(57)【要約】【課題】本発明は、均一な回折光強度が得られる音響光学素子を提供することを目的とするものである。【解決手段】音響光学媒体１１の一端面に設けられた下側電極１２と、この下側電極１２の表面に設けられた圧電素子１３と、この圧電素子１３の表面に設けられた上側電極１４と、前記下側電極１２、上側電極１４、圧電素子１３を複数に分割する分割溝１５と、一端部の上側電極１４と他端部の下側電極１２とにそれぞれ接続された第１のリード線１６ａと、前記分割溝１５を介して隣り合う圧電素子１３を直列接続するように前記上側電極１４と下側電極１２とを接続する複数の第２のリード線１６ｂと、前記第１、第２のリード線１６ａ，１６ｂと前記上側電極１４、下側電極１２とを接続する複数の接続部材１７とを備え、前記上側電極１４に形成された前記複数の接続部材１７を、前記上側電極１４の分割溝方向ｈにおいて互いにずらして配置したものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響光学媒体と、この音響光学媒体の一端面に設けられた下側電極と、この下側電極の表面に設けられた圧電素子と、この圧電素子の表面に前記下側電極と対向するように設けられた上側電極と、前記下側電極、上側電極、圧電素子をそれぞれ複数に分割する分割溝と、最外部に位置する上側電極とこれと反対側の最外部に位置する下側電極とにそれぞれ接続されかつ前記圧電素子に高周波電圧を供給するための第１のリード線と、前記分割溝を介して隣り合う圧電素子を直列接続するように前記上側電極と下側電極とを接続する複数の第２のリード線と、前記第１、第２のリード線と前記上側電極、下側電極とを接続するための複数の接続部材とを備え、前記上側電極に形成された前記複数の接続部材を、前記上側電極の前記分割溝方向において互いにずらして配置した音響光学素子。
【請求項２】
上側電極に形成された複数の接続部材を、分割前の上側電極の対角線上に配置した請求項１記載の音響光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響光学効果を利用して超音波により光を回折する音響光学素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の音響光学素子は、図４、図５に示すように、音響光学媒体１と、この音響光学媒体１の一端面に設けられた下側電極２と、この下側電極２の表面に設けられた圧電素子３と、この圧電素子３の表面に前記下側電極２と対向するように設けられた上側電極４と、前記下側電極２、上側電極４、圧電素子３をそれぞれ複数に分割する分割溝５と、最外部に位置する上側電極４とこれと反対側の最外部に位置する下側電極２とにそれぞれ接続されかつ前記圧電素子３に高周波電圧を供給するための第１のリード線６ａと、前記分割溝５を介して隣り合う圧電素子３を直列接続するように前記上側電極４と下側電極２とを接続する複数の第２のリード線６ｂと、前記第１、第２のリード線６ａ，６ｂと前記上側電極４、下側電極３とを接続するための複数の接続部材７とを備えていた。
【０００３】
ここで、図面を簡単にするために、図４においては、図５と異なり上側電極４、下側電極２、圧電素子３をそれぞれ２個に分割したものを示している。
【０００４】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平２−６４６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来の音響光学素子においては、回折光強度が均一にならないという課題を有していた。
【０００６】
すなわち、接続部材７の重量によって圧電素子３の接続部材７と接続された部分の振動が抑制されるため、上側電極４に形成された複数の接続部材７が、上側電極４の分割溝方向ｈにおいて同一となるように配置された場合、接続部材７の振動抑制作用により、一部の回折光強度（回折光効率）が落ち込むからである。
【０００７】
図６は、従来の音響光学素子において上側電極４に形成された複数の接続部材７が、上側電極４の分割溝方向ｈにおいて同一となるように配置された場合の、上側電極４の分割溝方向ｈと回折光効率との関係を示す図である。
【０００８】
図６から明らかなように、上側電極４の接続部材７が形成された部分は回折光強度が落ち込み、回折光効率が均一ではないことがわかる。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、均一な回折光強度が得られる音響光学素子を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００１１】
本発明の請求項１に記載の発明は、音響光学媒体と、この音響光学媒体の一端面に設けられた下側電極と、この下側電極の表面に設けられた圧電素子と、この圧電素子の表面に前記下側電極と対向するように設けられた上側電極と、前記下側電極、上側電極、圧電素子をそれぞれ複数に分割する分割溝と、最外部に位置する上側電極とこれと反対側の最外部に位置する下側電極とにそれぞれ接続されかつ前記圧電素子に高周波電圧を供給するための第１のリード線と、前記分割溝を介して隣り合う圧電素子を直列接続するように前記上側電極と下側電極とを接続する複数の第２のリード線と、前記第１、第２のリード線と前記上側電極、下側電極とを接続するための複数の接続部材とを備え、前記上側電極に形成された前記複数の接続部材を、前記上側電極の分割溝方向において互いにずらして配置したもので、この構成によれば、接続部材の重量による圧電素子の振動の抑制作用が分散されるため、均一な回折光強度が得られるという作用効果が得られるものである。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、上側電極に形成された複数の接続部材を、分割前の上側電極の対角線上に配置したもので、この構成によれば、上側電極の分割溝方向において接続部材を等間隔に形成できるため、圧電素子の振動の抑制作用を均一化することができ、これにより、均一な回折光強度がより確実に得られるという作用効果が得られるものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明の音響光学素子は、音響光学媒体と、この音響光学媒体の一端面に設けられた下側電極と、この下側電極の表面に設けられた圧電素子と、この圧電素子の表面に前記下側電極と対向するように設けられた上側電極と、前記下側電極、上側電極、圧電素子をそれぞれ複数に分割する分割溝と、最外部に位置する上側電極とこれと反対側の最外部に位置する下側電極とにそれぞれ接続されかつ前記圧電素子に高周波電圧を供給するための第１のリード線と、前記分割溝を介して隣り合う圧電素子を直列接続するように前記上側電極と下側電極とを接続する複数の第２のリード線と、前記第１、第２のリード線と前記上側電極、下側電極とを接続するための複数の接続部材とを備え、前記上側電極に形成された前記複数の接続部材を、前記上側電極の分割溝方向において互いにずらして配置しているため、接続部材の重量による圧電素子の振動の抑制作用が分散され、これにより、均一な回折光強度が得られるという優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明の一実施の形態における音響光学素子の斜視図、図２は同音響光学素子の正面図を示したものであり、音響光学媒体１１と、この音響光学媒体１１の一端面に設けられた下側電極１２と、この下側電極１２の表面に設けられた圧電素子１３と、この圧電素子１３の表面に前記下側電極１２と対向するように設けられた上側電極１４と、前記下側電極１２、上側電極１４、圧電素子１３をそれぞれ複数に分割する分割溝１５と、最外部に位置する上側電極１４とこれと反対側の最外部に位置する下側電極１２とにそれぞれ接続されかつ前記圧電素子１３に高周波電圧を供給するための第１のリード線１６ａと、前記分割溝１５を介して隣り合う圧電素子１３を直列接続するように前記上側電極１４と下側電極１２とを接続する複数の第２のリード線１６ｂと、前記第１、第２のリード線１６ａ，１６ｂと前記上側電極１４、下側電極１２とを接続するための複数の接続部材１７とを備えている。
【００１５】
また、前記上側電極１４に形成された前記複数の接続部材１７を、前記上側電極１４の分割溝方向において互いにずらして配置している。
【００１６】
前記音響光学媒体１１は、光透過性を有するモリブデン酸鉛、酸化テルル等からなり、その一端面の全面に下側電極１２が形成されている。そして、この前記下側電極１２は、下地の錫に金を形成することによって設けられている。
【００１７】
前記圧電素子１３は、ニオブ酸リチウムからなり、下側電極１２の表面に設けられている。
【００１８】
前記上側電極１４は、下地の錫に金を形成することによって設けられ、圧電素子１３の表面に前記下側電極１２と対向するように形成されている。また、下側電極１２、上側電極１４は、圧電素子１３に高周波電圧を印加するための電極としての機能を有する。
【００１９】
これら下側電極１２、圧電素子１３、上側電極１４は、同じ分割溝１５によって複数個に分割されている。なお、図２においてそれぞれ８個に分割されたものを示しているが、図１は簡略化のためにそれぞれ２個に分割されたものを示している。また、分割される個数は図１、図２に示された数以外でもよい。
【００２０】
そして、下側電極１２、圧電素子１３、上側電極１４によりトランスデューサ１８が構成されている。
【００２１】
このトランスデューサ１８に高周波電圧を印加することにより圧電素子１３を振動させ、これにより、超音波を発生させて、音響光学媒体１１に超音波波面を生じさせる。このとき、光を音響光学媒体１１の一側面１１ａから光を通過させると、超音波波面の回折効果によって他側面１１ｂから回折光が出射される。
【００２２】
前記第１のリード線１６ａは、駆動装置（図示せず）からトランスデューサ１８の圧電素子１３へ高周波電圧を供給させるために、駆動装置（図示せず）とトランスデューサ１８との間に設けられ、最外部に位置する上側電極１４とこれと反対側の最外部に位置する下側電極１２、すなわち最も左にある上側電極１４および最も右にある下側電極１２に計２ヶ所に接続されている。
【００２３】
前記第２のリード線１６ｂは、分割溝１５を介して隣り合う下側電極１２と上側電極１４とを接続するために設けられ、これにより、分割溝１５を介して隣り合う圧電素子１３同士を直列に接続する。
【００２４】
前記接続部材１７は、はんだ等からなり、第１、第２のリード線１６ａ，１６ｂと上側電極１４、下側電極１２とを接続するために形成されている。
【００２５】
そして、上側電極１４に形成された複数の接続部材１７を、上側電極１４の分割溝方向ｈにおいて互いにずらして配置する。
【００２６】
なお、図２に示すように、上側電極１４に形成された複数の接続部材１７を、分割前の上側電極１４の対角線上に配置すれば、上側電極１４の分割溝方向において接続部材１７を等間隔に形成できるため、圧電素子１３の振動の抑制作用を均一化することができ、これにより、均一な回折光強度がより確実に得られる。
【００２７】
次に、本発明の一実施の形態における音響光学素子の製造方法について説明する。
【００２８】
図１、図２において、まず、音響光学媒体１１の一端面に下地層として錫を形成した後、金を蒸着して下側電極１２を形成する。その後、下側電極１２の表面に圧電素子１３を形成する。
【００２９】
次に、圧電素子１３の表面に下地層として錫を形成した後、金を蒸着して上側電極１４を形成しトランスデューサ１８を設ける。
【００３０】
次に、ダイシング等によって分割溝１５を形成し、下側電極１２、圧電素子１３、上側電極１４を複数に分割する。
【００３１】
最後に、トランスデューサ１８に駆動装置（図示せず）からの高周波電圧を供給できるように、駆動装置（図示せず）から延びる第１のリード線１６ａを、接続部材１７によって最外部に位置する上側電極１４とこれと反対側の最外部に位置する下側電極１２に接続するとともに、第２のリード線１６ｂによって分割溝１５を介して隣り合う下側電極１２と上側電極１４と接続部材１７を介して接続し、分割溝１５を介して隣り合う圧電素子１３同士を直列に接続する。
【００３２】
このとき、上側電極１４に形成された複数の接続部材１７を、上側電極１４の分割溝方向ｈにおいて互いにずらして配置する。
【００３３】
上記した本発明の一実施の形態においては、上側電極１４に形成された複数の接続部材１７を、上側電極１４の分割溝方向ｈにおいて互いにずらして配置しているため、接続部材１７の重量による圧電素子１３の振動の抑制作用が分散され、これにより、均一な回折光強度が得られるという効果が得られるものである。
【００３４】
さらに、大径ビームに適用する場合であっても、圧電素子１３を直列に接続しているため、回折光強度も強くなる。すなわち、大径ビームに適用するためにはトランスデューサ１８の面積を大きくする必要があるが、この場合、静電容量も大きくなるため、トランスデューサ１８のインピーダンスが小さくなり、これにより、高周波電圧を印加しても十分な電圧が加わらないため、回折光の強度が低下してしまう。これに対し、トランスデューサ１８の圧電素子１３を複数に分割して、これらを直列に接続することにより、静電容量を小さくすることができるため、トランスデューサ１８のインピーダンスを大きくすることができ、これにより、トランスデューサ１８の全体の面積を大きくしても、強い回折光強度が得られる。
【００３５】
図３は、本発明の一実施の形態における音響光学素子において、上側電極１４の分割溝方向ｈと回折光効率との関係を示す図である。
【００３６】
図３から明らかなように、回折光効率が均一となり、回折光強度も強くなっていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明に係る音響光学素子は、均一な回折光強度が得られるという効果を有するものであり、音響光学効果を利用して超音波により光を回折する音響光学素子において有用となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施の形態における音響光学素子の斜視図
【図２】同音響光学素子の正面図
【図３】同音響光学素子において上側電極の分割溝方向と回折光効率との関係を示す図
【図４】従来の音響光学素子の斜視図
【図５】同音響光学素子の正面図
【図６】同音響光学素子において上側電極の分割溝方向と回折光効率との関係を示す図
【符号の説明】
【００３９】
１１  音響光学媒体
１２  下側電極
１３  圧電素子
１４  上側電極
１５  分割溝
１６ａ  第１のリード線
１６ｂ  第２のリード線
１７  接続部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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