佐藤 ( 以下：佐 ) どうもこんにちは。

佐：水晶応用製品の振動子や発振器について紹介しましょう。

佐：まずは身の回りに水晶が使われている製品を考えてみましょう。
分かりやすい所から宝飾品関係。アクセサリーや置物で利用されています。不純物が混じることで色が付いたり、丸く削ったり彫刻をするものもあります。前回の水晶の置物が該当します。

佐：次に光学部品。方解石と同様に複屈折性があり光学的にも珍しい特性を持っています。その為、λ/2 λ/4 板や波長板があります。レーザーの部品として使われることが多いようです。

佐：最後に弊社が取り扱っている振動子と発振器があります。これは水晶の電気的な特性を利用したものになります。これは、ほぼすべての電化製品に使用されています。少し例を挙げると、正確な時を刻む時計や電波受信機であるラジオ/デジタル信号を扱うパソコンなどが該当します。

佐：スマートフォンには、受信機能 ( 電話 / GPS / ワンセグ / Wi-Fi )、アプリケーション、時計といった機能が盛りだくさんなので機能で兼用もしていますが 5 - 10個/台 ぐらい使われているそうです。ただ、スマートフォンの辺りは大手さんが大量生産しているから弊社では勝負になりませんね。

佐：水晶振動子と言うぐらいですから、”振動”しています。これは逆圧電効果という現象を利用しています。目に見えないぐらいに細かくかつ素早く振動しているだけではありません。回路を組むとこの振動を電気信号としても取り出せます。

佐：水晶に電圧を加えると、水晶がゆがみます。ピエール・キューリー ( フランス ) が説明した現象で、水晶に圧力を掛けると電圧が生じる事 ( 圧電効果 ) を発見し、そのすぐ後に水晶に電圧を掛けると変形する事 ( 逆圧電効果 ) を発見したんだ。

佐：ただ振動している訳ではない、すごく正確に振動しています。少し話が変わるけど、例えばラジオを聞くときに、周波数を合わせて聞くのは知っていますよね。この周波数合わせが上手くできるとハッキリとしたラジオが聞こえます。

佐：この周波数合わせの時に、水晶振動子の振動を基準にしているのです。ラジオの周波数は、送り手と受け手の周波数両方が正確でないと、きれいな音が聞こえません。これも水晶振動子の技術進歩の一端です。

佐：前回のオートクレーブで製造した人工水晶の表面を磨いて、手の平サイズの微細加工しやすい大きさの水晶片を切り出します。さらにそこから、佐T-Cut と呼ばれる形で水晶片を切り出し、エッチングして洗浄/乾燥させて電極を蒸着させて、ケースの中に搭載/接着し周波数を調整してケースを封止して印字してエージングさせる。と一気に説明しましたが、水晶を薄く小さくして電極で挟んでケースに入れます。

佐：それはありますよ。でも、それはまたの機会に詳しくお伝えします。弊社製品の特徴とあわせて説明させてください。

佐：大雑把に言うと、水晶もピエゾ素子の仲間ですが、周波数の安定性が他と桁違いです。また、古賀逸策 ( 日本 ) と言う先生が、温度の影響を受けにくい水晶の切り出し方を発見しました。これは 佐t-Cut と呼ばれています。これで水晶の振動子としての地位は揺るがないものとなっています。どれぐらい安定度に差があるかと言うと、だいたいセラミックが大体 1000ppm のところ水晶は 10ppm と言った所ですね。