a first electrode provided on the first main surface, and a second electrode provided on the second main surface and having a polarity opposite to that of the first electrode;
an active region defined as a region in which the piezoelectric layer is sandwiched between the first electrode and the second electrode includes, when viewed from the thickness direction of the piezoelectric layer, a narrowed portion in which a width of the active region narrows and a widened portion in which a width of the active region widens are arranged side by side along a first direction perpendicular to the thickness direction of the piezoelectric layer, and is symmetrical with respect to a virtual line that divides the piezoelectric layer in half in the first direction;
A piezoelectric vibrator, wherein the active region is composed of a first region and a second region that are separated from each other, the first region having the reduced width portion, and the second region having the increased width portion .
前記第2の電極が、前記圧電体層の側面を通って前記第1の主面まで引き延ばされた引き延ばし端部を有し、
前記圧電体層の厚さ方向から見て、前記第2の電極の前記引き延ばし端部が、前記活性領域の前記狭窄部と隣り合っている、請求項に記載の圧電振動体。
the second electrode has an extended end portion that extends through a side surface of the piezoelectric layer to the first principal surface,
2. The piezoelectric vibrator according to claim 1 , wherein the extended end of the second electrode is adjacent to the narrowed portion of the active region when viewed in a thickness direction of the piezoelectric layer.
前記活性領域自体が正方形の外形を有する、請求項1または2に記載の圧電振動体。 3. The piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein the active region itself has a square outer shape. 前記活性領域自体が真円形の外形を有する、請求項1または2に記載の圧電振動体。 3. The piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein the active region itself has a perfectly circular outer shape. 前記活性領域自体が長方形の外形を有し、該長方形の長辺方向が前記第1の方向に沿っている、請求項1または2に記載の圧電振動体。 3. The piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein the active region itself has a rectangular outer shape, and a long side of the rectangle is oriented along the first direction. 前記狭窄部の前記減幅部では前記活性領域の幅が漸減しており、前記拡幅部では前記活性領域の幅が漸増している、請求項1~のいずれか一項に記載の圧電振動体。 6. The piezoelectric vibrator according to claim 1 , wherein the width of the active region is gradually decreased in the narrowed portion, and the width of the active region is gradually increased in the widened portion. 前記第2の電極が前記圧電体層の前記第2の主面の全域に亘って設けられており、
前記圧電体層の厚さ方向から見て、前記第1の電極の形状と前記活性領域の形状とが一致している、請求項1~のいずれか一項に記載の圧電振動体。
the second electrode is provided over the entire second main surface of the piezoelectric layer,
7. The piezoelectric vibrator according to claim 1 , wherein a shape of the first electrode and a shape of the active region are the same when viewed in a thickness direction of the piezoelectric layer.
請求項1~のいずれか一項に記載の前記圧電振動体を備え、該圧電振動体が入力された電圧信号に応じて超音波を出力する、超音波トランスデューサ。 8. An ultrasonic transducer comprising the piezoelectric vibrator according to claim 1 , wherein the piezoelectric vibrator outputs ultrasonic waves in response to an input voltage signal. 前記圧電振動体が収容される有底筒状のケースをさらに備え、
前記圧電振動体の前記圧電体層の前記第2の主面が前記ケースの底面と対面している、請求項に記載の超音波トランスデューサ。
The piezoelectric vibrator further includes a cylindrical case having a bottom, the cylindrical case being configured to accommodate the piezoelectric vibrator.
The ultrasonic transducer according to claim 8 , wherein the second main surface of the piezoelectric layer of the piezoelectric vibrator faces a bottom surface of the case.
互いに対向する第1の主面および第2の主面を有する圧電体層と、前記第1の主面に設けられた第1の電極と、前記第2の主面に設けられ、前記第1の電極とは逆の極性である第2の電極とを有し、
前記第1の電極と前記第2の電極とにより前記圧電体層が挟まれた領域として規定される活性領域が、前記圧電体層の厚さ方向から見て、前記圧電体層の厚さ方向に対して直交する第1の方向に沿って前記活性領域の幅が狭まる減幅部と前記活性領域の幅が広がる拡幅部とが並んだ狭窄部を含み、かつ、前記第1の方向に関して前記圧電体層を二分する仮想線に関して線対称であり、
前記活性領域の前記第1の方向に関する端部が、前記圧電体層の前記第1の方向に関する端部の縁に沿っている、圧電振動体。
a piezoelectric layer having a first main surface and a second main surface opposed to each other, a first electrode provided on the first main surface, and a second electrode provided on the second main surface and having a polarity opposite to that of the first electrode;
an active region defined as a region in which the piezoelectric layer is sandwiched between the first electrode and the second electrode includes, when viewed from the thickness direction of the piezoelectric layer, a narrowed portion in which a width of the active region narrows and a widened portion in which a width of the active region widens are arranged side by side along a first direction perpendicular to the thickness direction of the piezoelectric layer, and is symmetrical with respect to a virtual line that divides the piezoelectric layer in half in the first direction;
A piezoelectric vibrator, wherein an end of the active region in the first direction is along an edge of an end of the piezoelectric layer in the first direction.
前記圧電体層の端部の縁に沿う前記第1の方向に関する端部において前記活性領域の幅が最大となる、請求項1に記載の圧電振動体。 The piezoelectric vibrator according to claim 10 , wherein the width of the active region is maximum at an end in the first direction along an edge of the end of the piezoelectric layer.
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