JPS6216050B2 - - Google Patents
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- JPS6216050B2 JPS6216050B2 JP53005877A JP587778A JPS6216050B2 JP S6216050 B2 JPS6216050 B2 JP S6216050B2 JP 53005877 A JP53005877 A JP 53005877A JP 587778 A JP587778 A JP 587778A JP S6216050 B2 JPS6216050 B2 JP S6216050B2
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 11
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 2
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02559—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of lithium niobate or lithium-tantalate substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02236—Details of surface skimming bulk wave devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
- H03H9/02543—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles
- H03H9/02551—Characteristics of substrate, e.g. cutting angles of quartz substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/30—Time-delay networks
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は２個の変換器の間で基板の本体内に音
波を移動させる音波装置に関する。
波を移動させる音波装置に関する。
英国特許第1451326号明細書には、増幅器の帰
還ループ内に音波遅延線を持つ振動子について記
載してある。この遅延線は各変換器間の表面に沿
い又はこの表面内で表面音波を送り出し、すなわ
ち放出し又受け取ることのできる２個の相互に組
合うくし形変換器を支える圧電基板を備えてい
る。或はAT切断面及びYZ面に直角を挟む向きに
した水晶片を使うときは遅延線は体積音波すなわ
ち基板表面の下側を移動する音波を使つて動作す
ることができる。この場合表面汚染に感じにくく
なる。
還ループ内に音波遅延線を持つ振動子について記
載してある。この遅延線は各変換器間の表面に沿
い又はこの表面内で表面音波を送り出し、すなわ
ち放出し又受け取ることのできる２個の相互に組
合うくし形変換器を支える圧電基板を備えてい
る。或はAT切断面及びYZ面に直角を挟む向きに
した水晶片を使うときは遅延線は体積音波すなわ
ち基板表面の下側を移動する音波を使つて動作す
ることができる。この場合表面汚染に感じにくく
なる。
本発明によれば音波装置は変換器間の基板の本
体に音波を放出し又この基板体から音波を受け取
る少くとも２個の変換器を支える扁平な表面を持
つ圧電基板を備えている。この圧電基板は後述の
切断方位にしてある。
体に音波を放出し又この基板体から音波を受け取
る少くとも２個の変換器を支える扁平な表面を持
つ圧電基板を備えている。この圧電基板は後述の
切断方位にしてある。
本発明による基板の扁平な表面の切断方位は、
各変換器をＸ軸に直交して音波を伝搬するように
配置しＸ軸のまわりの回転を−60゜ないし−45゜
なるべくは−55゜ないし−48゜の範囲とし又30゜
ないし45゜の範囲とした水晶の回転Ｙ切断（Ｘ軸
のまわりに回転した）である。
各変換器をＸ軸に直交して音波を伝搬するように
配置しＸ軸のまわりの回転を−60゜ないし−45゜
なるべくは−55゜ないし−48゜の範囲とし又30゜
ないし45゜の範囲とした水晶の回転Ｙ切断（Ｘ軸
のまわりに回転した）である。
各変換器は相互に組合うくし形変換器がよい。
各変換器は若干の種類の体積音波を基板内に放
出する。このことは1977年の超音波シンポジウム
議事録の論文T1、T2すなわちエム・エフ・ルイ
ス（M.F.Lewis）によるサーフエイス・スキミン
グ・バルク・ウエイブズ（Surface Skimming
BulkWaves）とテイ・アイ・ブラウニング（T.I.
Browning）、デイー・ジエイ・ガントン（D.J.
Gunton）、エム・エフ・ルイス及びスイー・オ
ウ・ニユートン（C.O.Newton）によるバンドパ
ス・フイルタズ（Bandpass Filters）とに記載
してある。或る種類の体積音波はこれにほぼ平行
な表面で又その下側で進行する。この音波は、表
面進行体積波［surface skimming bulk wave］
（SSBW）と呼ばれ、水平に偏波された横波であ
る。別のSSBWは縦波である。
出する。このことは1977年の超音波シンポジウム
議事録の論文T1、T2すなわちエム・エフ・ルイ
ス（M.F.Lewis）によるサーフエイス・スキミン
グ・バルク・ウエイブズ（Surface Skimming
BulkWaves）とテイ・アイ・ブラウニング（T.I.
Browning）、デイー・ジエイ・ガントン（D.J.
Gunton）、エム・エフ・ルイス及びスイー・オ
ウ・ニユートン（C.O.Newton）によるバンドパ
ス・フイルタズ（Bandpass Filters）とに記載
してある。或る種類の体積音波はこれにほぼ平行
な表面で又その下側で進行する。この音波は、表
面進行体積波［surface skimming bulk wave］
（SSBW）と呼ばれ、水平に偏波された横波であ
る。別のSSBWは縦波である。
次の性質は表面進行体積波音波装置に望ましい
か又は必要である。
か又は必要である。
(i) 表面音波結合のないこと
(ii) 表面の平面内で偏波した横波又は準横波の存
在すること、このことは基板の容積内へのエネ
ルギの漏れを防ぐのに必要である。
在すること、このことは基板の容積内へのエネ
ルギの漏れを防ぐのに必要である。
(iii) 他の体積波に対しわずかな結合を持つ前記の
(ii)の体積波に対する良好なk2 (iv) 各体積波に対する零の温度係数 (v) ビームのステアリング（steering）特性又は
集束特性 (i)、(ii)、(v)の各項を満足する種類のカツトすな
わち切断はＸ軸に直交する伝搬を持つ水晶の回転
Ｙ切断（すなわちＸ軸のまわりに回転した）であ
る。この種類全体は表面音波に対しk2＝０を持
つ。これはＸ方向にすなわち音波が基板内にエネ
ルギの漏れをあまり生じないで伝搬するのに必要
な平面内で偏波した横波を持つ。又この種類内で
Ｙ切断面の２つの範囲の回転角が条件(iv)を満足す
る。これ等の範囲は、約3.3×105cm／secの速度
を持つ横波（正規のAT切断体積波振動子に使う
横波に近似する）を支える−48゜ないし−55゜回
転したＹ切断面範囲と、約5.1×105cm／secの速
度を持つ横波（正規のBT切断体積波振動子に使
う横波に近似する）を支える30゜ないし40゜の範
囲とである。音波装置は基板温度変化による周波
数変化を示して若干の装置の有用性に制限を受け
る。これ等の回転Ｙ切断水晶は、回転角に依存す
る温度値又は温度範囲で零の温度係数すなわち変
化する基板温度に対する零の周波数変化を示す。
たとえば若干の水晶切断面に対する零の温度係数
は次の通りである。
(ii)の体積波に対する良好なk2 (iv) 各体積波に対する零の温度係数 (v) ビームのステアリング（steering）特性又は
集束特性 (i)、(ii)、(v)の各項を満足する種類のカツトすな
わち切断はＸ軸に直交する伝搬を持つ水晶の回転
Ｙ切断（すなわちＸ軸のまわりに回転した）であ
る。この種類全体は表面音波に対しk2＝０を持
つ。これはＸ方向にすなわち音波が基板内にエネ
ルギの漏れをあまり生じないで伝搬するのに必要
な平面内で偏波した横波を持つ。又この種類内で
Ｙ切断面の２つの範囲の回転角が条件(iv)を満足す
る。これ等の範囲は、約3.3×105cm／secの速度
を持つ横波（正規のAT切断体積波振動子に使う
横波に近似する）を支える−48゜ないし−55゜回
転したＹ切断面範囲と、約5.1×105cm／secの速
度を持つ横波（正規のBT切断体積波振動子に使
う横波に近似する）を支える30゜ないし40゜の範
囲とである。音波装置は基板温度変化による周波
数変化を示して若干の装置の有用性に制限を受け
る。これ等の回転Ｙ切断水晶は、回転角に依存す
る温度値又は温度範囲で零の温度係数すなわち変
化する基板温度に対する零の周波数変化を示す。
たとえば若干の水晶切断面に対する零の温度係数
は次の通りである。
回転角 温度℃
−49 −30
−49.5 −10
−50 ＋10
−50.5 ＋40
−50.5ないし−51 温度範囲に対し60以上
35 −10
35.3 ＋15
36 30
36.5 50
37 70
前記の成績を得るのに使う特定の遅延構造は、
周期的にすきまを設けた（なくなつている）指片
の対を持ち長さ2500λの音波径路と2500λの変換
器長さとを備えていた。λは波長である。異る変
換器構造では前記の値が変る。伝搬がＸ軸に直交
する前記の範囲の回転Ｙ切断に対し、音波伝搬は
伝搬方向のまわりに対称であり従つてエネルギは
ｋベクトルに平行に進行する（すなわちビームの
ステアリングが存在しない）。この場合製造の際
のわずかな切断方位違いに対する不感受性を助長
する。
周期的にすきまを設けた（なくなつている）指片
の対を持ち長さ2500λの音波径路と2500λの変換
器長さとを備えていた。λは波長である。異る変
換器構造では前記の値が変る。伝搬がＸ軸に直交
する前記の範囲の回転Ｙ切断に対し、音波伝搬は
伝搬方向のまわりに対称であり従つてエネルギは
ｋベクトルに平行に進行する（すなわちビームの
ステアリングが存在しない）。この場合製造の際
のわずかな切断方位違いに対する不感受性を助長
する。
5.1×105cm／secの横波速度を持つ種類は高周
波振動子とくに有用である。2500λの波長の音波
径路長さの遅延線を持つ振動子で測つて20℃の反
転温度で放物線形周波数温度変化（35.3゜回転Ｙ
切断）を示した切断を行なつた。
波振動子とくに有用である。2500λの波長の音波
径路長さの遅延線を持つ振動子で測つて20℃の反
転温度で放物線形周波数温度変化（35.3゜回転Ｙ
切断）を示した切断を行なつた。
以下本発明音波装置の実施例を添付図面につい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
結晶の３本の直交軸を第１図に示してある。Ｙ
切断板はＺ、Ｘ面に存在する動作面を持つ切断板
である。このＺ、Ｘ面をＸ軸のまわりに35.3゜だ
け回転する場合に、この切断はAT切断と呼ばれ
る。なお別の切断はBT切断と呼ばれる。さらに
他の切断はST切断である。本発明の体積波に使
う切断は、これ等の体積波をこの扁平面にほぼ平
行にそして普通の体積波装置の場合のように薄い
板の厚みは横切らないで伝搬するから、AT切断
及びBT切断にほぼ直交する。
切断板はＺ、Ｘ面に存在する動作面を持つ切断板
である。このＺ、Ｘ面をＸ軸のまわりに35.3゜だ
け回転する場合に、この切断はAT切断と呼ばれ
る。なお別の切断はBT切断と呼ばれる。さらに
他の切断はST切断である。本発明の体積波に使
う切断は、これ等の体積波をこの扁平面にほぼ平
行にそして普通の体積波装置の場合のように薄い
板の厚みは横切らないで伝搬するから、AT切断
及びBT切断にほぼ直交する。
第２図及び第３図に示すように遅延線は、前記
したように切断方位を定めた扁平な上面２を持つ
水晶基板１を備えている。下面３は数度の角度を
挟んで傾け所要の体積波に干渉する反射を防ぐよ
うに粗くするのがよい。相互に組合う２個の変換
器４，５は扁平な表面２に取付けてある。１例と
して各変換器は、それぞれ90の指片の対を持ち変
換器長さにほぼ等しい距離だけ互に隔て（中心か
ら中心まで）英国特許第1451326号明細書に記載
してあるようなモード抑制（mode
suppression）を与える。増幅器６は各変換器
４，５の間に接続してある。装置全体はプラスチ
ツク材内に封入してある。
したように切断方位を定めた扁平な上面２を持つ
水晶基板１を備えている。下面３は数度の角度を
挟んで傾け所要の体積波に干渉する反射を防ぐよ
うに粗くするのがよい。相互に組合う２個の変換
器４，５は扁平な表面２に取付けてある。１例と
して各変換器は、それぞれ90の指片の対を持ち変
換器長さにほぼ等しい距離だけ互に隔て（中心か
ら中心まで）英国特許第1451326号明細書に記載
してあるようなモード抑制（mode
suppression）を与える。増幅器６は各変換器
４，５の間に接続してある。装置全体はプラスチ
ツク材内に封入してある。
動作時には表面進行体積波（SSBW）は変換器
４により基板１内に放出する。これ等のSSBW
は、表面２の下側を進行し変換器５により電気信
号に変換してもどす。各変換器４，５は相互に近
接しているから基板への又この基板からの良好な
結合が起る。しかし他の形状の変換器たとえば英
国特許第1452326号明細書に記載してあるような
はしご形変換器を使つてもよい。
４により基板１内に放出する。これ等のSSBW
は、表面２の下側を進行し変換器５により電気信
号に変換してもどす。各変換器４，５は相互に近
接しているから基板への又この基板からの良好な
結合が起る。しかし他の形状の変換器たとえば英
国特許第1452326号明細書に記載してあるような
はしご形変換器を使つてもよい。
本発明は振動子には限らないで表面音波遅延線
の代りに多くのフイルタ用に使つてもよい。
の代りに多くのフイルタ用に使つてもよい。
本発明音波装置ではないが、LiNbO3および
LiTaO3の基板を使用する音波装置において、使
用される切断は前記の(i)ないし(v)項にあげた性質
が得られるように切断方位を定めなければならな
い。LiTaO3に対してはこれ等の基板は、結晶の
Ｘ軸に沿つて伝搬する体積横波の偏波方向を含む
約＋36゜±３゜ないし−54゜±３゜（直交）だけ
回転した（Ｘ軸のまわりに）Ｙ切断（無限の媒体
に対し計算して）から成る。音波伝搬はＸ方向で
ある。LiNbO3に対しては切断は45゜±５゜ない
し−45゜±５゜回転したＹ切断である。伝搬はＸ
方向である。
LiTaO3の基板を使用する音波装置において、使
用される切断は前記の(i)ないし(v)項にあげた性質
が得られるように切断方位を定めなければならな
い。LiTaO3に対してはこれ等の基板は、結晶の
Ｘ軸に沿つて伝搬する体積横波の偏波方向を含む
約＋36゜±３゜ないし−54゜±３゜（直交）だけ
回転した（Ｘ軸のまわりに）Ｙ切断（無限の媒体
に対し計算して）から成る。音波伝搬はＸ方向で
ある。LiNbO3に対しては切断は45゜±５゜ない
し−45゜±５゜回転したＹ切断である。伝搬はＸ
方向である。
この性質表はこれ等が理想的であるからわずか
に違つてもよいのはもちろんである。たとえばわ
ずかな表面波結合が許される（そして表面に取り
付けられた吸音体により除かれる）。しかしこれ
はできるだけ低いのがよい。
に違つてもよいのはもちろんである。たとえばわ
ずかな表面波結合が許される（そして表面に取り
付けられた吸音体により除かれる）。しかしこれ
はできるだけ低いのがよい。
以上本発明をその実施例について詳細に説明し
たが本発明はなおその精神を逸脱しないで種種の
変化変型を行うことができるのはもちろんであ
る。
たが本発明はなおその精神を逸脱しないで種種の
変化変型を行うことができるのはもちろんであ
る。
第１図は水晶の若干の切断面の斜視図、第２図
は振動子を形成するように増幅器に接続された本
発明体積音波装置の１実施例の平面図、第３図は
第２図の端面図である。 １…圧電基板、２…偏平な表面、４，５…変換
器。
は振動子を形成するように増幅器に接続された本
発明体積音波装置の１実施例の平面図、第３図は
第２図の端面図である。 １…圧電基板、２…偏平な表面、４，５…変換
器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (イ)扁平な表面２を持つ圧電基板１と、(ロ)この
扁平な表面により支えられた少なくとも２個の変
換器４，５であつて、これ等の変換器間の前記圧
電基板の本体内に音波を送り出し又この本体から
音波を受け取る変換器とを備えた音波装置におい
て、Ｘ軸のまわりに−60゜ないし−45゜と30゜な
いし45゜との範囲に回転させた回転Ｙ切断水晶で
ある、扁平な表面の方位を持つ水晶基板を備え、
さらに前記変換器をＸ軸に直交して音波を伝搬す
るように配置したことを特徴とする音波装置。 ２ Ｘ軸のまわりの回転を−55゜ないし−48゜の
範囲にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の音波装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB2750/77A GB1591624A (en) | 1977-01-24 | 1977-01-24 | Acoustic wave devices |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53105394A JPS53105394A (en) | 1978-09-13 |
| JPS6216050B2 true JPS6216050B2 (ja) | 1987-04-10 |
Family
ID=9745196
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP587778A Granted JPS53105394A (en) | 1977-01-24 | 1978-01-24 | Acoustic device |
| JP61243312A Pending JPS62149210A (ja) | 1977-01-24 | 1986-10-15 | 音波装置 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61243312A Pending JPS62149210A (ja) | 1977-01-24 | 1986-10-15 | 音波装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4159435A (ja) |
| JP (2) | JPS53105394A (ja) |
| CA (1) | CA1108746A (ja) |
| DE (1) | DE2802946A1 (ja) |
| FR (1) | FR2378357A1 (ja) |
| GB (1) | GB1591624A (ja) |
| NL (1) | NL186938C (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1926210A2 (en) | 2004-12-03 | 2008-05-28 | Epson Toyocom Corporation | Surface acoustic wave device |
| US8018122B2 (en) | 2005-09-30 | 2011-09-13 | Epson Toyocom Corporation | Surface acoustic wave device, module device, oscillation circuit, and method for manufacturing surface acoustic wave device |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS56122216A (en) * | 1980-02-29 | 1981-09-25 | Fujitsu Ltd | Elastic surface wave element |
| US4707631A (en) * | 1984-02-15 | 1987-11-17 | Trw Inc. | Isotropic acoustic wave substrate |
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| US5334960A (en) * | 1993-02-16 | 1994-08-02 | Motorola, Inc. | Conjugately matched acoustic wave transducers and method |
| EP0620640B1 (en) * | 1993-04-15 | 1998-12-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric filter |
| JPH08204498A (ja) * | 1995-01-24 | 1996-08-09 | Murata Mfg Co Ltd | 端面反射型表面波装置 |
| JPH08265087A (ja) * | 1995-03-22 | 1996-10-11 | Mitsubishi Electric Corp | 弾性表面波フィルタ |
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| DK0758818T3 (da) * | 1995-08-15 | 2000-07-24 | Cts Corp | Overfladeskimmende massebølgesubstat og anordning indeholdende samme |
| JPH09167936A (ja) | 1995-10-13 | 1997-06-24 | Fujitsu Ltd | 弾性表面波装置 |
| RU2099857C1 (ru) * | 1996-01-10 | 1997-12-20 | Наталья Федоровна Науменко | Высокочастотное устройство на поверхностных акустических волнах |
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| DE19758195C2 (de) * | 1997-12-30 | 2000-05-18 | Siemens Ag | Oberflächenwellen- (SAW-)Bauelement auf insbesondere Lithiumtantalat- oder -niobat-Substrat |
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