JPS61274416A - 超音波ガラス遅延線 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、超音波遅延媒体としてガラスを使用する超
音波ガラス遅延線に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は従来の超音波ガラス遅延線（遅延線）の動作原
理、第４図は遅延線の基本構造、第５図は従来の遅延線
の内部構造を示す図である。第３図において、１０はガ
ラス遅延媒体、２０は電気信号を機械的な振動（超音波
信号）に変換する変換素子、２１はその逆で機械的振動
を電気信号に変換する変換素子である。

第５図において、１は遅延線の第１のケース、２は入力
、出力、電源、アースの端子ビン、４は変換素子２０あ
るいは変換素子２１と端子ピン２とを接続するリード線
、６は遅延線の第２のケース、７はガラス遅延媒体１０
と第１のケース１との間に入れる第１の緩衝材、８は第
２のケース６とガラス遅延媒体１０との間に入る第２の
緩衝材で、９は入射音波の不要反射を吸収する不要反射
吸収材である。

次に動作について説明する。

超音波遅延線は、電気信号を一定時間遅延させるための
もので、音波の速度が電磁波のそれの約１０万分の１で
あることに着目して、電気信号をいったん超音波信号に
変換し、数１０μｓｅｃから数１００μｓｅｃの遅延時
間を得た後、再び電気信号に変換するものである。

第３図にその原理を示す。遅延線媒体１０の両端には電
極を設けた電気−機械エネルギー変換機能をもつ変換素
子２０．２１が取り付けられている。いま、変換素子２
０の電極間に電気信号Ｅｉが印加されると、変換素子２
０はその信号の周波数に応じて機械振動し、遅延媒体６
中に超音波が放射される。この超音波は遅延媒体１０内
を第３図の実線に示す経路に沿って伝播し、他端の変換
素子２１に到達し、これによって変換素子２１が機械的
に振動して、その周波数に応じた電気信号ＥＯを電極間
に発生する。このとき、遅延媒体１０の音速をシ、長さ
をβとすれば、超音波信号が入力端から出力端へ到達す
るのに要した時間ｔは、ｔ＝ｌ／ν で表わされ、出力信号Ｅｏは、入力信号Ｅｉに対してｔ
だけ遅延されることになる。このｔを遅延時間という。

超音波はこの一定時間ｔで所定の経路を進行するが、こ
のほか、第３図中に破線で示すように、超音波の進行方
向と平行の側面で反射して出力端へ到達するものや、い
ったん出力端で反射して入力端へ戻り、そこで反射して
再び出力端に到達する信号がある。これらの本来の信号
と区別して不要反射信号と呼んでいる。この不要反射信
号は、所定の遅延信号に対するノイズとなるので、でき
るだけ減衰させる工夫が必要となる。

第４図に超音波遅延線の簡単な例を示す。この例では、
遅延媒体１０にはけい酸塩ガラス、変換素子２０．２１
には圧電磁器を用いており、実線が正規の伝播経路、破
線が不要反射の経路例である。また、一定の遅延時間、
すなわち一定の経路長をできるだけ小さい遅延媒体１０
中で得るために、同図に示すように多数回の反射を利用
している。

しかしながら、このように反射を多数回行なうと、反射
面での超音波が乱反射する回数が多くなり、不要反射、
挿入損失が増大することになる。

また、第４図（ｂ）に示す入射音波ａの角度θｉが小さ
ければ小さいほど、同様の傾向がみられる。

また、実際に遅延線を電気回路内で使用する場合は、遅
延線の入出力にインピーダンススイッチング用の抵抗や
インダクタ、あるいはインピーダンス変換用のエミッタ
フォロアを遅延線外部に接続する必要がある。さらに、
通常は遅延線での挿入損失を補うためにアンプ回路など
も使用されるこ・とがあり、遅延線の周辺回路としては
かなり大きな回路となる場合が多い。そしてこれらの周
辺回路は、個々の遅延線の特性によって調節しなければ
、本来の機能が得られない。

また第５図は一般的に使用されている遅延線の内部構造
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の超音波ガラス遅延線は以上のように構成されてい
るので、不要反射および挿入損失の小さい遅延線を製造
したい場合にはガラス遅延媒体の大きさを大きくしなけ
ればならず、逆に小型化しようとすると、性能の劣化が
生じるという問題点があった。

また遅延線の性能を引き出すためには、マツチング用の
抵抗やインダクタ、バッファ回路やアンプ回路が必要で
あり、それらの外付は回路は機器に遅延線を組込んで調
整するしかなく、機器の組立工程上、非常に煩雑で、う
まく遅延線の特性が得られないことも多かった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、遅延線を含む回路の性能を向上させるととも
に、小型化が可能な超音波ガラス遅延線を提供すること
を目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る超音波ガラス遅延線は、媒体であるガラ
ス面積を小さくすることなく該遅延線のケース内で、周
辺電気回路を構成する受動素子あるいは能動素子を収納
したものである。

〔作用〕

この発明においては、ガラス遅延媒体の面積は従来のも
のと同じく大きいため性能の劣化は生じず、逆にケース
が大きいため、該ケース内に多（の周辺電気部品が収納
され、実質的に遅延線を含む回路は小さくなり、又遅延
線単独でその特性の調整が可能である。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明３る。第１
図は、本発明の実施例による超音波ガラス遅延線の構造
を示し、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は側面図であ
る。図中、第１図ないし第３図と同一符号は同一部分を
示す。図において、３は回路基板、５は電気部品（本実
施例ではチップ部品を使用した場合を示している）、１
１は上記回路基板３上のパターンである。

また第２図は遅延線内蔵周辺回路の一般的な例であり、
図において、１２ａ、１２ｂは遅延線の入出力インピー
ダンスにマツチングさせるための抵抗で、１３ａ、１３
ｂは同様にマツチングインダクタンスである。１４は遅
延線の高い出力インピーダンスを低くし、次段の回路と
適正に結合するためのバッファ回路（エミッタ・フォロ
ア）である。そして個々の遅延線について抵抗１２ａ。

１２ｂ、インダクタンス１３ａ、１３ｂの定数を調整す
ることにより、遅延線の特性は最適化される。

次に実施例の作用効果について説明する。

第１図において、ケース１．　１．６および緩衝材７．
８、不要反射吸収材９．ガラス遅延媒体１０は従来の超
音波ガラス遅延線のものと全（同じ形状大きさ、第２の
ケース６と第１の緩衝材７との間にガラス遅延媒体１０
と略々大きさの同じ回路基板３を入れ、従来装置では端
子ピン２と変換素子２０．２１とを直接接続していたリ
ード線４を、回路基板３上の所定のパターン１１あるい
は部品端子と変換素子２０．２１とを結ぶようにしてい
る。また、遅延線の端子ピン２は、各々対応する回路基
板３上の回路パターン１１と接続して、遅延線周辺の回
路をケース内に収納している。この場合、回路基板３は
薄手の基板、電気部品５は面実装タイプ（いわゆるチッ
プ部品やフラット・バ回路を収納できる。

なお、さらに性能の良い大型のガラス遅延線を使用すれ
ばそれだけ内蔵できる回路基板も大きくできるわけで、
より一層多（の部品を収納できることになる。また内蔵
する回路は第２図に示すものの他に、アンプ回路や輝度
・色度分離回路等も考えられる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ガラス遅延媒体やケ
ースおよび緩衝材などを変更することなくリード線と端
子ピンの接続を変えて、遅延線の周辺部品をケース内に
内蔵するようにしたので、遅延線単体で特性を調整する
ことができ、高性能の遅延線回路を小型にしかも安価に
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　（ｂ）は各々この発明の一実施例による
超音波ガラス遅延線を示す上面図および側面図、第２図
は上記遅延線において内蔵される周辺回路の１例を示す
図、第３図は従来の超音波ガラス遅延線の動作原理を示
す図、第４図（ａ）　（ｂ）は共に従来の遅延線の基本
構造を示す図、第５図は従来の遅延線の内部構造を示す
図である。 １・・・第１のケース、５・・・電気部品、６・・・第
２のケース、１０・・・ガラス遅延媒体。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波遅延媒体としてガラスを使用する遅延線に
   おいて、そのケース内に、周辺回路を構成する受動素子
   あるいは能動素子を収納したことを特徴とする超音波ガ
   ラス遅延線。