JPS58223911A - 弾性表面波装置 - Google Patents
弾性表面波装置Info
- Publication number
- JPS58223911A JPS58223911A JP10794982A JP10794982A JPS58223911A JP S58223911 A JPS58223911 A JP S58223911A JP 10794982 A JP10794982 A JP 10794982A JP 10794982 A JP10794982 A JP 10794982A JP S58223911 A JPS58223911 A JP S58223911A
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- JP
- Japan
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- electrode
- surface acoustic
- acoustic wave
- wave device
- thin film
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
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。
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、一方向性トランスジューサを備えた弾性表面
波装置に関するものである。
波装置に関するものである。
弾性表面波装置は１．水晶、Ｌ １ＮｂＵ３ （ニオブ
酸リチウム）等の圧電単結晶材料、圧電セラミックス材
料又は非圧電基板上に設けらｉした圧電薄膜材料等を利
用し、この圧電性基板上に形成されたトランスジユーザ
によって電気信号を弾性表面波に変換して基板表面を伝
播させるように構成したものであり、フィルタを初めと
し各種の応用がなされている。
酸リチウム）等の圧電単結晶材料、圧電セラミックス材
料又は非圧電基板上に設けらｉした圧電薄膜材料等を利
用し、この圧電性基板上に形成されたトランスジユーザ
によって電気信号を弾性表面波に変換して基板表面を伝
播させるように構成したものであり、フィルタを初めと
し各種の応用がなされている。
第１図はその一例としてフィルタを示すもので、１は圧
電性基板、２は一対のくし型電極２Ａ、２Ｂが交差して
成る入力用トランスジューサ、３は一対のくし型電極３
Ａ、３Ｂが交差して成る出力ｉ用トランスジー−サで、
上記入力用トランスジューサ２に加えられた信号源４か
らの電気信号は弾性表面波に変換されて上記圧電性基板
１表面な伝播し出力用トランスジューサ３に到達した後
、これＫよって再び電気信号に変換されて負荷５から出
力されるように構成される。
電性基板、２は一対のくし型電極２Ａ、２Ｂが交差して
成る入力用トランスジューサ、３は一対のくし型電極３
Ａ、３Ｂが交差して成る出力ｉ用トランスジー−サで、
上記入力用トランスジューサ２に加えられた信号源４か
らの電気信号は弾性表面波に変換されて上記圧電性基板
１表面な伝播し出力用トランスジューサ３に到達した後
、これＫよって再び電気信号に変換されて負荷５から出
力されるように構成される。
ところで第１図の構造のように入出力用トランスジュー
サ２，３を備えたフィルタにあっては、これら２個のト
ランスジューサ２，３が各々左右方向に弾性表面波を伝
播させるように働きいわゆる両方向性トランスジューサ
として動作するために、矢印のような入力信号の２分割
や、相反性による電気的反射をひき起し挿入損失の増大
や多重反射（ＴＴＥ）等を発生させるようＫなって、フ
ィルタとして損失が多くなってしまう欠点がある。
サ２，３を備えたフィルタにあっては、これら２個のト
ランスジューサ２，３が各々左右方向に弾性表面波を伝
播させるように働きいわゆる両方向性トランスジューサ
として動作するために、矢印のような入力信号の２分割
や、相反性による電気的反射をひき起し挿入損失の増大
や多重反射（ＴＴＥ）等を発生させるようＫなって、フ
ィルタとして損失が多くなってしまう欠点がある。
この欠点を除くために圧電性基板】の表面の一方向のみ
に弾性表面波を伝ｉｓすせるように工夫したいわゆる一
方向性トランスジューサが提案されている。この一方向
性トランスジュー−リ°の具体例としては、第２図のよ
うに反射器を用いる構成のもの、第３図のよつ簀１２げ
移相器を用いる構成のものあるいは第４図のように９０
°移相器を用いる構成のものが代表的に知られている。
に弾性表面波を伝ｉｓすせるように工夫したいわゆる一
方向性トランスジューサが提案されている。この一方向
性トランスジュー−リ°の具体例としては、第２図のよ
うに反射器を用いる構成のもの、第３図のよつ簀１２げ
移相器を用いる構成のものあるいは第４図のように９０
°移相器を用いる構成のものが代表的に知られている。
このうち第２図のものはくし型電極６Ａ、６Ｂから成る
給電部および反射部な設けると共に共通電極７を設け、
上記給電部６Ａに整合回路８を介して信号源９を接続す
ると共に反射部６８に対してはりアクタンス回路１（）
を接続し、上記給電部６Ａから左右方向に伝播された弾
性表面波のうち左方向に伝播したものをり７クタンス回
路１０が接続された反射部６Ｂによって右方向にかつ６
Ａから右方向に伝播する弾性表面波と同位相となるよう
に反射させることＫより、弾性表面波を右方向のみに伝
播させるように構成したものである。
給電部および反射部な設けると共に共通電極７を設け、
上記給電部６Ａに整合回路８を介して信号源９を接続す
ると共に反射部６８に対してはりアクタンス回路１（）
を接続し、上記給電部６Ａから左右方向に伝播された弾
性表面波のうち左方向に伝播したものをり７クタンス回
路１０が接続された反射部６Ｂによって右方向にかつ６
Ａから右方向に伝播する弾性表面波と同位相となるよう
に反射させることＫより、弾性表面波を右方向のみに伝
播させるように構成したものである。
しかしこの反射型トランスジューサにおいては、反射部
６ＢＩＣよる完全反射の条件が用いる弾性表面波の中心
周波数ｆｏの極く近傍のみに限定されるためＫ、伝播特
性が狭帯域に制限される欠点がある。
６ＢＩＣよる完全反射の条件が用いる弾性表面波の中心
周波数ｆｏの極く近傍のみに限定されるためＫ、伝播特
性が狭帯域に制限される欠点がある。
次に第３図のものは各々１２０’の位相差をもったくし
型電極１１Ａ、ＩＩＢ、ＩＩＣＹ設け、各電極１】Ａ。
型電極１１Ａ、ＩＩＢ、ＩＩＣＹ設け、各電極１】Ａ。
１１Ｂ、ＩＩＣＫ対して１２０′移相器１２を介して信
号源９を接続し、各電極１１ Ａ、 １１ Ｂ、 １１
Ｃを各１２０１位相が異なった電気信号で励振させる
ことにより、弾性表面波を一方向のみに伝播させるよう
に構成したものである。
号源９を接続し、各電極１１ Ａ、 １１ Ｂ、 １１
Ｃを各１２０１位相が異なった電気信号で励振させる
ことにより、弾性表面波を一方向のみに伝播させるよう
に構成したものである。
しかしこの三相励振型トランスジューサにおいては、位
相の異なった三種類の電極が交差するよ５に配Ｉ！させ
る必要上、立体的な交差部１３を設けなければならない
ので製造が非常圧むずかしいという欠点がある。
相の異なった三種類の電極が交差するよ５に配Ｉ！させ
る必要上、立体的な交差部１３を設けなければならない
ので製造が非常圧むずかしいという欠点がある。
また第４図のものはくし型電極６Ａ、６Ｂおよび共通電
極７を設け、上記給電部６Ａおよび６Ｂに整合回路８を
介して信号源９を接続する時特に反射部６８に対しては
９０６移相器１４を介するようにし、両電極６Ａ、６Ｂ
を９０°位相が異なった電気信号で励振させることＫよ
り、弾性表面波を一方向のみに伝播させるように構成し
たものである。
極７を設け、上記給電部６Ａおよび６Ｂに整合回路８を
介して信号源９を接続する時特に反射部６８に対しては
９０６移相器１４を介するようにし、両電極６Ａ、６Ｂ
を９０°位相が異なった電気信号で励振させることＫよ
り、弾性表面波を一方向のみに伝播させるように構成し
たものである。
しかしこの９０′１移相器による一方向性トランスジュ
ーサにおいては、一方の電極部（トランスジューサ）の
グループの電極対数なＮとすると、両方のグループ間の
距離ｌが、！＝（Ｎ＋−！−）λ０（λ０は用いる弾性
表面波の中心周波数ｆｏの波長）で表わされることから
れかるようＫたとえ電極対数を少なくして広帯域特性を
得ようとしたところでグループ間の距離！は２０／４よ
りかなり大きくなる。よって信号が中心周波数ｉｏをわ
ずかＫずれただけで目的とする方向とは逆の方向にも弾
性表面波を伝播させてしまい狭帯域特性を示すようにな
る。
ーサにおいては、一方の電極部（トランスジューサ）の
グループの電極対数なＮとすると、両方のグループ間の
距離ｌが、！＝（Ｎ＋−！−）λ０（λ０は用いる弾性
表面波の中心周波数ｆｏの波長）で表わされることから
れかるようＫたとえ電極対数を少なくして広帯域特性を
得ようとしたところでグループ間の距離！は２０／４よ
りかなり大きくなる。よって信号が中心周波数ｉｏをわ
ずかＫずれただけで目的とする方向とは逆の方向にも弾
性表面波を伝播させてしまい狭帯域特性を示すようにな
る。
本発明は以上の問題に対処してなされたもので、弾性体
基板上に圧電薄膜が設けられて成る圧電性基板の上記圧
電薄膜上および弾性体基板上に各々第１電極および第２
電極を設けると共に上記圧電薄膜内に第３電極を設け、
上記第１および第２電極の相対的位ｔＩｉ、を弾性表面
波の伝播方向に所定寸法ずらすように構成することによ
り従来欠点を除去するようにした弾性表面波装置を提供
することヶ目的とするものである。以下図面な参照して
本発明実施例を説明する。
基板上に圧電薄膜が設けられて成る圧電性基板の上記圧
電薄膜上および弾性体基板上に各々第１電極および第２
電極を設けると共に上記圧電薄膜内に第３電極を設け、
上記第１および第２電極の相対的位ｔＩｉ、を弾性表面
波の伝播方向に所定寸法ずらすように構成することによ
り従来欠点を除去するようにした弾性表面波装置を提供
することヶ目的とするものである。以下図面な参照して
本発明実施例を説明する。
々 ヵ５ ’ｕ （ａｌ、 （ｂｌ＆よ。８□実施
飼、よう、性、。ヮ装置を示す上面図および断面図で、
弾性体基板１５上に圧電薄膜１６が設けられて成る圧電
性基板１の上記圧１１！薄膜１６上にはくし型電極１７
から成る第１電極、上記伸性体基板１５上にはくし型電
極１８から成る第２電極が各々設けられ、いわゆるシン
グルフェーズトランスジューサに構成されて各くし型電
極１７．１８のクシ（指）部の電極幅Ｗおよび間隔りは
ほぼ２６／／２ に設側される。また上記圧電薄膜１
６内には平面状に第３電極１９が設けられ、この第３電
極１９は上記ｍ１電極１７および第２電極１８０間でか
つ両電極からほぼ等しい距離となるような位置に設けら
れる。
飼、よう、性、。ヮ装置を示す上面図および断面図で、
弾性体基板１５上に圧電薄膜１６が設けられて成る圧電
性基板１の上記圧１１！薄膜１６上にはくし型電極１７
から成る第１電極、上記伸性体基板１５上にはくし型電
極１８から成る第２電極が各々設けられ、いわゆるシン
グルフェーズトランスジューサに構成されて各くし型電
極１７．１８のクシ（指）部の電極幅Ｗおよび間隔りは
ほぼ２６／／２ に設側される。また上記圧電薄膜１
６内には平面状に第３電極１９が設けられ、この第３電
極１９は上記ｍ１電極１７および第２電極１８０間でか
つ両電極からほぼ等しい距離となるような位置に設けら
れる。
さらに上記第１電極１７および第２＠極１８の相対的位
置は、その両者間のずれ寸法ｄが弾性表面波の伝播方向
にほぼ２０／４となるようにずらして形成される。
置は、その両者間のずれ寸法ｄが弾性表面波の伝播方向
にほぼ２０／４となるようにずらして形成される。
以上の構成において第１電極１７とｖＪ２電極１８に対
し整合回路８を介して信号源９を接続し特に第２＠４１
８に対しては９０°移相器１４を介して接続すると共に
、第３電極１９を接地電位に接続すると、 ′第
１電極１７と第２電極１８間には位相が９０″′異なっ
た信号が加わるので、第１電極１７および第２電極１８
の各々と第３１１９との間にはそれぞれ互いに９０’位
相の異なる電界が発生するようになって上記第１および
第２電極１７．１８’Ｙ含む各りの領域からそれぞれ９
０°位相の異なる弾性表面波が励振される。
し整合回路８を介して信号源９を接続し特に第２＠４１
８に対しては９０°移相器１４を介して接続すると共に
、第３電極１９を接地電位に接続すると、 ′第
１電極１７と第２電極１８間には位相が９０″′異なっ
た信号が加わるので、第１電極１７および第２電極１８
の各々と第３１１９との間にはそれぞれ互いに９０’位
相の異なる電界が発生するようになって上記第１および
第２電極１７．１８’Ｙ含む各りの領域からそれぞれ９
０°位相の異なる弾性表面波が励振される。
この場合、一方向性゛トランスジューサとして動作させ
ろためＫは、複数の励振源から発生した弾性表面波がト
ランスジューサを挾んだ２つの領域の一方で強め合いイ
１１３方では打ち消すように作用することが条件となる
が、この条件は励振源の位置的な位相差と励振源に加え
られる市、気的位相差の和によって決定される。
ろためＫは、複数の励振源から発生した弾性表面波がト
ランスジューサを挾んだ２つの領域の一方で強め合いイ
１１３方では打ち消すように作用することが条件となる
が、この条件は励振源の位置的な位相差と励振源に加え
られる市、気的位相差の和によって決定される。
この点で第５図（ａｌ 、 （ｂｌ ＶＣおいてはその
位置的および電気的位相差の和は、一方９１１１ Ａで
は３６０°（０°）、他方側Ａ′では１８０°となるの
で、弾性表面波はＡ側のみの一方向に伝播されるように
なる。
位置的および電気的位相差の和は、一方９１１１ Ａで
は３６０°（０°）、他方側Ａ′では１８０°となるの
で、弾性表面波はＡ側のみの一方向に伝播されるように
なる。
本実施例構造によれば立体的な交差部を設けて電極を形
成する必要がないので製造を簡単にすることができる。
成する必要がないので製造を簡単にすることができる。
さらに第１および第２１１１Ｑ１７．１８間の相対的位
λ □ｔ！□９．□１Ｚイうオ。−よ９、 Ｎが大きい場合従来の９０６移相器を用いた一方向性ト
ランスジューサのように信号が中心局ｅ ａ ｆ。
λ □ｔ！□９．□１Ｚイうオ。−よ９、 Ｎが大きい場合従来の９０６移相器を用いた一方向性ト
ランスジューサのように信号が中心局ｅ ａ ｆ。
から少しすれただけで弾性表面波の方向性が大きく劣化
してしまうという欠点を除去し広帯域特性を実現できる
。
してしまうという欠点を除去し広帯域特性を実現できる
。
この構造において、上記第１および第２を極１７゜１８
’に構成している各くし型電極の電極幅Ｗおよび間隔り
はほぼ２０／２になっているため、従来に比べて加工技
術の精度が相わらげられる。
’に構成している各くし型電極の電極幅Ｗおよび間隔り
はほぼ２０／２になっているため、従来に比べて加工技
術の精度が相わらげられる。
したがって電極間の短絡や電極切れな低減させることが
でき、％に電気信号を加えるべき第１および第２電極間
には圧電薄膜が存在し℃いろため短絡はほとんど発生し
ない。特に高周波用トランスジューサの製造が容易とな
る。また電極幅かはぼ２０／２であるために音響インピ
ーダンスに原因する弾性表面波の機械的反射を低減する
ことができる。一方電気的反射に関しては上述のよ５［
一方向性としたことにより完全に除去できるので、多重
反射を抑圧するにはきわめて有効な手段となる。
でき、％に電気信号を加えるべき第１および第２電極間
には圧電薄膜が存在し℃いろため短絡はほとんど発生し
ない。特に高周波用トランスジューサの製造が容易とな
る。また電極幅かはぼ２０／２であるために音響インピ
ーダンスに原因する弾性表面波の機械的反射を低減する
ことができる。一方電気的反射に関しては上述のよ５［
一方向性としたことにより完全に除去できるので、多重
反射を抑圧するにはきわめて有効な手段となる。
Ｍｌおよびｆ８２１ｔ＆１７．１８の形状としてはくし
型に限らず他の形状例えば第６図のようなスリット型と
することができる。
型に限らず他の形状例えば第６図のようなスリット型と
することができる。
また弾性体基板１５として半導体材料を用いることＫよ
り電子デバイスと表面波デバイスとの集積化を計ること
ができるので、広範囲な用途への適用が可能となる。さ
らに圧電薄膜１６としては酸化亜鉛（ＺｎＯ）又は窒化
アルミニウム（ＡＪＮ ） ’ｉ？用いると特性上有利
である。
り電子デバイスと表面波デバイスとの集積化を計ること
ができるので、広範囲な用途への適用が可能となる。さ
らに圧電薄膜１６としては酸化亜鉛（ＺｎＯ）又は窒化
アルミニウム（ＡＪＮ ） ’ｉ？用いると特性上有利
である。
以上説明して明らかなように本発明によれば、弾性体基
板上に圧電薄膜が設けられて成る圧電性基板の上記圧電
薄膜上および弾性体基板上に各々第１電極および第２電
極として電極幅および電極指間隔がほば２０／ の２
つのくし型電極を設けると共に上記圧電薄膜内に第３電
極を設け、上記第１および第２電極の相対的位置を弾性
表面波の伝（・ □ｈｒｃｓオｔよｆうオよ５．１６
．１あり、製造工程および特性上における従来欠点を除
去し得る一方向性トランスジューサを得ることができる
。
板上に圧電薄膜が設けられて成る圧電性基板の上記圧電
薄膜上および弾性体基板上に各々第１電極および第２電
極として電極幅および電極指間隔がほば２０／ の２
つのくし型電極を設けると共に上記圧電薄膜内に第３電
極を設け、上記第１および第２電極の相対的位置を弾性
表面波の伝（・ □ｈｒｃｓオｔよｆうオよ５．１６
．１あり、製造工程および特性上における従来欠点を除
去し得る一方向性トランスジューサを得ることができる
。
第１図、第２図、８４図および第３図はいずれも従来例
を示す上面図および斜視図、第５図（ａ）。 （ｂ）は共に本発明実施例を示す上面図および断面図、
第６図は本発明実施例を示す斜視図である。 ８・・・整合回路、９・・・信号源、１４・・・９０６
移相器、１５・・・弾性体基板、１６・・・圧電薄膜、
１７・・・第１電極、１８・・・第２電極、１９・・・
第３電極。 特許出願人 クラリオン株式会社 代理人 弁理士 永 １）武 三 部第１図 第２図 乍３図 第６図 １４
を示す上面図および斜視図、第５図（ａ）。 （ｂ）は共に本発明実施例を示す上面図および断面図、
第６図は本発明実施例を示す斜視図である。 ８・・・整合回路、９・・・信号源、１４・・・９０６
移相器、１５・・・弾性体基板、１６・・・圧電薄膜、
１７・・・第１電極、１８・・・第２電極、１９・・・
第３電極。 特許出願人 クラリオン株式会社 代理人 弁理士 永 １）武 三 部第１図 第２図 乍３図 第６図 １４
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 弾性体基板と、この弾性体基板上に設けられた圧
電薄膜と、この圧電薄膜上におよび圧電薄膜と上記弾性
体基板間に設けられた第１電極および第２電極と、上記
圧電薄膜内に設けられた第３電極とｔ含み、上記第１電
極と第２を極はその相対的位置が弾性表面波の伝播方向
に所定寸法ずれるように形成されたことを特徴とする弾
性表面波装置。 ２、 上記第１電極と第２電極間に加えられる電気信号
が９０°の位相差を有することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の弾性表面波装置。 ３、 上記第３１！極が接地電位に接続されることを特
徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の弾性表
面波装置。 ４、 上記第１を他と第２電極とが同−形状忙形成され
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項の
いずれかに記載の弾性表面波装置。 ５、 上記第１電極および第２電極が幅および各λ 間隔が （／２ （λ０は用いる弾性表面波の波長）に
設定された複数のｔ＆指を有することを特徴とする特許
請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか忙記載の弾性表
面波装置。 ６、上記第３電極が第１を極および第２を極間に位置し
、かつ両電極からほぼ等しい距離の位置に形成されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項のいず
れかに記載の弾性表面波装置。 ７、 上記第１を極および第２電極がくし型又はスリッ
ト型形状から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１
項乃至第６項のいずれかに記載の弾性表面波装置。 ８、 上記第ｉ１１極と第２電極との相対的位置が弾性
表面波の伝播方向にほぼλｏ／４ ずれていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の弾性表面波装置。 ９、 上記弾性体基板が半導体材料から成ることを特徴
とする特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれかに記
載の弾は表面波装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10794982A JPS58223911A (ja) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | 弾性表面波装置 |
| GB08316726A GB2123638B (en) | 1982-06-22 | 1983-06-20 | Surface acoustic wave device |
| DE19833322310 DE3322310A1 (de) | 1982-06-22 | 1983-06-21 | Oberflaechenschallwellenvorrichtung |
| US06/506,569 US4491811A (en) | 1982-06-22 | 1983-06-22 | Surface acoustic wave device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10794982A JPS58223911A (ja) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | 弾性表面波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58223911A true JPS58223911A (ja) | 1983-12-26 |
| JPH0216612B2 JPH0216612B2 (ja) | 1990-04-17 |
Family
ID=14472131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10794982A Granted JPS58223911A (ja) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | 弾性表面波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58223911A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS596609A (ja) * | 1982-07-02 | 1984-01-13 | Clarion Co Ltd | 弾性表面波装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54129896A (en) * | 1977-03-26 | 1979-10-08 | Kimio Shibayama | Piezooelectric thin film blind electrode elastic surface wave converter |
-
1982
- 1982-06-22 JP JP10794982A patent/JPS58223911A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54129896A (en) * | 1977-03-26 | 1979-10-08 | Kimio Shibayama | Piezooelectric thin film blind electrode elastic surface wave converter |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS596609A (ja) * | 1982-07-02 | 1984-01-13 | Clarion Co Ltd | 弾性表面波装置 |
| JPH0337765B2 (ja) * | 1982-07-02 | 1991-06-06 | Clarion Co Ltd |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0216612B2 (ja) | 1990-04-17 |
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