JP2002353771A - 弾性表面波素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広い周波数範囲でのフィルタ通過帯域の分散
形遅延線として動作し、リップル等を低減し、加工が容
易でコストを低減する弾性表面波素子を得る。 【解決手段】 弾性表面波素子１００は、発信電極３ａ
及び受信電極３ｂを備え、発信電極３ａは第１取り出し
電極５と、第１取り出し電極５の長辺部から延出した複
数の第１発信電極指６と、第１発信取り出し電極５に対
向して設けられた第２発信取り出し電極７と、第２発信
取り出し電極７から延出し、各第１発信電極指６の間に
１つずつ配置された第２発信電極指８とを有し、受信電
極３ｂも発信電極３ａと左右対称に第１受信取り出し電
極１０と、第１受信電極指１１と、第２受信取り出し電
極１２と、第２受信電極指１３とを有している。取り出
し電極５，７，１０，１２が傾斜し、各電極指６，８，
１１，１３の幅及び間隔が各取り出し電極７，１２に近
づくに従って小さくなることにより、発信電極３ａで発
生した表面波が反射する電極指の数を減少し、広い周波
数範囲のフィルタ通過帯域を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば通信機あ
るいは電子機器の回路に用いられる弾性表面波素子に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】弾性表面波素子は、一般的に通信機のア
ナログ信号のフィルタ等に用いられている。図１３は、
従来の弾性表面波素子の構成を示す模式図である。図１
３において、弾性表面波素子１は、圧電部材２と、この
圧電部材２の表面に貼り付けられたすだれ状電極体３と
を備えている。

【０００３】圧電部材２は、例えば圧電セラミックのよ
うな圧電素子であり、特定の方向に圧力を加えるとその
大きさに比例した電気分極が生じ、また電圧を与えると
その大きさに比例した応力が発生して変形する圧電効果
を利用するものである。この効果を利用して応力から電
圧へ、あるいはその逆の変換に利用できる。

【０００４】すだれ状電極体３は、表面波を発生する発
信電極３ａ及びこの表面波を受信する受信電極３ｂを有
している。また、この発信電極３ａ及び受信電極３ｂが
左右対称になっている。

【０００５】発信電極３ａは、電気端子４に電気的に接
続された帯状の第１発信取り出し電極５と、この第１発
信取り出し電極５から間隔をおいて平行に延出した複数
の第１発信電極指６と、第１発信取り出し電極５に対向
して設けられ、接地された帯状の第２発信取り出し電極
７と、第２発信取り出し電極７から第１発信取り出し電
極５に向けて平行に延出し、各第１発信電極指６の間に
配置された複数の第２発信電極指８とを有している。即
ち、第１発信電極指６及び第２発信電極指８がそれぞれ
交互に重なるように平行に配置され、すべての第１発信
電極指６がその端部で第１発信取り出し電極５に接続さ
れ、すべての第２発信電極指８がその端部で第２発信取
り出し電極７に接続されている。この延出方向に垂直な
方向に受信電極３ｂが設けられている。

【０００６】受信電極３ｂは、発信電極３ａと同様に、
電気信号である電圧を読み取る受信手段（図示しない）
に接続された受信端子９に電気的に接続された帯状の第
１受信取り出し電極１０と、この第１受信取り出し電極
１０から間隔をおいて平行に延出した複数の第１受信電
極指１１と、第１受信取り出し電極１０に対向して設け
られ、接地された帯状の第２受信取り出し電極１２と、
第２受信取り出し電極１２から第１受信取り出し電極１
０に向けて平行に延出し、各第１受信電極指１１の間に
配置された複数の第２受信電極指１３とを有している。
即ち、第１受信電極指１１及び第２受信電極指１３がそ
れぞれ交互に重なるように平行に配置され、すべての第
１受信電極指１１がその端部で第１受信取り出し電極１
０に接続され、すべての第２受信電極指１３がその端部
で第２受信取り出し電極１２に接続されている。

【０００７】次に、動作について説明する。電気端子４
に入力電圧である電気信号が加えられると、隣り合う第
１発信電極指６及び第２発信電極指８の間に電位差が生
じ、圧電効果により圧電部材２にその電位差に比例した
歪みが発生する。この歪みは周期的に変化し、図１４に
示すように、波長λの表面波として圧電部材２の表面を
受信電極３ｂに向かって伝達する。ここで、波長λは、
表面波が第１発信電極指６及び第２発信電極指８を一単
位として発生していることから、隣り合う第１発信電極
指６あるいは隣り合う第２発信電極指８の配置ピッチと
等しくなっている。この表面波が受信電極３ｂに到達す
ると、表面波の振動により圧電部材２の表面に歪みが生
じ、圧電効果による電気分極により第１受信電極指１１
及び第２受信電極指１３の間に電位差を生じる。この電
位差は出力電圧である電気信号として受信端子９から取
り出される。

【０００８】このような構成の弾性表面波素子１は、第
１発信電極指６、第２発信電極指８、第１受信電極指１
１及び第２受信電極指１３のそれぞれの幅ｔ１、ｔ２、
ｔ３、ｔ４がすべてλ／４となっている。

【０００９】また、発生した表面波は圧電部材２及び各
電極指６、８、１１及び１３を伝達する。即ち音響イン
ピーダンスが異なる材料を繰り返し伝達する。ここで、
この音響インピーダンスの異なる材料は波長λ／２の間
隔で周期的に配置されていることから、電極指の数が多
いと、電極指間を往来する多重反射が大きくなり、リッ
プル等が発生し表面波の特性が劣化する。

【００１０】この特性劣化を改善するために、第２の従
来例である図１５に示すように、第１発信電極指６及び
第２発信電極指８をそれぞれ一対の第１発信電極指部１
４及び一対の第２発信電極指部１５とし、第１受信電極
指１１及び第２受信電極指１３もそれぞれ一対の第１受
信電極指部１６及び一対の第２受信電極指部１７とした
弾性表面波素子がある。これらの電極指部を有する弾性
表面波素子１は波長λの中に４本の電極指が存在するこ
とになり、従って表面波が伝達する方向に音響インピー
ダンスが異なる材料が波長λ／４の間隔で周期的に配置
されていることになる。このことから、これら電極指部
は音響インピーダンスが異なる材料が通常の電極指に比
べて半分の周期で配置されているので、反射波の位相が
半波長ずれ、反射していない表面波と打ち消し合い、多
重反射による特性劣化を避けることができる。

【００１１】また、第３の従来例では、より広い周波数
範囲のフィルタ通過帯域を得るために、図１６に示すよ
うに、それぞれの第１発信電極指６及び第２発信電極指
８の幅及び隣り合う第１発信電極指６及び第２発信電極
指８の間隔を異なるものとし、同様にそれぞれの第１受
信電極指１１及び第２受信電極指１３の幅及び隣り合う
第１受信電極指１１及び第２受信電極指１３の間隔を異
なるものとした弾性表面波素子１としている。発信電極
３ａ及び受信電極３ｂの互いに対向する側から各電極指
の幅及び間隔は徐々に大きくなっている。即ち、第１発
信電極指６及び第２発信電極指８は受信電極３ｂ側でそ
の幅及び間隔が最も小さく、離れるにつれてその幅及び
間隔が徐々に大きくなっており、同様に第１受信電極指
１１及び第２受信電極指１３は発信電極３ａ側でその幅
及び間隔が最も小さく、離れるにつれてその幅及び間隔
が徐々に大きくなっている。

【００１２】この発信電極３ａ及び受信電極３ｂは左右
対称に配置されており、互いに対向する側の電極指から
ｉ番目及び（ｉ＋１）番目の電極指の幅がそれぞれＬ_i
及びＬ_i+1で、このｉ番目及び（ｉ＋１）番目の電極指
のそれぞれの中心軸線間の距離がＤｉとなっている。ま
た、これらｉ番目の電極指及び（ｉ＋１）番目の電極指
の電極指間長さがＳｉとなっている。

【００１３】また、受信電極３ｂでは、ｉ番目の電極指
の中心軸線及び（ｉ＋１）番目の電極指の中心軸線の間
の中央部と１番目の電極指の発信電極３ａ側（以下、基
準軸とよぶ）との距離がＸｉとなっている。さらに、こ
のｉ番目の電極指と（ｉ＋１）番目の電極指とで受信交
差部Ｐｉが構成され、受信交差部Ｐｉの位置と基準軸と
の間の距離が距離Ｘｉと一致している。さらに、表面波
波長の２分の１が受信交差部Ｐｉにおける中心軸線間距
離Ｄｉとなる周波数ｆｉを交差部Ｐｉの中心周波数ｆｉ
とする。

【００１４】発信電極３ａでも、受信交差部Ｐｉに対応
する発信交差部Ｑｉが、ｉ番目の電極指の中心軸線と
（ｉ＋１）番目の電極指の中心軸線とで構成されてい
る。

【００１５】ここで、表面波の伝搬速度が変化しないこ
とから、中心周波数ｆｉは交差部Ｐｉの中心波長λｉに
反比例する。中心波長λｉは中心軸線間距離Ｄｉの２倍
の長さであるので、中心周波数ｆｉは中心軸線間距離Ｄ
ｉに反比例して変化する。従って、受信交差部Ｐｉの距
離Ｘｉに対して中心軸線間距離Ｄｉを変化させて電極指
を配置することにより、中心周波数ｆｉを距離Ｘｉに対
して線形変化させることができる。図１７は、距離Ｘｉ
と受信交差部Ｐｉの中心周波数ｆｉとの関係を示すグラ
フである。図１７はまた、図１６の受信電極３ｂに対応
するグラフである。図１６及び図１７において、受信電
極３ｂにおける距離Ｘｉが増加するにつれて中心軸線間
距離Ｄｉが増加している。従って、距離Ｘｉが増加する
と中心周波数ｆｉは小さくなる。中心周波数ｆｉの表面
波が発信交差部Ｑｉから受信交差部Ｐｉの位置に到達す
るまでの時間である遅延時間τｉは、すだれ状電極体３
が左右対称になっていることから、発信交差部Ｑｉから
受信交差部Ｐｉまでの距離がｉの数によってそれぞれ異
なっており、中心周波数ｆｉに対応することが分かる。

【００１６】図１６における弾性表面波素子は、以下の
ようにして動作する。すだれ状電極体３の発信電極３ａ
と受信電極３ｂとが左右対称であるので、受信電極３ｂ
の受信交差部Ｐｉに対応する発信交差部Ｑｉにより発生
した波長λｉ、即ち中心軸線間距離Ｄｉの２倍の波長の
表面波は受信電極３ｂに向けて伝達する。このとき、表
面波は波長λｉの２分の１の長さが中心軸線間距離Ｄｉ
となるときに電極指は最も強く励振されるので、受信電
極３ｂの受信交差部Ｐｉに達するまでは、他の電極指が
この表面波によって強く励振されることはない。受信交
差部Ｐｉに達した波長λｉの表面波は波長λｉの２分の
１の長さと受信交差部Ｐｉの中心軸線間距離Ｄｉが一致
し、この交差部Ｐｉの電極指を強く励振する。この励振
が電気信号となり受信端子９に取り出される。発信電極
３ａ及び受信電極３ｂの各対応する発信交差部Ｑｉ及び
受信交差部Ｐｉの間の距離はすべて異なっているので、
各発信交差部Ｑｉで発生した表面波がその対応する各受
信交差部Ｐｉに到達する時間、即ち遅延時間τｉはすべ
て異なる。従って、遅延時間τｉに対応する中心周波数
ｆｉの表面波が電圧となって受信端子９に取り出され
る。このことから、弾性表面波素子１は周波数によって
遅延時間が異なる分散形遅延線として動作する。このと
き、中心周波数ｆｉの帯域幅Δｆに渡る遅延時間τｉの
変化量が分散時間Δτである。

【００１７】このようにして、弾性表面波素子１を分散
形遅延線として動作させることによって広い周波数範囲
のフィルタ通過帯域を得ることができる。

【００１８】また、第４の従来例では、電極指による反
射等によりフィルタ通過帯域内に生じるリップルを少な
くするために、図１８に示すように、弾性表面波が伝達
する方向に対して第１発信取り出し電極５及び第２発信
取り出し電極７を角度θだけ傾斜させ、第１受信取り出
し電極１０及び第２受信取り出し電極１２を逆向きに角
度θだけ傾斜させた弾性表面波素子１がある。

【００１９】このようにして、ある第１発信電極指６及
び第２発信電極指８により発生した表面波がその伝達経
路で横切る電極指の数を低減することができ、この表面
波が電極指で反射することによる悪影響を小さくするこ
とができる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
従来例では上述のように表面波が電極指に反射すること
による反射波の影響でリップルが生じてしまうという問
題点があった。また、第２の従来例では反射波による悪
影響は避けることができるが、同一の波長の表面波を発
生及び受信するのに電極指の幅を２分の１に小さくする
必要があり、電極指の加工が困難であるという問題点が
あった。また、第３の従来例では、弾性表面波素子１を
広い周波数範囲でフィルタ通過帯域を得ることができる
が、製造上の要請から電極指の幅が最小寸法の整数倍と
して設定され、この電極指の幅をなめらかに変化させる
にはコストがかかるという問題点があった。さらに、第
４の従来例では、電極指の数が多いときには、取り出し
電極を傾斜させるだけでは、表面波が横切る電極指の数
を低減するのに限度があり、十分に表面波が電極指に反
射する悪影響を小さくすることはできず、また、取り出
し電極が傾斜していることによって表面波が第２発信取
り出し電極７及び第２受信取り出し電極１２をも横切る
ことになり、途中で表面波が取り出し電極に傾斜して横
切ろうとするときに屈折することにより、発信交差部Ｑ
ｉにおいて発生した表面波が対応する受信交差部Ｐｉに
伝達しないという問題点があった。

【００２１】そこでこの発明は、上記のような問題点を
解決することを課題とするもので、広い周波数範囲での
フィルタ通過帯域を得るために分散形遅延線として動作
し、表面波が電極指で反射または取り出し電極で屈折す
ることによるリップル等を低減し、加工が容易でコスト
を低減する弾性表面波素子を得ることを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る弾性表面
波素子は、圧電部材と、前記圧電部材に貼り付けられ、
前記圧電部材に入力電圧で歪みを発生させることにより
前記圧電部材の表面に表面波を発信させる発信電極及び
前記発信電極から伝達された表面波で生じた歪みによっ
て前記圧電部材に発生した出力電圧を検出する受信電極
を有するすだれ状電極体とを備えた弾性表面波素子であ
って、前記発信電極は、前記入力電圧が印加される帯状
の第１発信取り出し電極と、前記第１発信取り出し電極
の長辺部から延出した複数の第１発信電極指と、前記第
１発信取り出し電極に対向して設けられた帯状の第２発
信取り出し電極と、前記第２発信取り出し電極の長辺部
から各前記第１発信電極指の間に１つずつ配置されるよ
うに延出された第２発信電極指とを有し、前記受信電極
は、前記出力電圧を取り出す帯状の第１受信取り出し電
極と、前記第１受信取り出し電極の長辺部から延出した
複数の第１受信電極指と、前記第１受信取り出し電極に
対向して設けられた帯状の第２受信取り出し電極と、前
記第２受信取り出し電極の長辺部から各前記第１受信電
極指の間に１つずつ配置されるように延出された第２受
信電極指とを有し、前記発信電極及び前記受信電極は、
互いに左右対称に設けられており、前記発信電極は、各
前記第１発信電極指の幅及び隣接した前記第１発信電極
指の間隔と各前記第２発信電極指の幅及び隣接した前記
第２発信電極指の間隔とが第２発信取り出し電極に近づ
くに従ってそれぞれ小さく、前記受信電極は、各前記第
１受信電極指の幅及び隣接した前記第１受信電極指の間
隔と各前記第２受信電極指の幅及び隣接した前記第２受
信電極指の間隔とが第２受信取り出し電極に近づくに従
ってそれぞれ小さくなっており、前記発信電極及び前記
受信電極は、前記表面波が伝達する方向に対して傾斜し
ている。

【００２３】また、前記発信電極は、前記第１発信電極
指及び前記第２発信電極指がそれぞれ一対の第１発信電
極指部及び一対の第２発信電極指部からなり、前記受信
電極は、前記第１受信電極指及び前記第２受信電極指が
それぞれ一対の第１受信電極指部及び一対の第２受信電
極指部からなる。

【００２４】また、前記発信電極は、前記第１発信電極
指及び前記第２発信電極指が前記受信電極側に近づくに
従って前記第１発信電極指の幅及び間隔と前記第２発信
電極指の幅及び間隔とがそれぞれ小さくなっており、前
記受信電極は、前記第１受信電極指及び前記第２受信電
極指が前記発信電極側に近づくに従って前記第１受信電
極指の幅及び間隔と前記第２受信電極指の幅及び間隔と
がそれぞれ小さくなっている。

【００２５】また、前記発信電極は、前記第１発信取り
出し電極及び前記第２発信取り出し電極が弧状になって
おり、前記受信電極は、前記第１受信取り出し電極及び
前記第２受信取り出し電極が弧状になっている。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明するが、各実施の形態における同一あるいは相
当する部材又は部位には、従来例と同一符号を付してい
る。

【００２７】実施の形態１．図１は、この発明の実施の
形態１に係る弾性表面波素子の構成を示す模式図であ
る。図１において、弾性表面波素子１００は、圧電部材
２と、圧電部材２の表面に貼り付けられたすだれ状電極
体３とを備えている。

【００２８】すだれ状電極体３は、表面波を発生する発
信電極３ａ及びこの表面波を受信する受信電極３ｂを有
している。また、この発信電極３ａ及び受信電極３ｂが
左右対称になっている。

【００２９】発信電極３ａは、電気端子４に電気的に接
続された帯状の第１発信取り出し電極５と、この第１発
信取り出し電極５から間隔をおいて延出した複数の第１
発信電極指６と、第１発信取り出し電極５に対向して設
けられ、接地された帯状の第２発信取り出し電極７と、
第２発信取り出し電極７から第１発信取り出し電極５に
向けて延出し、各第１発信電極指６の間にそれぞれ配置
された第２発信電極指８とを有している。

【００３０】第１発信取り出し電極５及び第２発信取り
出し電極７は、互いに平行に配置されており、表面波が
伝達する方向に対して角度θだけ傾斜している。また、
第１発信電極指６及び第２発信電極指８は、それぞれそ
の幅及び間隔が第２発信取り出し電極７に近づくに従っ
て小さくなっている。即ち、第１発信電極指６の幅ｔ１
及び配置間隔ｓ１が第２発信取り出し電極７に近づくに
従って小さくなり、第２発信電極指８の幅ｔ２及び配置
間隔ｓ２が第２発信取り出し電極７に近づくに従って小
さくなっている。また、第１発信電極指６と隣り合った
第２発信電極指８は、第１発信電極指６と対向する部分
の幅ｔ２が第１発信電極指６の幅ｔ１と同一であり、こ
の第１発信電極指６及び第２発信電極指８の間の長さも
第１発信電極指６の幅ｔ１と同一になっている。

【００３１】第１発信取り出し電極５及び第２発信取り
出し電極７が角度θだけ傾斜していることにより、第１
発信電極指６あるいは第２発信電極指８である発信電極
指はｚ軸方向に対して傾斜している。例えば、受信電極
３ｂ側からｉ番目の発信電極指ｒ_iはｚ軸方向に対して
角度θｉだけ傾斜している。従って、ｚ軸方向に対して
時計回りを正の方向、逆回りを負の方向とすると、各発
信電極指ｒ_iの角度θｉの総和が負の方向になるように
各発信電極指ｒ_iは配置されている。

【００３２】受信電極３ｂは、第１発信取り出し電極
５、第１発信電極指６、第２発信取り出し電極７及び第
２発信電極指８とそれぞれ対応する第１受信取り出し電
極１０、第１受信電極指１１、第２受信取り出し電極１
２及び第２受信電極指１３とが左右対称になるように発
信電極３ａに対向して配置されている。

【００３３】また、発信電極指ｒ_i及び発信電指ｒ
_i+1は、発信交差部Ｑｉを構成しており、発信電極指ｒ_i
及び発信電指ｒ_i+1に対応する受信電極指、即ち発信電
極３ａ側からｉ番目の受信電極指ｒ’_i及び発信電極３
ａ側から（ｉ＋１）番目の受信電極指ｒ’_i+1は、受信
交差部Ｐｉを構成している。なお、他の構成は、従来例
と同様になっている。

【００３４】このような構成の弾性表面波素子１００
は、以下のように動作する。図２は、この発明の実施の
形態１に係る弾性表面波素子の動作を説明する模式図で
ある。図２に示すように、まず電気端子４に入力された
電気信号である入力電圧により第１発信電極指６及び第
２発信電極指８の間に電位差が生じ、圧電効果により圧
電部材２に振動が発生する。このとき、発生する振動の
波長は隣り合う第１発信電極指６及び第２発信電極指８
の各中心軸線間の長さの２倍の長さとなる。この振動が
表面波として圧電部材２の表面を伝達し、受信電極３ｂ
に到達する。

【００３５】例えば、発信交差部Ｑｉで発生した表面波
が受信電極３ｂに到達すると、発信交差部Ｑｉに対応す
る受信交差部Ｐｉで強く励振され、この励振で電気分極
が生じ、この信号が出力電圧として受信端子９から取り
出される。

【００３６】発信交差部Ｑｉで発生した表面波は、各発
信電極指ｒ_i、ｒ_i+1の幅及び配置間隔が第２発信取り出
し電極７に近づくに従って小さくなっていることから、
発信交差部Ｑｉのｚ軸方向の各位置によって波長が異な
る。即ち、第１取り出し電極５に近い発信交差部Ｑｉで
発生した表面波の波長及び周波数は第２発信取り出し電
極７に近い発信交差部Ｑｉで発生した表面波の波長より
長くなり、伝達速度が等しいことから、周波数は小さく
なる。

【００３７】また、第１取り出し電極５に近い発信交差
部Ｑｉで発生した表面波が受信交差部Ｐｉに到達するま
での距離を距離Ｌ１、第２発信取り出し電極７に近い発
信交差部Ｑｉで発生した表面波が受信交差部Ｐｉに達す
るまでの距離を距離Ｌ２とすると、発信電極指ｒ_i、ｒ
_i+1及び受信電極指ｒ’_i、ｒ’_i+1がｚ軸方向に対して
傾斜しているため、距離Ｌ１と距離Ｌ２とは一致しな
い。

【００３８】従って、発信交差部Ｑｉで発生した周波数
の異なる表面波が伝達する距離が異なり、発信交差部Ｑ
ｉから受信交差部Ｐｉに到達するまでの遅延時間τｉ
が、発信交差部Ｑｉの表面波が発生する位置によって異
なる。このことから、弾性表面波素子１００は、各表面
波の周波数によって遅延時間が異なる分散形遅延線とし
て動作し、広い周波数範囲でフィルタ通過帯域を得るこ
とができる。

【００３９】また、第１発信取り出し電極５、第２発信
取り出し電極７、第１受信取り出し電極１０及び第２受
信取り出し電極１２が表面波の伝達方向に対して角度θ
だけ傾斜しているので、文献「H.Yatsuda,Y.Takeuchi a
nd S.Yoshikawa,"New Designtechniques for SAW filte
rs using slanted-finger IDTs",in proc. IEEE 1990 U
ltrasonics Symp. Proc.,pp.61-66」に記載されている
反射波によるリップル低減の効果を更に高めることがで
きる。

【００４０】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２に係る弾性表面波素子の構成を示す模式図であ
る。図３に示すように、弾性表面は素子１０１における
第１発信電極指６は、一対の第１発信電極指部６ａ及び
６ｂから構成され、第２発信電極指８は、一対の第２発
信電極指部８ａ及び８ｂから構成されて、第１受信電極
指１１は、一対の第１受信電極指部１１ａ及び１１ｂか
ら構成され、第２受信電極指１３は、一対の第２受信電
極指部１３ａ及び１３ｂから構成されている。これら一
つの電極指部は互いに対向して設けられている。

【００４１】一対の第１発信電極指部６ａ、６ｂ及び第
２発信電極指部８ａ、８ｂは、それぞれその幅及び間隔
が第２発信取り出し電極７に近づくに従って小さくなっ
ている。また、第１発信電極指部６ａ及び６ｂは互いに
対向する部分の幅ｔが同一で、この部分でのこの第１発
信電極指部６ａ及び６ｂの間の長さｓも幅ｔに等しい。
第２発信電極指部８ａ及び８ｂも同様な構成となってお
り、第２発信電極指部８ａ及び８ｂは互いに対向する部
分の幅ｔ’が同一で、この部分でのこの第２発信電極指
部８ａ及び８ｂの間の長さｓ’も幅ｔ’に等しくなって
いる。また、隣り合う第１発信電極指６及び第２発信電
極指８の間の長さｓ”、即ち隣り合う第１発信電極指部
６ａの幅ｔの部分及び第２発信電極指部８ｂの幅ｔ’の
部分の間の長さｓ”も、第１発信電極指部６ａの幅ｔ及
び第２発信電極指部８ｂの幅ｔ’に等しい。即ち、隣り
合う幅ｔ、ｔ’及び長さｓ、ｓ’、ｓ”はすべて等しく
なっている。なお、一対の第１受信電極指部１１ａ及び
１１ｂ、一対の第２受信電極指部１３ａ及び１３ｂも同
様に構成されている。他の構成は実施の形態１と同様で
ある。

【００４２】このように構成すれば、実施の形態１と同
様の効果を奏するとともに反射波の位相が発信電極３ａ
から受信電極３ｂに向かう表面波の位相の比べて半波長
ずれるので、反射波による悪影響を低減できる。

【００４３】実施の形態３．図４は、この発明の実施の
形態３に係る弾性表面波素子の構成を示す模式図であ
る。図４において、それぞれの第１発信電極指６及び第
２発信電極指８の幅及び隣り合う第１発信電極指６及び
第２発信電極指８の間隔を異なるものとし、同様にそれ
ぞれの第１受信電極指１１及び第２受信電極指１３の幅
及び隣り合う第１受信電極指１１及び第２受信電極指１
３の間隔を異なるものとした弾性表面波素子１０２とし
ている。発信電極３ａ及び受信電極３ｂの互いに対向す
る側から各電極指の幅及び隣り合う電極指の間隔は徐々
に大きくなっている。即ち、第１発信電極指６及び第２
発信電極指８は受信電極３ｂ側でその幅及び隣り合う電
極指の間隔が最も小さく、離れるにつれてその幅及び間
隔が徐々に大きくなっており、同様に第１受信電極指１
１及び第２受信電極指１３は発信電極３ａ側でその幅及
び隣り合う電極指の間隔が最も小さく、離れるにつれて
その幅及び間隔が徐々に大きくなっている。他の構成は
実施の形態１と同様になっている。

【００４４】このような構成としたことにより、実施の
形態１と同様の効果を奏するとともに、発信交差部Ｑｉ
で発生した表面波の波長の２分の１の長さは他の交差部
の隣り合う電極指の中心軸間の長さに一致せず、発信交
差部Ｑｉに対応する受信交差部Ｐｉの隣り合う電極指の
中心軸間の長さにのみ一致する。このことから、発信交
差部Ｑｉで発生した表面波によりその対応する受信交差
部Ｐｉの電極指が強く励振され、電気信号に変換されて
取り出される。従って、すだれ状電極体３が左右対称と
なっているので、各発信交差部Ｑｉで発生した波長及び
周波数の異なる表面波をそれらに対応する各受信交差部
Ｐｉにおいて選択的に受信することができ、弾性表面波
素子１０２はより広い周波数範囲のフィルタ通過帯域を
得ることができる。

【００４５】また、図５は、図４における発信電極３ａ
での各電極指のｘ軸方向の配列間隔変化を概念的に説明
する概念図である。図４において、ｘ軸に対して角度θ
だけ傾斜させた方向、即ち第１発信取り出し電極５及び
第２発信取り出し電極７の軸線方向（以下、ｘ−θ方向
と呼ぶ）に沿ってみてみると、各電極指の配列間隔は受
信電極３ｂ側に近づくに従って小さくなっている。ま
た、ｘ−θ方向に垂直な方向（以下、ｚ−θ方向と呼
ぶ）に沿ってみてみると、各電極指の配列間隔は第２発
信取り出し電極７に近づくに従って小さくなっている。
ここで、図５において、各電極指配列の変化が小さくな
る向きにベクトルが向かっており、なめらかに変化して
いるほどベクトルの大きさが大きくなっている。各電極
指の幅は、製造上の制約から、最小幅の整数倍のもので
あるので、ｘ−θ方向のベクトルが小さくなる。ｘ−θ
方向のベクトル及びｚ−θ方向のベクトルを合成したｘ
方向のベクトルは、よりなめらかに各電極指の配列間隔
が変化することを示している。

【００４６】実施の形態４．図６は、この発明の実施の
形態４に係る弾性表面波素子の構成を示す模式図であ
る。図６において、弾性表面は素子１０３における第１
発信電極指６は、一対の第１発信電極指部６ａ及び６ｂ
から構成され、第２発信電極指８は、一対の第２発信電
極指部８ａ及び８ｂから構成されて、第１受信電極指１
１は、一対の第１受信電極指部１１ａ及び１１ｂから構
成され、第２受信電極指１３は、一対の第２受信電極指
部１３ａ及び１３ｂから構成されている。これら一つの
電極指部は互いに対向して設けられている。他の構成は
実施の形態３と同様である。

【００４７】このような構成としたことにより、弾性表
面波素子１０３は、実施の形態３と同様の効果を奏する
とともに、反射波と発信電極３ａから受信電極３ｂに向
かう表面波とが打ち消し合って反射波による悪影響を低
減することができる。

【００４８】実施の形態５．図７は、この発明の実施の
形態５に係る弾性表面波素子の構成を示す模式図であ
る。図７において、弾性表面波素子１０４における第１
発信取り出し電極５及び第２発信取り出し電極７は弧状
に形成されている。同様に第１受信取り出し電極１０及
び第２受信取り出し電極１２も弧状に形成されている。
他の構成は実施の形態１と同様である。

【００４９】このような構成としたことにより、弾性表
面波素子１０４は、実施の形態１と同様の効果を奏す
る。また、例えば、発信交差部Ｑｉで発生した表面波が
受信交差部Ｐｉに到達するまでに、第２発信取り出し電
極７及び第２受信取り出し電極１２を横切る。あるい
は、第１発信取り出し電極５及び第２発信取り出し電極
７、第１受信取り出し電極１０及び第２受信取り出し電
極１２が逆向きに傾斜しているときは第１発信取り出し
電極５及び第１受信取り出し電極１０を横切る。例えば
図８に示すように、長辺部が直線である従来の第２発信
取り出し電極７の場合では、表面波は第２発信取り出し
電極７に傾斜して入射することになる。表面波は、異な
る部材の境界で屈折するという性質から第２発信取り出
し電極７に入射するとき、あるいは第２発信取り出し電
極７から出射するときに屈折し、第２受信取り出し電極
１２でも同様な現象が起こる。屈折した表面波は、発信
交差部Ｑｉに対応する受信交差部Ｐｉに到達することが
できず、弾性表面波素子の性能を低下させる。しかし、
図９に示すように、例えば第２発信取り出し電極７の長
辺部を曲線にすると、ミクロ的には直線が階段状に形成
されていることになり、表面波が第２発信取り出し電極
７に入射、あるいは第２発信取り出し電極７から出射す
る角度を垂直に近づけることができる。第２受信取り出
し電極１２でも、あるいは第１発信取り出し電極５及び
第１受信取り出し電極１０においても同様な現象が起こ
る。従って、第２発信取り出し電極７及び第２受信取り
出し電極１２、あるいは第１発信取り出し電極５及び第
１受信取り出し電極１０に入射、あるいはこれらから出
射するときにも、発信交差部Ｑｉで発生した表面波は屈
折せず受信交差部Ｐｉに到達することができる。

【００５０】実施の形態６．図１０は、この発明の実施
の形態６に係る弾性表面波素子の構成を示す模式図であ
る。図１０において、弾性表面は素子１０５における第
１発信電極指６は、一対の第１発信電極指部６ａ及び６
ｂから構成され、第２発信電極指８は、一対の第２発信
電極指部８ａ及び８ｂから構成されて、第１受信電極指
１１は、一対の第１受信電極指部１１ａ及び１１ｂから
構成され、第２受信電極指１３は、一対の第２受信電極
指部１３ａ及び１３ｂから構成されている。これら一つ
の電極指部は互いに対向して設けられている。他の構成
は実施の形態３と同様である。

【００５１】このように構成すれば、実施の形態５と同
様の効果を奏するとともに反射波の位相が発信電極３ａ
から受信電極３ｂに向かう表面波の位相の比べて半波長
ずれるので、反射波による悪影響を低減できる。

【００５２】実施の形態７．図１１は、この発明の実施
の形態７に係る弾性表面波素子の構成を示す模式図であ
る。図１１において、それぞれの第１発信電極指６及び
第２発信電極指８の幅及び隣り合う第１発信電極指６及
び第２発信電極指８の間隔を異なるものとし、同様にそ
れぞれの第１受信電極指１１及び第２受信電極指１３の
幅及び隣り合う第１受信電極指１１及び第２受信電極指
１３の間隔を異なるものとした弾性表面波素子１０６と
している。発信電極３ａ及び受信電極３ｂの互いに対向
する側から各電極指の幅及び隣り合う電極指の間隔は徐
々に大きくなっている。即ち、第１発信電極指６及び第
２発信電極指８は受信電極３ｂ側でその幅及び隣り合う
電極指の間隔が最も小さく、離れるにつれてその幅及び
間隔が徐々に大きくなっており、同様に第１受信電極指
１１及び第２受信電極指１３は発信電極３ａ側でその幅
及び隣り合う電極指の間隔が最も小さく、離れるにつれ
てその幅及び間隔が徐々に大きくなっている。他の構成
は実施の形態５と同様になっている。

【００５３】このような構成としたことにより、実施の
形態５と同様の効果を奏するとともに、実施の形態３と
同様の効果も奏する。

【００５４】実施の形態８．図１２は、この発明の実施
の形態８に係る弾性表面波素子の構成を示す模式図であ
る。図１２において、弾性表面は素子１０７における第
１発信電極指６は、一対の第１発信電極指部６ａ及び６
ｂから構成されている。第２発信電極指８は、一対の第
２発信電極指部８ａ及び８ｂから構成されている。ま
た、第１受信電極指１１は、一対の第１受信電極指部１
１ａ及び１１ｂから構成されている。第２受信電極指１
３は、一対の第２受信電極指部１３ａ及び１３ｂから構
成されている。これら一つの電極指部は互いに対向して
設けられている。他の構成は実施の形態７と同様であ
る。

【００５５】このような構成としたことにより、実施の
形態７と同様の効果を奏するとともに、実施の形態６と
同様の効果も奏する。

【００５６】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、この発明
によれば、この発明に係る弾性表面波素子は、圧電部材
と、前記圧電部材に貼り付けられ、前記圧電部材に電気
信号を与えて歪みを発生させることにより前記圧電部材
の表面に表面波を発信させる発信電極及び前記表面波の
歪みによって前記圧電部材に発生した電圧を検出する受
信電極を有するすだれ状電極体とを備えた弾性表面波素
子であって、前記発信電極は、前記入力電圧が印加され
る帯状の第１発信取り出し電極と、前記第１発信取り出
し電極の長辺部から延出した複数の第１発信電極指と、
前記第１発信取り出し電極に対向して設けられた帯状の
第２発信取り出し電極と、前記第２発信取り出し電極の
長辺部から各前記第１発信電極指の間に１つずつ配置さ
れるように延出された第２発信電極指とを有し、前記受
信電極は、前記出力電圧を取り出す帯状の第１受信取り
出し電極と、前記第１受信取り出し電極の長辺部から延
出した複数の第１受信電極指と、前記第１受信取り出し
電極に対向して設けられた帯状の第２受信取り出し電極
と、前記第２受信取り出し電極の長辺部から各前記第１
受信電極指の間に１つずつ配置されるように延出された
第２受信電極指とを有し、前記発信電極及び前記受信電
極は、互いに左右対称に設けられており、前記発信電極
は、各前記第１発信電極指の幅及び隣接した前記第１発
信電極指の間隔と各前記第２発信電極指の幅及び隣接し
た前記第２発信電極指の間隔とが第２発信取り出し電極
に近づくに従ってそれぞれ小さく、前記受信電極は、各
前記第１受信電極指の幅及び隣接した前記第１受信電極
指の間隔と各前記第２受信電極指の幅及び隣接した前記
第２受信電極指の間隔とが第２受信取り出し電極に近づ
くに従ってそれぞれ小さくなっており、前記発信電極及
び前記受信電極は、前記表面波が伝達する方向に対して
傾斜しているので、前記表面波が前記第１発信電極指、
前記第２発信電極指、前記第１受信電極指及び前記第２
受信電極指で反射する数が減少し、この反射波によって
生じるリップル等の悪影響を低減し、かつ、前記第１発
信電極指及び前記第２発信電極指の部分によって発生す
る前記表面波の波長が異なり、広い周波数範囲の前記表
面波を発信及び受信できる。

【００５７】また、前記発信電極は、前記第１発信電極
指及び前記第２発信電極指がそれぞれ一対の第１発信電
極指部及び一対の第２発信電極指部からなり、前記受信
電極は、前記第１受信電極指及び前記第２受信電極指が
それぞれ一対の第１受信電極指部及び一対の第２受信電
極指部からなるので、前記表面波が前記第１受信電極指
部及び前記第２受信電極指部で反射することにより生じ
る反射波の位相を前記表面波の位相に対して半波長ずら
し、前記反射波及び前記表面波が打ち消し合って前記反
射波によるリップル等の悪影響を低減できる。

【００５８】また、前記発信電極は、前記第１発信電極
指及び前記第２発信電極指が前記受信電極側に近づくに
従って前記第１発信電極指の幅及び間隔と前記第２発信
電極指の幅及び間隔とがそれぞれ小さくなっており、前
記受信電極は、前記第１受信電極指及び前記第２受信電
極指が前記発信電極側に近づくに従って前記第１受信電
極指の幅及び間隔と前記第２受信電極指の幅及び間隔と
がそれぞれ小さくなっているので、それぞれの前記第１
発信電極指及び前記第２発信電極指によって発生する前
記表面波の波長が異なり、それぞれの前記第１受信電極
指及び前記第２受信電極指が異なる波長の前記表面波を
受信することができ、広い周波数範囲の前記表面波を発
信及び受信することができる。

【００５９】また、前記発信電極は、前記第１発信取り
出し電極及び前記第２発信取り出し電極が弧状になって
おり、前記受信電極は、前記第１受信取り出し電極及び
前記第２受信取り出し電極が弧状になっているので、前
記表面波が前記第１発信取り出し電極、前記第２発信取
り出し電極、前記第１受信取り出し電極及び前記第２受
信取り出し電極に傾斜して入射、あるいはこれら取り出
し電極から傾斜して出射しても屈折をが起こりにくく、
前記表面波は所定の前記第１受信電極指及び前記第２受
信電極指に到達することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る弾性表面波素
子の構成を示す模式図である。

【図２】 この発明の実施の形態１に係る弾性表面波素
子の動作を説明する模式図である。

【図３】 この発明の実施の形態２に係る弾性表面波素
子の構成を示す模式図である。

【図４】 この発明の実施の形態３に係る弾性表面波素
子の構成を示す模式図である。

【図５】 図４における発信電極での各電極指のｘ軸方
向の配列間隔変化を概念的に説明する概念図である。

【図６】 この発明の実施の形態４に係る弾性表面波素
子の構成を示す模式図である。

【図７】 この発明の実施の形態５に係る弾性表面波素
子の構成を示す模式図である。

【図８】 第２発信取り出し電極の長辺部が直線である
ときに、第２発信取り出し電極及び圧電部材の境界で表
面波が伝達する方向を示す概念図である。

【図９】 第２発信取り出し電極の長辺部が曲線である
ときに、第２発信取り出し電極及び圧電部材の境界で表
面波が伝達する方向を示す概念図である。

【図１０】 この発明の実施の形態６に係る弾性表面波
素子の構成を示す模式図である。

【図１１】 この発明の実施の形態７に係る弾性表面波
素子の構成を示す模式図である。

【図１２】 この発明の実施の形態８に係る弾性表面波
素子の構成を示す模式図である。

【図１３】 従来の弾性表面波素子の構成を示す模式図
である。

【図１４】 従来の弾性表面波素子の動作を説明するた
めの発信電極の構成を示す模式図である。

【図１５】 第２の従来の弾性表面波素子の発信電極の
構成を示す模式図である。

【図１６】 第３の従来の弾性表面波素子の構成を示す
模式図である。

【図１７】 距離Ｘｉと受信交差部Ｐｉの中心周波数ｆ
ｉとの関係を示すグラフである。

【図１８】 第４の従来の弾性表面波素子の構成を示す
模式図である。

【符号の説明】

１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１
０６，１０７ 弾性表面波素子、２ 圧電部材、３ す
だれ状電極体３ａ 発信電極、３ｂ 受信電極、５ 第
１発信取り出し電極、６ 第１発信電極指、６ａ，６ｂ
第１発信電極指部、７ 第２発信取り出し電極、８
第２発信電極指、８ａ，８ｂ 第２発信電極指部、１０
第１受信取り出し電極、１１ 第１受信電極指、１１
ａ，１１ｂ 第１受信電極指部、１２ 第２受信取り出
し電極、１３ 第２受信電極指、１３ａ，１３ｂ 第２
受信電極指部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永塚 勉 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5J097 AA15 AA19 BB11 DD04 DD05 DD07 DD23

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電部材と、前記圧電部材に貼り付けら
   れ、前記圧電部材に入力電圧で歪みを発生させることに
   より前記圧電部材の表面に表面波を発信させる発信電極
   及び前記発信電極から伝達された表面波で生じた歪みに
   よって前記圧電部材に発生した出力電圧を検出する受信
   電極を有するすだれ状電極体とを備えた弾性表面波素子
   であって、 前記発信電極は、前記入力電圧が印加される帯状の第１
   発信取り出し電極と、前記第１発信取り出し電極の長辺
   部から延出した複数の第１発信電極指と、前記第１発信
   取り出し電極に対向して設けられた帯状の第２発信取り
   出し電極と、前記第２発信取り出し電極の長辺部から各
   前記第１発信電極指の間に１つずつ配置されるように延
   出された第２発信電極指とを有し、 前記受信電極は、前記出力電圧を取り出す帯状の第１受
   信取り出し電極と、前記第１受信取り出し電極の長辺部
   から延出した複数の第１受信電極指と、前記第１受信取
   り出し電極に対向して設けられた帯状の第２受信取り出
   し電極と、前記第２受信取り出し電極の長辺部から各前
   記第１受信電極指の間に１つずつ配置されるように延出
   された第２受信電極指とを有し、 前記発信電極及び前記受信電極は、互いに左右対称に設
   けられており、 前記発信電極は、各前記第１発信電極指の幅及び隣接し
   た前記第１発信電極指の間隔と各前記第２発信電極指の
   幅及び隣接した前記第２発信電極指の間隔とが第２発信
   取り出し電極に近づくに従ってそれぞれ小さく、 前記受信電極は、各前記第１受信電極指の幅及び隣接し
   た前記第１受信電極指の間隔と各前記第２受信電極指の
   幅及び隣接した前記第２受信電極指の間隔とが第２受信
   取り出し電極に近づくに従ってそれぞれ小さくなってお
   り、 前記発信電極及び前記受信電極は、前記表面波が伝達す
   る方向に対して傾斜していることを特徴とする弾性表面
   波素子。
2. 【請求項２】 前記発信電極は、前記第１発信電極指及
   び前記第２発信電極指がそれぞれ一対の第１発信電極指
   部及び一対の第２発信電極指部からなり、 前記受信電極は、前記第１受信電極指及び前記第２受信
   電極指がそれぞれ一対の第１受信電極指部及び一対の第
   ２受信電極指部からなることを特徴とする請求項１に記
   載の弾性表面波素子。
3. 【請求項３】 前記発信電極は、前記第１発信電極指及
   び前記第２発信電極指が前記受信電極側に近づくに従っ
   て前記第１発信電極指の幅及び間隔と前記第２発信電極
   指の幅及び間隔とがそれぞれ小さくなっており、 前記受信電極は、前記第１受信電極指及び前記第２受信
   電極指が前記発信電極側に近づくに従って前記第１受信
   電極指の幅及び間隔と前記第２受信電極指の幅及び間隔
   とがそれぞれ小さくなっていることを特徴とする請求項
   １又は請求項２に記載の弾性表面波素子。
4. 【請求項４】 前記発信電極は、前記第１発信取り出し
   電極及び前記第２発信取り出し電極が弧状になってお
   り、 前記受信電極は、前記第１受信取り出し電極及び前記第
   ２受信取り出し電極が弧状になっていることを特徴とす
   る請求項１乃至請求項３の何れかに記載の弾性表面波素
   子。