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JPH0564918B2 - - Google Patents
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JPH0564918B2 - - Google Patents

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JPH0564918B2
JPH0564918B2 JP62086439A JP8643987A JPH0564918B2 JP H0564918 B2 JPH0564918 B2 JP H0564918B2 JP 62086439 A JP62086439 A JP 62086439A JP 8643987 A JP8643987 A JP 8643987A JP H0564918 B2 JPH0564918 B2 JP H0564918B2
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piezoelectric vibrator
electrode
electrodes
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center
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Chogo Sekine
Ryoichi Kimura
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Japan Radio Co Ltd
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  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は電歪現象を利用して超音波を発生する
圧電振動子に関し、一層詳細には、直方体圧電振
動子の対向する二面に電極パターンを適切に形成
し、その両電極間に交流電圧を印加することによ
り超音波の放射パターンに関連して発生するサイ
ドロープを著しく抑圧することを可能とする圧電
振動子に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a piezoelectric vibrator that generates ultrasonic waves using an electrostrictive phenomenon. The present invention relates to a piezoelectric vibrator that can significantly suppress side lobes that occur in connection with an ultrasonic radiation pattern by appropriately forming a pattern and applying an alternating current voltage between both electrodes of the piezoelectric vibrator.

[発明の背景] 圧電振動子は電気信号を音波信号に変換し、ま
たは音波信号を電気信号に変換する、所謂、送受
波機能を有する電気音響変換素子である。その
中、超音波を発生する圧電振動子は超音波が液体
中、特に、水中でその信号減衰が比較的少ないこ
と、あるいは波長に比べて音源の寸法を大きく選
択することが比較的容易であり音波の指向性を鋭
くすることが可能であること等から音響測深機、
特に、魚群探知機に広く採用されている。
[Background of the Invention] A piezoelectric vibrator is an electroacoustic transducer that converts an electric signal into a sonic signal, or converts a sonic signal into an electric signal, and has a so-called wave transmitting/receiving function. Among these, piezoelectric vibrators that generate ultrasonic waves have relatively low signal attenuation in liquids, especially underwater, and it is relatively easy to select the size of the sound source to be large compared to the wavelength. Acoustic sounders, because it is possible to sharpen the directionality of sound waves, etc.
In particular, it is widely used in fish finders.

ここで、音波の指向特性とは送受波機能を有す
る圧電振動子から音波がどの範囲に送信され、ま
た、どの範囲の音波が受信されるかの特性を表現
するもので、魚群探知機の実用性に鑑み極めて重
要なフアクターであると謂えよう。
Here, the directional characteristics of sound waves express the characteristics of the range in which sound waves are transmitted from a piezoelectric vibrator that has a wave transmitting and receiving function, and the range in which sound waves are received. It can be said that this is an extremely important factor considering gender.

第1図に圧電振動子から発生する音波の指向特
性についての例を示す。図から容易に諒解される
ように、圧電振動子2に直交する方向の中心軸4
上の音圧が最も強く、中心軸からの変位角θの増
加と共に音圧が減少する。この場合、中心軸4上
の音波ビームをメインローブMと称し、側方の音
波ビームをサイドローブSと称する。また、同じ
圧電振動子を使用して送受信を行う場合には、指
向特性が二乗倍にきくのでメインローブMの中で
音圧が中心軸4の値より3dB減少する角度θ-3dB
指向特性を表す指標として重要である。
FIG. 1 shows an example of the directional characteristics of sound waves generated from a piezoelectric vibrator. As can be easily understood from the figure, the central axis 4 is perpendicular to the piezoelectric vibrator 2.
The sound pressure above is the strongest, and the sound pressure decreases as the displacement angle θ from the central axis increases. In this case, the sound wave beam on the central axis 4 is called a main lobe M, and the sound wave beams on the sides are called side lobes S. In addition, when transmitting and receiving using the same piezoelectric vibrator, the directional characteristics increase by a factor of two, so the angle θ -3dB at which the sound pressure in the main lobe M decreases by 3 dB from the value at the central axis 4 also has a directional characteristic. It is important as an indicator to express the

ところで、第1図に示す音波の指向特性の中、
サイドローブSの存在は前記超音波を発生する圧
電振動子を魚群探知機に採用した時にサイドロー
ブSに係る反射信号、例えば、魚群等からの反射
信号がメインローブMからの反射信号であると錯
誤する場合が生じる。この場合、魚群探知機のデ
イスプレイ上に表示された魚群の方位を信頼し
て、すなわち、魚群の方位を誤認した状態で投網
を開始しても当該投網域には魚群は存在せず操業
効率を低下させる欠点が指摘されている。
By the way, among the directional characteristics of sound waves shown in Figure 1,
The existence of the side lobe S means that when the piezoelectric vibrator that generates the ultrasonic waves is used in a fish finder, a reflected signal related to the side lobe S, for example, a reflected signal from a school of fish, etc., is a reflected signal from the main lobe M. Mistakes may occur. In this case, even if you trust the direction of the school of fish displayed on the display of the fish finder, that is, start casting the net with a misperception of the direction of the school of fish, there will be no school of fish in the casting area, which will reduce operational efficiency. It has been pointed out that there are drawbacks that reduce the

この不要なサイドローブSを抑圧するため、直
方体超音波圧電振動子の対向する面の電極パター
ンを特別な形状に形成する方式が知られている。
In order to suppress this unnecessary side lobe S, a method is known in which electrode patterns on opposing surfaces of a rectangular parallelepiped ultrasonic piezoelectric vibrator are formed into a special shape.

そこで、次に、この方式に係る従来の技術的思
想について述べる前に、その従来技術の問題点の
所在を一層明確にするため、先ず、圧電振動子の
基本的な電極パターンとその電極パターンに付随
して発生するサイドローブSの大きさとの関係に
ついて述べる。
Therefore, before discussing the conventional technical ideas related to this method, in order to further clarify the problems of the conventional technology, we will first explain the basic electrode pattern of a piezoelectric vibrator and its electrode pattern. The relationship with the magnitude of the side lobe S that occurs incidentally will be described.

通常、サイドローブSの抑圧量はサイドローブ
抑圧比R;R=201pgB/Aとして表現される。
ここで、参照符号AはメインローブMの最大音圧
レベルであり、参照符号BはサイドローブSの最
大音圧レベルである(第1図参照)。今、直方体
圧電振動子6の電極パターンが、第2図に示すよ
うに、対向する二面の全面が電極パターン8a,
8bである最も基本的な場合に、その直方体圧電
振動子6の超音波輻射面USの表面においては、
第3図aに示すように、発生する音圧レベルが長
軸lに対して等振幅である振幅特性曲線が得られ
る。そして、この場合のサイドローブ抑圧比Rは
略13.5dBとなることが知られている。なお、こ
のサイドローブ抑圧比Rを無限大にするために前
記音圧に係る振幅特性曲線を、例えば、第3図b
に示すように、略cos二乗特性曲線に相似した特
性曲線にすればよいことが解明されている。
Usually, the amount of suppression of the sidelobe S is expressed as a sidelobe suppression ratio R; R=201 pg B/A.
Here, reference numeral A is the maximum sound pressure level of the main lobe M, and reference numeral B is the maximum sound pressure level of the side lobe S (see FIG. 1). Now, as shown in FIG. 2, the electrode pattern of the rectangular parallelepiped piezoelectric vibrator 6 has electrode patterns 8a,
In the most basic case of 8b, on the surface of the ultrasonic radiation surface U S of the rectangular parallelepiped piezoelectric vibrator 6,
As shown in FIG. 3a, an amplitude characteristic curve is obtained in which the generated sound pressure level has equal amplitude with respect to the long axis l. It is known that the sidelobe suppression ratio R in this case is approximately 13.5 dB. In order to make this sidelobe suppression ratio R infinite, the amplitude characteristic curve related to the sound pressure is, for example, shown in Fig. 3b.
It has been found that it is sufficient to create a characteristic curve that is approximately similar to the cos squared characteristic curve, as shown in .

次に、この観点から従来技術に係る電極パター
ンの形成例について検証してみよう。この技術的
思想は、例えば、特公昭第58−32558号に開示さ
れている。すなわち、この例では、第4図に示す
ように、直方体圧電振動子の対向する二面の電極
パターンの中、一方の面の電極パターンを斜めの
方向に切断して励振電極Cと制振電極E1,E2
に区分し両端部においてその振動エネルギが抑圧
される構成としている。そのため、超音波輻射面
USから放射される超音波は輻射面USの中央部か
ら最も強く放射され、端部に近づくに従つて徐々
に弱まる如く放射されると記述されている。
Next, from this point of view, an example of forming an electrode pattern according to the prior art will be examined. This technical idea is disclosed, for example, in Japanese Patent Publication No. 58-32558. That is, in this example, as shown in FIG. 4, among the electrode patterns on two opposing sides of the rectangular parallelepiped piezoelectric vibrator, the electrode pattern on one side is cut diagonally to form the excitation electrode C and the damping electrode. It is divided into E 1 and E 2 and the vibration energy is suppressed at both ends. Therefore, the ultrasonic radiation surface
It is described that the ultrasonic waves radiated from the radiating surface U S are most intensely radiated from the center of the radiating surface U S and gradually weaken as they approach the ends.

然しながら、この場合において、そのパターン
形状を精細に検討すれば明らかなように、励振電
極Cと制振電極E1,E2の配置形状が直線的であ
るので、直方体超音波圧電振動子が係るサイドロ
ーブSを抑制する効果が不十分となる。すなわ
ち、この従来技術においては、前記音圧に係る振
幅特性曲線の形状が略二等辺三角形の形状となる
ので、サイドローブ抑圧比Rは略20dBであり、
サイドローブSに係る魚群等の反射信号をメイン
ローブMに係る反射信号として誤認する虞は解消
されるに至つていない。
However, in this case, as is clear from a detailed examination of the pattern shape, the arrangement shape of the excitation electrode C and the damping electrodes E 1 and E 2 is linear, so the rectangular parallelepiped ultrasonic piezoelectric vibrator is used. The effect of suppressing the sidelobe S becomes insufficient. That is, in this prior art, the shape of the amplitude characteristic curve related to the sound pressure is approximately an isosceles triangular shape, so the sidelobe suppression ratio R is approximately 20 dB.
The possibility that a reflected signal from a school of fish or the like related to the side lobe S may be mistakenly recognized as a reflected signal related to the main lobe M has not yet been eliminated.

さらにまた、この発明に開示された圧電振動子
の電極パターン形状は振動子の中心に対して上下
左右対称な条件が満足されていないため不必要な
振動を惹起し、放射パターンに乱れが生ずる虞を
内包すると共に電気・超音波変換効率が低下する
という種々の欠点を露呈している。
Furthermore, the shape of the electrode pattern of the piezoelectric vibrator disclosed in the present invention does not satisfy the condition of vertical and horizontal symmetry with respect to the center of the vibrator, which may cause unnecessary vibrations and cause disturbances in the radiation pattern. However, it also exposes various drawbacks such as a decrease in the electrical/ultrasonic conversion efficiency.

そこで、これらの欠点を解消するために、直方
体超音波圧電振動子を多数枚積層して上下左右対
称な電極構成とし、その上でcos二乗電圧分布に
従うように、夫々の圧電振動子に電圧を供給する
構成とする多層形圧電振動子を得る試みもなされ
ているが、係る構成においては最終製品としての
圧電振動子の製作に時間がかかり、結局のとこ
ろ、製造コストを上昇させるという新たな不都合
を露呈している。
Therefore, in order to eliminate these drawbacks, a large number of rectangular parallelepiped ultrasonic piezoelectric vibrators are stacked to form vertically symmetrical electrode configurations, and then voltage is applied to each piezoelectric vibrator so as to follow the cos square voltage distribution. Attempts have been made to obtain a multilayer piezoelectric vibrator with a configuration in which the piezoelectric vibrator is supplied, but in such a configuration, it takes time to manufacture the piezoelectric vibrator as a final product, resulting in a new disadvantage of increasing manufacturing costs. is exposed.

[発明の目的] 本発明は前記の不都合を悉く克服するためにな
されたものであつて、直方体圧電振動子の対向す
る二面に電極パターンを上下対称に、しかも略
cos二乗曲線に従う形状に配置した励振電極と制
振電極とを配設している。このため、その両電極
間に交流電圧を印加することにより超音波の放射
パターンに発生するサイドロープSを略零に抑圧
することが可能となり、その上、製造上も電極の
形成が極めて容易な超音波圧電振動子を提供する
ことを目的とする。
[Object of the Invention] The present invention has been made in order to overcome all of the above-mentioned disadvantages, and is to provide electrode patterns on two opposing surfaces of a rectangular parallelepiped piezoelectric vibrator vertically symmetrically and approximately.
Excitation electrodes and damping electrodes are arranged in a shape that follows a cos square curve. Therefore, by applying an AC voltage between the two electrodes, it is possible to suppress the side rope S that occurs in the ultrasonic radiation pattern to almost zero, and in addition, the electrodes are extremely easy to form in terms of manufacturing. The purpose of the present invention is to provide an ultrasonic piezoelectric vibrator.

〔目的を達成するための手段〕[Means to achieve the purpose]

前記の目的を達成するために、本発明は超音波
を発生する直方体形状の圧電振動子において、超
音波輻射面に対して直交しかつ相対向する電極面
の少なくとも一方の面に当該面の中心点を通る直
交軸に対して上下左右対称な形状の励振電極と上
下左右対称な複数個の制振電極とを配設し、圧電
振動子の長手方向の単位長あたりの励振電極の面
積を中央部から両端部に指向して徐々に狭小とな
るように形成し、かつ前記複数の制振電極の前記
単位長あたりの面積を両端部から中央部に指向し
て徐々に狭小となるように形成すると共に他の面
の電極と電気的に結合するよう構成することを特
徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a rectangular parallelepiped piezoelectric vibrator that generates ultrasonic waves. An excitation electrode with a vertically symmetrical shape and a plurality of vertically and horizontally symmetrical vibration damping electrodes are arranged with respect to the orthogonal axis passing through the point, and the area of the excitation electrode per unit length in the longitudinal direction of the piezoelectric vibrator is set at the center. The plurality of damping electrodes are formed so as to become gradually narrower from the ends toward both ends, and the area per unit length of the plurality of vibration damping electrodes becomes gradually narrower from the ends toward the center. and is characterized in that it is configured to be electrically coupled to an electrode on the other surface.

[実施態様] 次に、本発明に係る圧電振動子について好適な
実施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下
詳細に説明する。なお、第1図乃至第4図に示す
構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を
付し、その詳細な説明は省略する。
[Embodiments] Next, preferred embodiments of the piezoelectric vibrator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Components that are the same as those shown in FIGS. 1 to 4 are given the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.

第5図および第6図において、参照符号10
a,10bは本発明に係る電気回路駆動部を含む
直方体形状の圧電振動子を示す。この圧電振動子
10a,10bの形状は正確には薄肉の直方体形
状であつて、その対向する二面に電極が形成され
ている。この場合、図中、背面部12にはその全
面に亘つて一様な背面電極14が形成される。一
方、正面部16には圧電振動子10a,10bの
長手方向の中央部に励振電極18,20が配設さ
れている。実際、両端部に制振電極22a,22
b,24a,24bが配設され、その両電極の周
面は絶縁されるように形成されている。
In FIGS. 5 and 6, reference numeral 10
a and 10b indicate rectangular parallelepiped-shaped piezoelectric vibrators including an electric circuit driving section according to the present invention. The piezoelectric vibrators 10a and 10b have a thin rectangular parallelepiped shape to be precise, and electrodes are formed on two opposing surfaces thereof. In this case, as shown in the figure, a uniform back electrode 14 is formed over the entire surface of the back portion 12. On the other hand, in the front part 16, excitation electrodes 18 and 20 are arranged at the center of the piezoelectric vibrators 10a and 10b in the longitudinal direction. In fact, vibration damping electrodes 22a, 22 are provided at both ends.
b, 24a, and 24b are arranged, and the peripheral surfaces of both electrodes are formed to be insulated.

この場合において、励振電極18,20の長手
方向の単位長あたりの電極面積は長手方向の中央
部を原点として両端部に指向してcos二乗曲線に
対応して徐々に減少する面積配分に形成されると
共に、制振電極22a,22b,24a,24b
の単位長あたりの電極面積は長手方向の両端部か
ら中央部に指向して(1−cos二乗)の曲線に比
例して徐々に減少する面積配分として形成されて
いる。なお、夫々の電極はシルクスクリーン方法
によつて印刷形成することが可能であり、そのた
め、曲線形状の正確性を保持しつつ且つ量産性に
適した電極形状とすることが出来る。
In this case, the electrode area per unit length in the longitudinal direction of the excitation electrodes 18 and 20 is formed in an area distribution that gradually decreases from the center in the longitudinal direction toward both ends in accordance with a cos square curve. At the same time, vibration damping electrodes 22a, 22b, 24a, 24b
The electrode area per unit length is formed as an area distribution that gradually decreases in proportion to a curve of (1-cos squared) from both ends in the longitudinal direction toward the center. Note that each electrode can be printed and formed by a silk screen method, and therefore, the accuracy of the curved shape can be maintained and the electrode shape can be made suitable for mass production.

このような構成において制振電極22a,22
bと24a,24bは夫々電気的に接続されると
共に、背面電極14と接続されている。そして、
前記励振電極18,20と制振電極22a,22
bおよび背面電極14の共通接続点22cと制振
電極24a,24bおよび背面電極14の共通接
続点24c間には夫々交流電源Eが接続されてい
る。
In such a configuration, the damping electrodes 22a, 22
b, 24a and 24b are electrically connected to each other, and are also connected to the back electrode 14. and,
The excitation electrodes 18, 20 and the damping electrodes 22a, 22
An AC power source E is connected between the common connection point 22c of the damping electrodes 24a, 24b and the back electrode 14, and the common connection point 24c of the damping electrodes 24a, 24b and the back electrode 14, respectively.

本発明に係る直方体圧電振動子は基本的には以
上のように構成されるものであり、次にその作用
並びに効果について説明する。
The rectangular parallelepiped piezoelectric vibrator according to the present invention is basically constructed as described above, and its operation and effects will be explained next.

一般に、電歪現象を利用した圧電振動子には交
流電圧を印加する方法でその励振を行うとされて
おり、実際には、共振周波数に係る交流電源Eの
印加によつて前記圧電振動子10a,10bは輻
射面USから上方または輻射面USと対向する面か
ら下方に向けて超音波を放射する。この場合、超
音波の指向特性は、圧電振動子10a,10bの
長手方向の両端部側に背面電極14と同電位であ
つて且つ長手方向単位長あたりのパターン面積の
大きい制振電極22a,22b,24a,24b
が存在するため、圧電振動子10a,10bはそ
の端部側においては制振され長手方向の指向して
中央部にいくに従い強く励振されるように動作す
る。そこで、この場合、前記したように、励振電
極の電極形状を長手方向の中央部から両端部に指
向して、例えば、略cos二乗特性に比例するよう
に形成しているので、輻射面USから放射される
超音波は殆どサイドローブSのない放射パターン
とすることが出来る。なお、その際、メインロー
ブMの指向特性パターンを第2図に示す基本的な
電極構成の圧電振動子と略同一のθ-3dB角とする
ためには、短手方向の長さl2が基本圧電振動子と
同一という条件のもとで、その長手方向の長さl1
をl1>lと形成することが好適である。
In general, it is said that a piezoelectric vibrator that utilizes an electrostrictive phenomenon is excited by applying an alternating current voltage, and in reality, the piezoelectric vibrator 10a is , 10b emits ultrasonic waves upward from the radiation surface U S or downward from the surface facing the radiation surface U S. In this case, the directivity characteristics of the ultrasonic waves are determined by the vibration damping electrodes 22a, 22b, which have the same potential as the back electrode 14 and have a large pattern area per unit length in the longitudinal direction, on both ends of the piezoelectric vibrators 10a, 10b in the longitudinal direction. , 24a, 24b
, the piezoelectric vibrators 10a and 10b operate in such a manner that the vibrations are suppressed at the ends thereof, and the vibrations are more strongly excited toward the center in the longitudinal direction. Therefore, in this case, as described above, the electrode shape of the excitation electrode is oriented from the center in the longitudinal direction to both ends, and is formed so as to be approximately proportional to the cos square characteristic, so that the radiation surface U S The ultrasonic waves radiated from can have a radiation pattern with almost no side lobes S. In this case, in order to make the directivity pattern of the main lobe M have approximately the same θ -3 dB angle as that of the piezoelectric vibrator with the basic electrode configuration shown in Fig. 2, the length l 2 in the transverse direction must be Under the condition that it is the same as the basic piezoelectric vibrator, its longitudinal length l 1
It is preferable to form l 1 >l.

第7図および第8図に本発明に係る圧電振動子
の他の実施態様を示す。なお、第7図、第8図の
実施態様においては圧電振動子の略左半部を省略
して描出している。この場合、その左半部の形状
は中央垂線に対して右半部の形状と対称に形成さ
れている。第7図、第8図において、参照符号2
6a,26bは正面部16に配置された励振電極
であり、参照符号28a,28bは制振電極であ
る。この場合、背面部12には背面電極30a,
30bが形成され、正面部10の制振電極28
a,28bと背面部12の背面電極30a,30
bとは夫々電気的に接続される(図示せず)。そ
こで、励振電極26a,26bと制振電極28
a,28b間に交流電圧E(図示せず)が印加さ
れることにより輻射面USから音波が放射される。
この場合においても、励振電極26a,26bの
電極パターンを長手方向中央の点を原点として両
端部側に指向して略cos二乗曲線に比例する面積
区分、制振電極28a,28bにあつては長手方
向の両端部側から中央部に指向して(1−cos二
乗)曲線に比例する面積区分を持つ形状とするこ
とによりサイドローブSの抑圧可能な超音波放射
パターンを得ることが出来る。
FIGS. 7 and 8 show other embodiments of the piezoelectric vibrator according to the present invention. In the embodiments shown in FIGS. 7 and 8, substantially the left half of the piezoelectric vibrator is omitted from illustration. In this case, the shape of the left half is symmetrical to the shape of the right half with respect to the central perpendicular. In FIGS. 7 and 8, reference numeral 2
6a and 26b are excitation electrodes arranged on the front part 16, and reference numerals 28a and 28b are vibration damping electrodes. In this case, the back electrode 30a,
30b is formed, and the damping electrode 28 of the front part 10
a, 28b and the back electrodes 30a, 30 of the back part 12
b are electrically connected to each other (not shown). Therefore, the excitation electrodes 26a, 26b and the damping electrode 28
By applying an AC voltage E (not shown) between a and 28b, sound waves are radiated from the radiation surface U S .
In this case as well, the electrode pattern of the excitation electrodes 26a, 26b is divided into areas proportional to a substantially cos square curve with the center point in the longitudinal direction as the origin and directed toward both ends, and the damping electrodes 28a, 28b are divided in area in the longitudinal direction. An ultrasonic radiation pattern in which side lobes S can be suppressed can be obtained by forming a shape having an area division proportional to a (1-cos squared) curve directed from both ends to the center.

[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、励振電極と制
振電極とを上下左右対称の電極パターンに形成
し、しかもその電極面積をcos二乗曲線に従うパ
ターン形状に形成している。そのため、放射され
る超音波の指向特性が鋭くなり、超音波の放射パ
ターンに発生するサイドローブ略零に抑圧するこ
とが可能となる。さらに、励振電極および制振電
極は電極面の中心点を通る直交軸に対し上下左右
に対称な形状に形成されているために不要な振動
モードが生ずることがなく、放射パターンが乱れ
るようなことがないという効果も得られる。しか
も、電極の形成方法はシルクスクリーン印刷方法
としているため製造コストを上昇させることなし
に複雑な形状の電極パターンの形成も極めて容易
に実現することが可能である効果を奏する。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the excitation electrode and the damping electrode are formed in a vertically and horizontally symmetrical electrode pattern, and the electrode area is formed in a pattern shape that follows a cos square curve. . Therefore, the directivity characteristics of the emitted ultrasonic waves become sharp, and it becomes possible to suppress side lobes generated in the ultrasonic radiation pattern to approximately zero. Furthermore, since the excitation electrode and damping electrode are formed in a symmetrical shape vertically and horizontally with respect to the orthogonal axis passing through the center point of the electrode surface, unnecessary vibration modes will not occur and the radiation pattern will not be disturbed. You can also get the effect of not having any. Furthermore, since the electrodes are formed using a silk screen printing method, it is possible to extremely easily form electrode patterns with complex shapes without increasing manufacturing costs.

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて
説明したが、本発明はこの実施態様に限定される
ものではなく、例えば、第9図に示すように、第
5図乃至第8図の例とは異なり電極形状を直線的
に配置する形状とする等、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲において種々の改良並びに設計の変更が
可能なことは勿論である。
Although the present invention has been described above by citing preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. For example, as shown in FIG. 9, the examples shown in FIGS. Of course, various improvements and changes in design are possible without departing from the spirit of the present invention, such as making the electrodes linearly arranged.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は圧電振動子から発生する超音波の指向
特性の説明図、第2図は従来の基本的電極形状を
有する直方体圧電振動子の斜視説明図、第3図a
は第2図に示す圧電振動子に係る振幅特性曲線
図、第3図bはcos二乗振幅特性曲線図、第4図
は従来技術に係る圧電振動子の斜視説明図、第5
図および第6図は本発明に係る電気回路駆動部を
含む圧電振動子の斜視説明図、第7図乃至第9図
は本発明に係る圧電振動子の他の実施態様を示す
斜視説明図である。 10a,10b……圧電振動子、12……背面
部、14……背面電極、16……正面部、18,
20……励振電極、22a,22b……制振電
極、22c……共通接続点、24a,24b……
制振電極、24c……共通接続点、26a,26
b……励振電極、28a,28b……制振電極、
30a,30b……背面電極、E……交流電源、
M……メインローブ、S……サイドローブ、US
……超音波輻射面。
Fig. 1 is an explanatory diagram of the directional characteristics of ultrasonic waves generated from a piezoelectric vibrator, Fig. 2 is a perspective explanatory diagram of a rectangular parallelepiped piezoelectric vibrator having a conventional basic electrode shape, and Fig. 3 a
is an amplitude characteristic curve diagram related to the piezoelectric vibrator shown in FIG. 2, FIG. 3b is a cos square amplitude characteristic curve diagram, FIG.
6 and 6 are perspective explanatory views of a piezoelectric vibrator including an electric circuit drive unit according to the present invention, and FIGS. 7 to 9 are perspective explanatory views showing other embodiments of the piezoelectric vibrator according to the present invention. be. 10a, 10b... piezoelectric vibrator, 12... back part, 14... back electrode, 16... front part, 18,
20... Excitation electrode, 22a, 22b... Damping electrode, 22c... Common connection point, 24a, 24b...
Vibration damping electrode, 24c... Common connection point, 26a, 26
b...excitation electrode, 28a, 28b...damping electrode,
30a, 30b... Back electrode, E... AC power supply,
M...Main lobe, S...Side lobe, U S
...Ultrasonic radiation surface.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 超音波を発生する直方体形状の圧電振動子に
おいて、調音波輻射面に対して直交しかつ相対向
する電極面の少なくとも一方の面に当該面の中心
点を通る直交軸に対して上下左右対称な形状の励
振電極と上下左右対称な複数個の制振電極とを配
設し、圧電振動子の長手方向の単位長あたりの励
振電極の面積を中央部から両端部に指向して徐々
に狭小となるように形成し、かつ前記複数の制振
電極の前記単位長あたりの面積を両端部から中央
部に指向して徐々に狭小となるように形成すると
共に他の面の電極と電気的に結合するよう構成す
ることを特徴とする圧電振動子。 2 特許請求の範囲第1項記載の圧電振動子にお
いて、励振電極と制振電極の単位長あたりの面積
の狭小化形状は音波の指向特性の中、サイドロー
プが小さくなるよう、非直線の関数に従う形状に
構成してなる圧電振動子。
[Claims] 1. In a rectangular parallelepiped-shaped piezoelectric vibrator that generates ultrasonic waves, at least one of the electrode surfaces that is orthogonal to the harmonic wave radiation surface and faces oppositely has an orthogonal axis that passes through the center point of the surface. An excitation electrode with a vertically symmetrical shape and a plurality of vertically and horizontally symmetrical vibration damping electrodes are arranged, and the area of the excitation electrode per unit length in the longitudinal direction of the piezoelectric vibrator is increased from the center to both ends. The plurality of vibration damping electrodes are formed so as to become gradually narrower in the direction, and the area per unit length of the plurality of vibration damping electrodes becomes gradually narrower in the direction from both ends toward the center. A piezoelectric vibrator configured to be electrically coupled to an electrode. 2. In the piezoelectric vibrator according to claim 1, the narrowing shape of the area per unit length of the excitation electrode and the damping electrode is a non-linear function so that the side rope becomes small in the directional characteristics of the sound wave. A piezoelectric vibrator configured in a shape that follows.
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