JPS5954312A - 被反射音波により作動する電子デバイス - Google Patents

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、斜め角度に配置された反射指を有する少なく
とも１つの反射器構造と、音波を励振する入力変換器構
造と、少なくとも１つの出力変換器構造とが基板の表面
に設けられており、被反射音波により作動する電子デバ
イスに関する。

ドイツ連邦共和国特許出願第３１２１５１６号明細書に
、その第７図として、被反射音波により作動するフィル
タであって、基板の表面の音波を励振するための入力変
換器と再び受信された音波を電気的信号に変換するため
の出力変換器とに加えて、それぞれ斜め角度に向けられ
た反射器指を有する２つの反射器構造を有するものが記
載されている。両構造の反射器指の傾斜方向は、最初に
入力変換器からその主音波伝搬方向に第１の反射器構造
に当る音波がほぼ直角に反射により偏向されて被反射音
波が最初の主音波伝搬方向に対して直角な新しい主音波
伝搬方向に進行するように選定されている。第２の反射
器構造では、反射により生ずる偏向が新しい主音波伝搬
方向に行なわれ、それにより今や２回の反射をした音波
が出力変換器に入射する。ここで言及すべきこととして
、異方性の存在の際に基板の材料、たとえばしばしば使
用されるニオブ酸リチウムは反射器構造の反射器指が主
音波伝搬方向に対して４５°から若干偏差する角度に配
置されているときに９０°反射を生ずることである。こ
れを補正するための対策は当業者によく知られており、
以下に詳細に説明する本発明においても応用されている
が、その詳細な説明はここでは省略する。同様に詳細な
説明は省略するが、前記明細書の第７図にも示されてい
るように反射器構造は反射器指で完全に満たされている
必要はなく、かつ（または）ドイツ連邦共和国特許出願
第３２０９９４８号および第３２０９９６２号明細書に
も記載されているように反射器指が重み付けされていて
もよい。このような反射器構造は、基板表面に取付けら
れた電極ストリップによるほかに、基板表面に設けられ
た溝によっても、また直線方向に金属被覆または溝とし
て設けられた点要素（ドット）によっても実現され得る
が、これらについてもここで詳細に説明する必要はない
であろう。

本発明が応用され得る被反射音波により作動する電子デ
バイスはドイツ連邦共和国特許出願第３１２１５１６号
明細書にその第７図として記載されている。

一般に、音波で作動する電子デバイスにはほぼ長方形状
の圧電性基板が用いられる。短縁において生ずる反射に
よる擾乱を回避するため、基板の形状を互いに平行な長
縁を有する平行四辺形にすることは以前から行なわれて
いる。基板の斜めの短縁には、さらに、音波の減衰のた
めにアコースティック・サムプと呼ばれる材料がしばし
ば設けられている。

本発明の目的は、冒頭に記載した種類の電子デバイスに
擾乱信号の生起をさらに最小化するための（追加的な）
対策を講ずることであり、この目的は特許請求の範囲第
１項に記載の電子デバイスにより達成される。本発明の
有利な実施態様は特許請求の範囲第２項以下にあけられ
ている。

本発明の基礎となっている認識は、冒頭に記載されてい
る種類の電子デバイスにおいては、公知の互いに平行に
向けられた基板の長縁における被励起音波の２回の相い
続く反射に起因して出力変換器内に擾乱信号が信ずると
いう認識である。これらの反射は、第２の斜めに向けら
れた指構造における反射により少なからざる大きさの（
時間的に遅れた）擾乱信号が出力変換器内に生ずるほど
の強さである可能性がある。本発明によれば、基板の少
なくとも一方の長縁が、第１の反射器構造における音波
の反射後の主音波伝搬方向に対して９０°から偏差する
角度に向けられている。基板の両側の長縁がこの主音波
伝搬方向に対して９０°から偏差する角度に向けられる
こと、そしてそれらの偏差が基板の両側の長縁を互いに
平行にしないような向き（および大きさ）であることは
有利である。その結果、基板の両側の長縁は互いに楔状
に延び、他方、短辺はそれ自体は公知の仕方で斜めに、
ただし相互には平行に向けられていてよい。

基板の長縁が従来通常の平行性から互いに偏差する角度
δまたはδ＿１およびδ＿２は本発明によれば、 ここに、ａは擾乱音波（１１２′）が当たる出力変換器
（５、３５）の開口の部分に等しい長手方向寸法、λは
基板の表面を走る音波の中心周波数に相当する波長、ま
たｎは自然数であるを満足するように選定される。この
角度関係を少なくとも近似的に保つことにより、基板を
横方向に走る音波の２回の反射を、電子デバイスに擾乱
信号を惹起しないように行なわせることができる。

長縁におけるこのような２回の反射の後に、出力変換器
により受信される音波の主音波伝搬方向から実質的に偏
差する方向に走る音波は１つまたは２つの偏差角度δ、
δ＿１およびδ＿２の影響により正しい主音波伝搬方向
から、これらの（主音波伝搬方向から偏差して）出力変
換器に入射する音波が出力変換器内での干渉により消去
されるような角度だけ偏差した伝搬方向を有する。

これまでの説明は、理解を容易にするため、前記ドイツ
連邦共和国特許出願第３１２１５１６号明細書の第７図
に示されているような構造、すなわち２つの反射器構造
を有し入力変換器から出力変換器までの経路で２回の反
射が行なわれるような構造を対象としてきた。しかし本
発明は、入力変換器および出力変換器が互いに平行では
なく互いにほぼ直角に向けられており、ただ１つの斜め
に配置された反射器構造が設けられており、反射による
主音波伝搬方向の偏向がただ１回行なわれる電子デバイ
スにも応用可能である。本発明にとって重要な基板の長
縁は、入力変換器から出発する音波の主伝搬方向に対し
て公知の電子デバイスでは平行に向けられている長縁で
あり、それらのうち少なくとも一方が本発明によれば入
力変換器からの主音波伝搬方向に対して平行ではない方
向に向けられている。

以下、図面に示されている実施例により本発明を説明す
る。

第１図は斜視図で示されている基板２を有する本発明に
よる電子デバイスの第１の実施例を示す。

この基板２はたとえばニオブ酸リチウムから成る比較的
平らな細長い板片である。

基板の（第１図に正面図として見える）表面に、公知の
仕方で構成された交差指形構造である入力変換器４およ
び出力変換器５が位置している。参照符号６を付されて
いるのは、多数の斜めに配置された反射器指７から成る
第１の反射器構造である。参照符号８を付されているの
は、反射器指７を有する第２反射器構造である。両反射
器構造６および８の反射器指は、基板２の材料の異方性
を考慮に入れて、入力変換器４内で励振された音波が参
照符号９を付して原理的に示されている経路で出力変換
器５に向かって進むように相互傾斜角度を選定されてい
る。入力変換器内で発せられた音波の主音波伝搬方向は
矢印１１を付されている。出力変換器５で受信される音
波の正しい主音波伝搬方向は矢印１２を付されている。

第１の反射器構造６における反射以後かつ第２の反射器
構造８における反射以前の音波の主音波伝搬方向は（互
いに平行な）矢印１３を付されている。基板２の短縁１
４および１５は、この実施例では、それ自体は公知の仕
方で（主音波伝搬方向１１および１２に対して）斜めに
配置されている。本発明による電子デバイスが所期の作
用をする上で、これらの短縁１４および１５は主音波伝
搬方向１１および１２に対して垂直であってもよい。基
板２の両長縁、すなわち（単に）近似的に主音波伝搬方
向１１および１２の方向かつ（単に）ほぼ主音波伝搬方
向１３に対して垂直の方向に延びる縁１６および１７は
、公知の電子デバイスと異なり、本発明により、波線で
示されている直線１８および１９すなわち互いに平行な
（かつ主音波伝搬方向１１および１２に対して平行な）
直線に対してそれぞれ角度δ＿１またはδ＿２だけ傾け
られている。

角度δ＿１およびδ＿２は本発明において同一の大きさ
である必要はなく、これらの角度の一方は零であっても
よい。すなわち、長縁の一方１６もしくは１７は直線の
一方１８または１９と合致していてもよい。

入力変換器１と出力変換器５との間の経路９を意図のと
おりに走る音波に加えて、以下に詳細に説明する反射に
基づいて望ましくない擾乱音波が生ずる。

既に言及したように、反射器構造６における反射の後に
反射器構造６に相応する広い波面を有する所望の音波が
主音波伝搬方向１３の方向に伝搬する。公知の電子デバ
イスでは、破線の直線１９により示されている基板の長
縁方向１３に対して垂直である。さて、矢印１３の方向
に走る音波の少なからざるエネルギー部分が公知の電子
デバイスでは第２の反射器構造８を越えて縁１９に当り
、この縁で縁１８に向けて反射することが確認された。

縁１８における反射は、同じく矢印１３の方向に走る望
ましくない音波の部分が第２の反射器構造８で反則され
次いで主音波伝搬方向１２に対して平行に出力変換器５
に縁１９と縁１８との間の横方向往復に相当する時間遅
れを有する音波として到達するという結果を生ずる。こ
こで言及すべきこととして、この望ましくない音波部分
が公知の電子デバイスでは望ましい音波と同様に上記の
ように出力変換器に到達する以前に縁１８と縁１９との
間で多数回の往復が行なわれる可能性がある。

ここに説明する本発明の実施例では縁１７が縁１９から
角度δ＿２だけ偏差しているので、第２の反射器構造８
を越えて縁１７に到達しそこで反射される音波部分はも
はや主音波伝搬方向１３に対して平行ではなくそれに対
して角度２・δ＿２だけ偏向する方向２１で基板２の反
対側の縁１６に向かって進む。基板２のこの長縁１６も
この実施例では縁１７に対して平行ではないので、縁１
６における反射後の音波部分の伝搬方向２２も本発明に
より主音波伝搬方向１３に対して平行ではない。

矢印２２の方向に進む音波は主音波伝搬方向１３から偏
差する角度をもって第２の反射器構造８に到達し、その
指７で反射された音波部分の主伝搬方向１１２は望まし
い音波の主音波伝搬方向１２から２（δ＿１＋δ＿２）
（少なくともδ＿１もしくはδ＿２は零ではない）だけ
偏差した角度を有する。

この角度２（δ＿１−δ＿２）は（第１図にくらべて拡
大して示されている第２図から明らかなように）、矢印
１１２の方向に出力変換器５に入射する擾乱音波１１２
′が出力変換器５内の干渉により消去されるように選定
されている。擾乱音波１１２′の完全な消去は、角度α
＝２（δ＿１＋δ＿２）がるときに達成される。この角
度関係が正確に保たれていなければ、波１１２′の消去
効果は相応に減ずる。数ｎは自然数１、２、３・・・の
値を有し得る。

ｎ＝１のとき、角度偏差δ＿１および（または）δ＿２
を最小にすることができる。すなわち、本発明によるく
さび状の基板２の寸法は少なくとも、公知の電子デバイ
スにおける縁１８および１９（ならびに１４および１５
）を有する基板ので寸法から偏差している。ｎ＝２、３
・・・のとき、角度δ＿１および（または）δ＿２は相
応に大きな値となる。従って、本発明（第２図参照）に
よるほど完全な消去効果を得るために、これらの角度を
それほど正確に保つ必要はなくなる。

ここで言及すべきこととして、本発明の実現のためには
、少なくとも縁１６もしくは少なくとも縁１７が平行な
縁１８および１９から角度δだけ偏差していれば十分で
ある。

第３図には、出力変換器３５が（この図から明らかなよ
うに）入力変換器４に対して垂直に配置されており、ま
たただ１つの反射器構造６が設けられており、従って方
向１１から方向１３へのただ１回の偏向が行なわれる本
発明の実施例が示されている。矢印１３の方向に所望の
ように偏向された音波は出力変換器３５に入射し、そこ
で所望の電気的信号を発生する。しかし、この方向１３
の音波の一部分は、出力変換器３５の後に位置する基板
１０２の縁１１７で反射する。この縁１１７は、本発明
により、矢印１３の方向と直交する直線１９に対して角
度δだけ偏差しているので、縁１１７で反射された音波
１２１は矢印１３の方向に対して角度２δをなす方向で
出力変換器３５に入射し、そこで干渉により消去される
。この実施例では、少なくとも出力変換器３５に隣接す
る縁が角度δを有していなければならない。長縁１１６
で反射されて破線の矢印１２２の方向に進むと音波は（
同じく）矢印１３の方向から偏差した方向で出力変換器
３５に入射する（たとい縁１１６がこの実施例において
入力変換器４からの音波の方向１１に対して平行である
としても）。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子デバイスの第１の実施例を示
す図、第２図は第１図の一部分の拡大図、第３図は本発
明による電子デバイスの第２の実施例を示す図である。 １・・・電子デバイス、２・・・基板、３・・・基板表
面、４・・・入力変換器、５・・・出力変換器、６・・
・第１の反射器構造、７・・・反射器指、８・・・第２
の反射器構造、９・・・経路、１１〜１３・・・主音波
伝搬方向、１４、１５・・・短縁、１６、１７・・・長
縁、３５・・・出力変換器、１０２・・・基板、１１６
、１１７・・・長縁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）斜め角度に配置された反射指を有する少なくとも１
   つの反射器構造と、音波を励振する入力変換器構造と、
   少なくとも１つの出力変換器構造とが基板の表面に設け
   られており、被反射音波により作動する電子デバイスに
   おいて、励振用の入力変換器構造（４）から出発する音
   波の主伝搬方向（１１）に沿って延びる側縁（１６、１
   ７；１１６、１１７）の一方または双方が、この方向（
   １１）から偏差する角度（δ＿１、δ＿２；δ）であっ
   てここに、ａは擾乱音波（１１２′）が当たる出力変換
   器（５、３５）６つ開口の部分に等しい長手方向寸法、
   λは基板の表面を走る音波の中心周波数に相当する波長
   、またｎは自然数である を満足する角度に向けられていることを特徴とする被反
   射音波により作動する電子デバイス。 ２）ｎ＝１であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の電子デバイス。 ３）ｎが１よりも大きく、ただし１０よりも小さい自然
   数であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   電子デバイス。 １）基板（２）の長手方向の両側縁（１６、１７）がそ
   れぞれ被励振音波の主伝搬方向（１１）から偏差する前
   記角度（δ＿１、δ＿２）に向けられていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに
   記載の電子デバイス。 ５）入力変換器（４）と出力変換器（３５）とが互いに
   平行ではない角度で配置されている場合に、少なくとも
   出力変換器（３５）の後側に隣接する基板（１０２）の
   長手方向側縁（１１７）が出力変換器（３５）に所定の
   方向（１３）で入射する音波の波面に対して角度δに向
   けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第３項のいずれかに記載の電子デバイス。