(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
領域が重なり合うインターディジタルなオーバーラップを有する変換器フィンガーを持つ部分を備え圧電材料上に設けられたインターディジタル構造を有する表面波変換器であって、前記変換器フィンガーを持つ部分は、２つの第１の領域（ｂ、ｃ／ｂ´、ｃ´）相互のインターディジタルなオーバーラップ（６１）を持つ第１の部分（３１）と、第１の部分（３１）の第１の領域（ｂ、ｃ／ｂ´、ｃ´）とそれぞれ２つの第１の領域（ｂ、ｃ及び／又はｂ´、ｃ´）間にこの第１の領域に対して側方に隣接して位置する別の領域（ａ及び／又はａ´）の変換器フィンガーとのフィンガーオーバーラップ（６２、６３及び／又は６２´、６３´）を持つ少なくとも１つの付加的な部分（３２及び／又は３２´）と、変換器フィンガーを持ち第１の部分の第１の領域（ｂ、ｂ´もしくはｃ、ｃ´）のそれぞれ１つに側方に隣接して位置しかつその変換器フィンガーとのインターディジタルなフィンガーオーバーラップ（６４及び／又は６５）を有する少なくとも１つのさらに別の領域（ｄ及び／又はｅ）とを備えることを特徴とする表面波変換器。
【請求項２】
インターディジタル構造のフィンガーオーバーラップを分散させる蛇行構造が、第１の部分に存在するインターディジタルなオーバーラップにより形成される第１の蛇行曲線（６１）の他に、向きがこの第１の蛇行曲線（６１）にほぼ平行に延びるインターディジタルなオーバーラップの別の蛇行曲線（６４、６５）及び第１の蛇行曲線（６１）の少なくとも１つの分岐部（５１及び／又は５１´）を有するインターディジタル構造を備え、その分岐部（５１及び／又は５１´）では第１の蛇行曲線（６１）が第１の部分と付加的な部分とのインターディジタルなフィンガーオーバーラップにより形成される蛇行曲線（６２、６３及び／又は６２´、６３´）としてのそれぞれ２つの分岐路に続き、前記別の蛇行曲線（６４、６５）は、一方の蛇行曲線（６４）が第１の蛇行曲線（６１）の一方の側に延在し、他方の蛇行曲線（６５）が第１の蛇行曲線（６１）の他方の側に延在することを特徴とする請求項１記載の表面波変換器。
【請求項３】
二重機能形入力変換器（２）としてそれぞれ異なる規格の入力信号が供給される２つの端子を有し、２つの伝達関数の選択されたほうの伝達関数に整合されることを特徴とする請求項１又は２記載の表面波変換器。
【請求項４】
テレビジョン受信機の２つの異なる規格の入力信号に対するチャネルフィルタとして適用されることを特徴とする請求項３記載の表面波変換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面波変換器、特にテレビジョン受信機において従来それぞれ２つ使用されていたチャネルフィルタの代わりに単一チャネルフィルタとして使用することができるような、二重フィルタ用に適する表面波二重変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョン受信機においては、従来では、同調可能な発振器の高周波信号と共にテレビジョン視聴者によって行われる所望のテレビジョンチャネルの選択に使われるテレビジョンチャネルフィルタが使用される。表面波フィルタ技術で構成されるこのようなテレビジョンフィルタを使用することは十年前から知られている。
【０００３】
個々のテレビジョン送信機に所属するテレビジョンチャネルの受信すべきテレビジョン信号は所定の規格化された特性を有している。しかしながらこの規格化は欧州内ですら統一されておらず、例えばドイツ及びフランスではチャネル帯域幅が異なる。また異なった規格のチャネルフィルタは規格化されて予め与えられた異なる通過特性を備えている。
【０００４】
例えば２規格対応形受信機用には従来では２つの異なった表面波フィルタが一方の規格のチャネルフィルタ及び他方の規格のチャネルフィルタとしてそれぞれ使用される。このような２つのチャネルフィルタは公知のように基板上に並んで配置されている。しかしながらそのために２つの個別に独立したフィルタ用に纏めて必要とされるのと同じ程の基板材料が本質的に必要である。約２倍の大きさの基板基体上に異なった規格の２つのチャネルフィルタを纏めた公知のものは主としてフィルタ等の取付けの簡単化に役立っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、この従来技術の利点を失うことなく、基板材料を大きく節約することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、本発明によれば、領域が重なり合うインターディジタルなオーバーラップを有する変換器フィンガーを持つ部分を備え圧電材料上に設けられたインターディジタル構造を有する表面波変換器であって、前記変換器フィンガーを持つ部分は、２つの第１の領域相互のインターディジタルなオーバーラップを持つ第１の部分と、第１の部分の第１の領域とそれぞれ２つの第１の領域間にこの第１の領域に対して側方に隣接して位置する別の領域の変換器フィンガーとのフィンガーオーバーラップを持つ少なくとも１つの付加的な部分と、変換器フィンガーを持ち第１の部分の第１の領域のそれぞれ１つに側方に隣接して位置しかつその変換器フィンガーとのインターディジタルなフィンガーオーバーラップを有する少なくとも１つのさらに別の領域とを備える。
【０００７】
本発明の１つの実施形態においては、インターディジタル構造のフィンガーオーバーラップを分散させる蛇行構造が、第１の部分に存在するインターディジタルなオーバーラップにより形成される第１の蛇行曲線の他に、向きがこの第１の蛇行曲線にほぼ平行に延びるインターディジタルなオーバーラップの別の蛇行曲線及び第１の蛇行曲線の少なくとも１つの分岐部を有するインターディジタル構造を備え、その分岐部では第１の蛇行曲線が第１の部分と付加的な部分とのインターディジタルなフィンガーオーバーラップにより形成される蛇行曲線としてのそれぞれ２つの分岐路に続き、前記別の蛇行曲線は、一方の蛇行曲線が第１の蛇行曲線の一方の側に延在し、他方の蛇行曲線が第１の蛇行曲線の他方の側に延在する。
【０００８】
本発明の構成は請求項３以降に記載されている。
【０００９】
本発明による二重変換器を備えた二重フィルタは、チャネルフィルタとしての本発明による構成及びフィルタ設計の結果２つの異なるテレビジョン規格の要求を単一のフィルタ内で合わせて満たすことができる特性を有している。
【００１０】
【実施例】
図面に基づいて従来技術（図２）及び本発明（図１）を詳細に説明する。
【００１１】
図２に示された従来のフィルタは圧電材料、特に基板１１上に２つのインターディジタル変換器１２、１３を含んでいる。これら両変換器は図示されているように基板上に並んで配置されている。両変換器は２つの異なるテレビジョン規格のテレビジョン入力信号用の入力端Ｅ１、Ｅ２を有する入力変換器として使われる。入力端Ｅ１、Ｅ２より前に配置されている受信機内部の電子スイッチを介して、アンテナの入力信号は時間的に切換えられ一方の入力端Ｅ１又は他方の入力端Ｅ２へ与えることができる。一方の変換器１２は一方の規格の入力信号に整合するように構想され、他方の変換器１３は他方の規格の入力信号に整合するように構想されている。一方の変換器１２はその変換器構造に応じて音響波を発生する。この音響波は両変換器１２、１３に対して共通の出力変換器１４で、選択されたチャネルのテレビジョン像を受像スクリーン上で正確に再生することができるように受信機側から要求された形を持つ電気信号へ再変換される。このことは他方の変換器１３の入力端Ｅ２の入力信号に対しても同じように当てはまる。
【００１２】
ここでは従来技術を取扱っているので、図２に示されているブロックによりこの原理を示すだけで十分である。
【００１３】
図２とほぼ同じ尺度にて、図１は、入力変換器２として“二重機能”で選択的に切換え可能な入力端Ｅ１、Ｅ２を持つ本発明による変換器と、出力変換器４とを備えた二重フィルタの原理図を示している。本発明によるフィルタのこの構成要素は圧電基板１上に設置されている。この基板１は、図１と図２との比較から分かるように、図２に示された公知のフィルタ組合わせの基板１１より相当小さくすることができる。
【００１４】
使用される単結晶の基板材料のサイズ及び量は本発明が該当するようなこの種のフィルタの主要な費用発生因子であることを指摘しておく。他の主要な費用発生因子はフィルタのハーメチックシールケースである。本発明によって可能にされた小形基板にとってはコスト的に安価な小形ケースで十分間に合い、そうでないと大きな挿入損を背負い込むことになり重要である。
【００１５】
本発明の実現を可能にする“二重機能”形（入力）変換器２の変換器構造の設計を図３及び図４に基づいて詳細に説明する。図３は例としてフィンガー構造の主要部分、即ち異なった規格、例えばドイツ規格及びフランス規格の例えばテレビジョンチャネルを受信するためのテレビジョン受信機に対して有利に使用可能であるフィルタの本発明による入力変換器２の設計の主要部分を示している。
【００１６】
フィルタの入力変換器２の構造の本発明による設計は機能上３つの部分に分割して説明することができる。これらの部分は音響波の主伝播方向に隣接して延在している。この軸線方向の伝播方向に対してこの構造のフィンガーは直角に向けられている。変換器２の中央部分３１は比較的強いフィンガーオーバーラップを持ち本発明によるフィルタの積分形ダンピング特性にとって重要な部分ｍを含んでおり、この部分ｍで音響表面波への電気信号の変換の大部分が行われる。この中央部分３１はその点に関する限り公知の変換器１２、１３においても存在する中央部分と比較的広範囲に亘って一致している。
【００１７】
この中央部分３１に続く両部分３２、３２´は、十分に良く知られているように、フィルタ技術的にはとりわけ通過特性曲線の形状付与に使われる。このような入力変換器のフィルタ設計は本発明においても同様に利用可能な最適化アルゴリズムによって行われるが、しかしながら本発明においてはこの最適化アルゴリズムには別の境界条件が与えられる。このことによって、従来技術とは本質的に異なる本発明による新しいフィルタ設計が生まれる。
【００１８】
図４は、本発明によって設けられた“二重機能形入力変換器”の設計による中央部分３１及び両側部分３２、３２´内に存在するような、図３のフィンガーオーバーラップの蛇行構造を示す。
【００１９】
この蛇行構造から専門家にとっては容易に分かるように、範囲ｍはディジタルに配置された変換器フィンガーの強いオーバーラップの範囲である。ａ、ａ´は図３の部分３２、３２´に位置する変換器フィンガーの領域を表している。領域ａの変換器フィンガーは変換器２のここでは領域ｂ、ｃに設けられた別の変換器フィンガーとのフィンガーオーバーラップ長さがそれぞれ比較的僅かである。同様なことは領域ａ´の変換器フィンガーと領域ｂ´、ｃ´の変換器フィンガーとのオーバーラップに対しても当てはまる。
【００２０】
本発明においては、本発明による二重機能形入力変換器２の中央部分３１における領域ｄ、ｅの変換器フィンガーも特殊に形成されている。しかしながら、本発明においては単一のかかる領域（ｄ又はｅ）のみを設けることもできる。しかしながら、本発明による変換器の設計を行うために、例のように２つのかかる領域ｄ、ｅを設けることは有利である。
【００２１】
図４には、破線で示されているように、個々の領域の変換器フィンガーにそれぞれ電位供給を行うために使われる母線もしくはブスバーが記載されている。母線４１への適当な電位接続部によって領域ａの全ての変換器フィンガーにこの電位を与えることができる。同じことは領域ａ´の母線４１´に対しても当てはまる。４２、４３は領域ｂ、ｂ´もしくはｃ、ｃ´のそれぞれの母線を表している。領域ｄ、ｅには母線４４、４５が所属している。
【００２２】
誤解を避けるために、図４では上側縁部及び下側縁部に沿ってさらに図３に示された構造の別のフィンガー領域ｆ、ｆ´が続いていることを指摘しておく。しかしながら、図３から分かるように、この領域ｆ、ｆ´は何れのフィンガーオーバーラップからも独立しており、基板表面内への音響波の伝播を均等化するために使われる。領域ｄのフィンガーが領域ｆのフィンガー内へ続くという事情も同様にそれによって何ら変わるものではない。同じことは領域ｅ、ｆ´に対しても当てはまる。
【００２３】
ここではフィルタの入力変換器２として使用されている本発明による変換器の特徴を従来技術と比較して示すために、既に説明した蛇行構造の、本発明による変換器において存在する複数の蛇行折れ線（以下においては蛇行曲線と称する）の特質の説明が特に適している。
【００２４】
本発明の特質は、本発明による変換器が上述した（ほぼ）中央の領域３１内に中央範囲ｍの蛇行曲線６１の他に少なくともさらに蛇行曲線６４及び／又は６５を有することである。従来技術による公知の関連した変換器ではインターディジタルなオーバーラップの単一の蛇行曲線のみが存在するだけである。図３及び図４の例は中央領域３１に３つのこの種の蛇行曲線６１、６４及び６５を含んでいる。これらの蛇行曲線６１、６４及び６５は、図４から特に分かるように、その主方向３６１、３６４及び３６５がほぼ波の主伝播方向ｘの方向に、この伝播方向に対して側方に並んで位置するように、延在している。本発明による変換器２の設計の蛇行構造の別の特質は、蛇行曲線６１の途中（もしくは一方の端部又は両方の端部）に少なくとも１つの分岐点５１、５１´が設けられていることである。図４から特に明らかなように、領域３２における蛇行曲線６１は分岐点５１から２つの別の蛇行曲線６２、６３に続いている。分岐点５１´では図４（及び図３）の例では蛇行曲線６１は蛇行曲線６２´、６３´に続いている。フィルタの本発明による入力変換器２は、既に述べたように、少なくとも１つのかかる分岐点５１又は５１´を持つ蛇行構造を有している。蛇行曲線６２は領域ａのフィンガーと領域ｂのフィンガーとのオーバーラップを表し、蛇行曲線６３は領域ａのフィンガーと領域ｃのフィンガーとのオーバーラップを表している。同様に、蛇行曲線６２´、６３´は領域ａ´のフィンガーと領域ｂ´、ｃ´のフィンガーとのオーバーラップを表している。
【００２５】
点５１の分岐から領域ｂ、ｃの本発明における特殊性が生ずる。同様なことは領域ｂ´、ｃ´のための点５１´での分岐に対しても当てはまる。
【００２６】
従来技術の図２に示された入力変換器１２、１３においては図４に相応する蛇行構造と著しく異なった外観を有している。特にそこでは、側方に隣接して存在する別の蛇行構造は存在しておらず、またフィンガーオーバーラップの蛇行曲線の分岐が存在する点も生じない。
【００２７】
一方では領域ｂ、ｂ´及び他方では領域ｃ、ｃ´に関して、これらの領域は本発明による変換器２のフィンガー構造に対して重要な意味を有することを指摘しておく。
【００２８】
最適化アルゴリズムを適用するための境界条件として、規格化された機能ならびに一方の規格の入力信号及び他方の規格の入力信号に属する基準が用いられる。一方の規格への中央範囲ｍのより一層の整合には、すなわち、一方の規格によって指定されたチャネルフィルタのフィルタ機能としては、領域ｄのフィルタとのオーバーラップが役立つ。同様に領域ｅは例えば他方の規格のチャネルフィルタとして他の伝達関数に対して同様な意味を有している。領域ｄ、ｅには本発明によるフィルタに対する整合素子としての重要な機能がある。
【００２９】
本発明による二重機能を備えた本発明による変換器２は実際上例えば次のように有利に駆動される。一方の伝達関数のフィルタとして、すなわち例えば一方の規格のテレビジョンチャネルフィルタとして、領域ａ、ａ´、ｄ及びｅの変換器フィンガーが予め与えられた電位、例えばアース電位におかれる。この伝達関数のためにさらに領域ｃ、ｃ´は付加的に上述した領域に接続され、そして一方の入力信号Ｉを接続するための対極として領域ｂ、ｂ´の変換器フィンガーが残される。第２の伝達関数のために領域ａ、ａ´、ｄ及びｅは再び相互に接続され続ける、例えば再びアース電位にされ、そしてこれらの領域の変換器フィンガーに今や領域ｂ、ｂ´の変換器フィンガーが接続される。対極として、他方の入力信号ＩＩを供給される領域ｃ、ｃ´の変換器フィンガーが作用する。領域ｍの変換器フィンガーの一方の半部は領域ｂ、ｂ´に接続され、他方の半部は領域ｃ、ｃ´に接続される。
【００３０】
フィルタの入力変換器２の中央範囲ｍのインターディジタルな変換器作用を無視すると、一方の伝達関数のために、領域ｂ、ｂ´の変換器フィンガーとその全ての隣接領域とのオーバーラップにはインターディジタル作用の別の重心が存在する。他方の伝達関数のために、領域ｃ、ｃ´の変換器フィンガーとその隣接領域の変換器フィンガーとのオーバーラップにはこの付加的な重心がある。この発明思想は最適化アルゴリズムを適用してフィルタ構想ないし変換器設計を行う際に斟酌される。その際、一方では領域ｂ、ｂ´、他方では領域ｃ、ｃ´、及び特に範囲ｍの強いオーバーラップと一方では領域ｄもしくは他方では領域ｅとの間に位置するそれぞれの領域部分は利用可能な変動領域である。
【００３１】
領域ｄ、ｅは、二重フィルタの二重機能で共通的に作用する変換器を一方では一方の伝達関数に整合させかつ他方では他方の伝達関数に整合させるようなオーバーラップを持つ領域としても理解することができる。領域ｂ、ｂ´もしくは領域ｃ、ｃ´の接続部の極性を上述したように選択することによって、それぞれの伝達関数Ｉ、ＩＩのために、この補正オーバーラップのそれぞれの領域ｄ又はｅは範囲ｍの変換器フィンガーのそれぞれの半部と共に一方の入力信号又は他方の入力信号を与えられる。
【００３２】
本発明を用いて構成された二重フィルタは表面波フィルタの開発及び生産の通常の方法で製造される。基板１上にさらに領域ａ〜ｅもしくはその母線４１〜４５用の電位接続部１４１〜１４５を設けるのが有利である。これらの接続部は公知のように非常に細いボンディングワイヤ等を用いて電気的に接続される。本発明の変換器の駆動様式においては、母線４２ないし領域ｂ、ｂ´の接続部１４２は一方の伝達関数ないし一方の入力信号Ｉ用の入力端Ｅ１である。同様に母線４３ないし領域ｃ、ｃ´の接続部１４３は他方の伝達関数ないし第２の入力信号ＩＩ用の入力端Ｅ２である。既に述べたように、領域ａ、ａ´、ｄ及びｅ、すなわち母線４１、４１´、４４及び４５は常に共通の同一電位、特にアースに接続される。フィルタが入力信号Ｅ１を与えられる場合、他方の入力端Ｅ２は領域ａ、ａ´、ｄ及びｅの電位に接続される。逆に入力端Ｅ２が（他方の）入力信号を与えられる場合、入力端Ｅ１はこの別の４つの領域の電位に接続される。特に電子的に構成されるこのようなスイッチ機能は本発明においては付加的に二重フィルタの外部駆動手段として設けることができる。
【００３３】
変換器の別の駆動様式の例は、一方の伝達関数のために第１の入力信号Ｉを相互接続された領域ｃ、ｃ´及びａ´に印加し、そして領域ａ、ｂ、ｂ´、ｄ及びｅを相互接続して同一電位、例えばアースに接続することである。フィルタの第２の伝達関数のために第２の入力信号ＩＩは領域ｂ、ｂ´及びａに印加され、領域ａ´、ｃ、ｃ´、ｄ及びｅは同一電位、例えばアースに接続される。この駆動法においても、領域ｄとそれに隣接する領域とのオーバーラップ、及び領域ｅとそれに隣接する領域とのオーバーラップは、二重機能を備えた本発明による変換器の一方の伝達関数に対して及び他方の伝達関数に対して決定的に関与する。
【００３４】
フィルタを非対称駆動するこの両例の場合、入力信号（Ｉ又はＩＩ）の接続部と“同電位”の接続部とは交換することもできる。
【００３５】
本発明によるフィルタは対称駆動することもできる、すなわち、それぞれの入力信号の一方の極は上述したように接続され、他方の極は“同電位”の接続部に接続することができる。
【００３６】
従って、本発明はシングルトラック形インライン・フィルタとなり、公知の構成（図２）の２つのチャネルフィルタの有利な代用として特に好適である。
【００３７】
二重機能を有する本発明による変換器は上記では表面波技術におけるフィルタの入力変換器として説明されている。どのような入力信号が変換器の入力端Ｅ１、Ｅ２に供給されるかに応じて、本発明による変換器は基板内に明白な音響波、すなわち出力変換器内でそれぞれ同一の電気的出力信号に変換される同一の音響波をその都度発生する。入力端Ｅ１、Ｅ２は上述したように個々の領域ａ〜ｅへの接続のその都度の組合わせである。
【００３８】
本発明による変換器はそれぞれ同一の電気的（出力）信号を発生するためにも使用することができ、その場合出力変換器として動作する本発明によるこの変換器には２つの異なった音響波が時間的に交互に供給される。このための一例は図１に示されたフィルタであり、このフィルタにおいては変換器４に予め与えられた所定の電気信号が入力信号として供給され、この変換器は音響波を基板１内に発生し、そして出力変換器として動作する変換器２内には出力信号となる２つの異なった電気信号が発生される。この２つの異なった信号は変換器２で時間的に交互に取出され、しかも一方の接続組合わせが存在する際には一方の信号が取出され、他方の接続組合わせが存在する際には他方の信号が取出される、即ち上述した駆動法のこれらの接続部組合わせが示すように取出される。
【００３９】
表面波とは本発明の意味においてはレイリー（Ｒａｌｅｉｇｈ）波及びＢＧ（Ｂｌｅｕｓｔｅｉｎ−Ｇｕｌｙａｉｖ）波のタイプの音響波だけでなくＳＳＢ波（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｍｍｉｎｇ  Ｂｕｌｋ−Ｗａｖｅ）、漏れ表面波、低波及び同等の波と理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフィルタを示す概略図である。
【図２】従来のフィルタを示す概略図である。
【図３】本発明による変換器構成の一例を示す概略図である。
【図４】図３の例のオーバーラップ分布の蛇行構造を示す概略図である。
【符号の説明】
１  基板
２  入力変換器
４  出力変換器
３１、３２、３２´  部分
４１、４１´、４２、４３、４４、４５  母線
５１、５１´  分岐点
６１、６２´、６３´、６４、６５  蛇行曲線
１４１、１４１´、１４２、１４３、１４４、１４５  接続部
Ｅ１、Ｅ２  入力端
ａ、ａ′、ｂ、ｂ´、ｃ、ｃ´、ｄ、ｅ  領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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