JP4176450B2 - 微小機械振動フィルタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線装置などに搭載される電気回路や伝送線におけるフィルタに関し、特に高密度に集積化され、ＭＨｚ〜ＧＨｚの帯域の信号を処理する回路内において、微小機械振動を利用することで小型で急峻な選択特性を有する微小機械振動フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は従来の機械振動フィルタの構成を簡略化して示したものである（例えば、非特許文献１参照）。このフィルタは、シリコン基板上に薄膜形成を行うことで形成され、入出力線路１０４および出力線路１０５と、それぞれの線路に対して１ミクロン以下の空隙をもって配置された両端固定梁型共振器１０１および１０２と、その２つの梁を結合する結合梁１０３とで構成されている。入力線路１０４から入力した信号は、共振器１０１と容量的に結合し、共振器１０１に静電力を発生させる。信号の周波数が、共振器１０１および１０２と結合梁１０３とからなる弾性構造体の共振周波数近傍に一致したときのみ機械振動が励起されるので、この機械振動をさらに出力線路１０５と共振器１０２との間の静電容量の変化として検出することで、フィルタリングされた入力信号を出力信号として取り出すことができる。
【０００３】
矩形断面の両持ち梁の場合、弾性率Ｅ、密度ρ、厚みｔ、長さＬとすると、共振周波数ｆは、次式のようになる。
【数１】
材料をポリシリコンとするとＥ＝１６０ＧＰａ、ρ＝２．２×１０3ｋｇ／ｍ3、また寸法をＬ＝４０μｍ、ｔ＝１．５μｍとするとｆ＝８．２ＭＨｚとなり、約８ＭＨｚ帯のフィルタを構成することが可能である。コンデンサやコイルなどの受動回路で構成したフィルタに比べて、機械振動を用いることでＱ値の高い急峻な周波数選択特性を得ることができる。
【０００４】
さらに高周波帯のフィルタを構成するには、（数１）から明らかなことは、第１に材料を変更してＥ／ρを大きくすることである。ただし、Ｅを大きくすると梁を撓ませる力が同じであっても梁の変位量は小さくなってしまい、梁の変位量を検知することが難しくなる。梁の曲がりやすさをあらわす指標を、両持ち梁の梁表面に静荷重を加えたときの梁中心部のたわみ量ｄと梁の長さＬの比ｄ／Ｌとすると、ｄ／Ｌは、次の比例関係で表される。
【数２】
従ってｄ／Ｌの値を保ちながら共振周波数を上げるには、少なくともＥは大きくできず、密度ρの低い材料を求める必要があるが、ポリシリコンと同等のヤング率で密度が低い材料としてはＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）等の複合材料を用いる必要がある。この場合、半導体プロセスで微小機械振動フィルタを構成することは難しくなる。
【０００５】
このような複合材料を用いない第２の方法は、（数１）において梁の寸法を変更してｔ・Ｌ-2を大きくすることである。しかし、ｔを大きくすることとＬを小さくすることは撓みやすさの指標である（数２）のｄ／Ｌを小さくしてしまい、梁のたわみを検出することが難しくなる。
【０００６】
（数１）および（数２）についてlogＬとlogｔの関係を図１２に示すと、現寸法Ａを起点に傾き２の直線より上の範囲のＬとｔを選ぶとｆは大きくなり、傾き１の直線より下の範囲のＬとｔを選ぶとｄ／Ｌは大きくなる。従って、図中のハッチング部分が、梁のたわみ量も確保しつつ共振周波数を上げることができるＬとｔの範囲である。また、図１２より明らかなことは、機械振動フィルタの高周波化には、Ｌおよびｔ双方の寸法の微小化が必要条件であり、Ｌおよびｔを同じスケーリングで小型化すること、すなわち傾き１の直線に乗りながらＬとｔを小さくすることは、図１２のハッチング部分の十分条件である。
【０００７】
【非特許文献１】
IEEE Journal of Solid-state Circuits, Vol.35, No.4, pp.512-526, April 2000
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、機械振動子の寸法を小型化した微小機械振動子を用いることで、共振周波数は高周波化されるが、例えば図１１の機械振動フィルタの構成では、必然的に入出力線路同士がより近接しあうことになり、出力線路には入力線路の電磁界の直接結合により不要な帯域の信号が洩れてノイズとして重畳する問題が生じる。また、梁の振動振幅も小さくなるので振動を検出する信号も微弱なものとなり、外乱を受けやすくなる。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、小型で高品質の微小機械振動フィルタを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、機械振動子を微小化して共振周波数の高周波化を図り、かつ微小化された微小機械振動子をアレイ状に複数個並べることにより、微小機械振動の検出信号の微弱化を防ぐこととした。また、フィルタリングされずに検出回路に直接漏れる入力信号成分を推測し、その成分をキャンセルすることで、微小機械振動子の振動に伴う出力信号成分のみを抽出することとした。これらにより小型で高品質の微小機械振動フィルタの提供を可能にした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の微小機械振動フィルタは、電磁波導波路上の電磁界中にアレイ状に配置された梁状またはコイル状の複数の微小機械振動子と、前記複数の微小機械振動子が電磁界との相互作用を受けて固有の共振周波数で振動する際の信号を検出する検出回路とを備えたものであり、機械振動子を微小化して共振周波数の高周波化を図り、かつ微小化された微小機械振動子をアレイ状に複数個並べることにより、微小機械振動の検出信号の微弱化を防ぐことができる。
【００１２】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子が導電体梁で、電磁波の電界との相互作用により振動することを特徴とするものであり、微小機械振動子として導体梁を使用することができる。
【００１３】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子が誘電体梁で、電磁波の電界との相互作用により振動することを特徴とするものであり、微小機械振動子として誘電体梁を使用することができる。
【００１４】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子が磁性体梁で、電磁波の磁界との相互作用により振動することを特徴とするものであり、微小機械振動子として磁性体梁を使用することができる。
【００１５】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子が導電体コイルで、前記導電体コイルの発生する磁界同士の相互作用で振動することを特徴とするものであり、振動子として導電体コイルを使用することができる。
【００１６】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記導電体コイルを直列に接続してその接続部で前記導電体コイル内部の磁束が漏れるように配置することを特徴とするものであり、電磁波により導電体コイルに電流が流れたときに導電体コイルを振動させることができる。
【００１７】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記導電体コイルの振動に伴うインピーダンス変化を検出することを特徴とするものであり、導電体コイルの振動をインピーダンス変化として検出することができる。
【００１８】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子が導電体で、前記検出回路が前記微小機械振動子と対向する電極であり、前記微小機械振動子の振動を、前記微小機械振動子と前記電極間の静電容量の変化でとらえることを特徴とするものであり、微小機械振動子の振動を静電容量の変化として検出することができる。
【００１９】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記電極の表面に穴が設けられ、前記微小機械振動子の一部が、前記穴の中に配置され、かつ前記穴の中心位置から偏心した位置に配置されていることを特徴とするものであり、偏心により最も近接した電極と微小機械振動子間の静電力により、微小機械振動子を励振することができる。
【００２０】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記検出回路が光学的に前記微小機械振動子の振動を検出することを特徴とするものであり、微小機械振動子の振動を受光量の変化として検出することができる。
【００２１】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記検出回路を複数個有し、前記複数個の検出回路の出力信号を加算することを特徴とするものであり、出力信号の強度を上げることができる。
【００２２】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記検出回路が、振動可能な微小機械振動子の信号を取り出す第１の手段と、振動を拘束された微小機械振動子の信号を取り出す第２の手段と、前記第１の手段の出力信号と前記第２の手段の出力信号との差分を取る第３の手段とを備えたことを特徴とする。この構成により、フィルタリングされずに検出回路に直接漏れる入力信号成分を推測し、その成分をキャンセルすることで、微小機械振動子の振動に伴う出力信号成分のみを抽出することができる。
【００２３】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、共振周波数の異なる複数個の前記微小機械振動子を有し、前記検出回路の出力信号を選択することを特徴とするものであり、検出回路の出力信号を選択することで電磁波の周波数選択を行うことができる。
【００２４】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子の寸法が異なることでその共振周波数が異なることを特徴とするものであり、共振周波数の異なる微小機械振動子を容易に得ることができる。
【００２５】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子の弾性率が異なることでその共振周波数が異なることを特徴とするものであり、共振周波数の異なる微小機械振動子を容易に得ることができる。
【００２６】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子の応力が異なることでその共振周波数が異なることを特徴とするものであり、共振周波数の異なる微小機械振動子を容易に得ることができる。
【００２７】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記導波路を伝わる信号に直流バイアス電圧を加えることにより、微小機械振動子に一定の応力を発生させることを特徴とするものであり、応力の異なる微小機械振動子を容易に得ることができる。
【００２８】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子が直径１ミクロン〜数十ミクロンのカーボンコイルであり、既存技術を応用して微小機械振動子を作製することができる。
【００２９】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子が直径１ｎｍ〜数十ｎｍの極細シリコンワイヤであり、既存技術を応用して微小機械振動子を作製することができる。
【００３０】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子の材料が直径１ｎｍ〜数十ｎｍのカーボンナノチューブであり、既存技術を応用して微小機械振動子を作製することができる。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１０を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に関わる微小機械振動フィルタの概要図である。導波路はマイクロストリップ線路型であり、ストリップ導体１および接地導体２が誘電体基板３を介して設けられ、ストリップ導体１上の一部にフィルタ部４が構成され、ストリップ導体１と接地導体２との間に信号源ｅが接続される。
【００３２】
図２はフィルタ部４の断面側面図である。ストリップ導体１上に複数個の導体からなる微小な円柱型片持ち状の微小円柱梁５がアレイ状に林立している。また図３の部分拡大断面側面図および図４の部分拡大上面図に示すように、微小円柱梁５の先端周囲には空隙ｇ1、ｇ2を介して検出電極６が設けられている。本実施の形態１では、検出電極６は、貫通穴８で微小円柱梁５を囲っている平板であり、すべての微小円柱梁５の振動を共通して電気信号に変換して、検出回路７の比較器７ａにより検出信号を取り出すものである。
【００３３】
図３および図４に示したように、貫通穴８の中心と微小円柱梁５の中心をずらす（ｇ1＜ｇ2）ことにより、検出電極６と微小円柱梁５の間に電位差が生じると、静電力により両者のギャップが小さい方、すなわちギャップｇ1を縮める方向に微細円柱梁５が撓む。従って、導波路の電位の周波数信号成分のうち、微細円柱梁５固有の共振周波数近傍の成分が、微小円柱梁５と検出電極６の距離変化に伴う両者間の静電容量の変化として電流信号に変換され、図２の検出回路７を介して出力される。個々の微小円柱梁５の振動に伴う検出信号は小さいが、検出電極６により個々の信号の総和をとることで、出力信号レベルの低下を抑えることができる。
【００３４】
微小円柱梁５をアレイ化して極微細な振動梁を構成することは、酸化シリコン薄膜のＲＩＥ加工や、Ｘ線ディープリソグラフィ技術とメッキ技術を複合したＬＩＧＡプロセスなどの方法で可能である。図５は図３の構造を構成する方法の一例を示している。図５（ａ）において、金属微小円柱梁５は、ＬＩＧＡプロセスを用いてストリップ導体１上に形成されたものである。微小円柱梁５およびＬＩＧＡプロセスで用いたレジスト２１の高さは、表面研磨により同一に揃えられている。次にレジスト２１のアッシングにより、同図（ｂ）のようにレジスト２１の高さのみを低くする。次に同図（ｃ）に示すようにスパッタリングによりＳｉＯ2などの犠牲層２２となる膜を積層する。このとき照射を矢印で示すように斜め上方から行うことで、微小円柱梁５の円周に形成される犠牲層に膜厚分布を生じさせる。次に同図（ｄ）のようにＬＰＣＶＤ（減圧化学的気相成長）プロセスにより多結晶シリコンなどの導電体膜２３を堆積し、同図（ｅ）のように表面研磨を行って高さをそろえる。最後にレジスト２１をアッシングで除去し、犠牲層２２のＳｉＯ2をフッ酸により除去することで、同図（ｆ）のように微小円柱梁５の先端周囲に貫通穴８を介して検出電極６が配置された図３の構造を形成することができる。特に、図５（ｃ）において犠牲層２２に膜厚分布を持たせることで、図３、図４のように、検出電極６の貫通穴８に対して、微小円柱梁５は偏心した位置に配置され、偏心により最も近接した検出電極６と微小円柱梁５間の静電力により、微小円柱梁５を励振することができる。
【００３５】
直径ｄ、長さＬの片持ち微小円柱梁の共振周波数は（数３）であらわされる。Ｅ＝７０ＧＰa、ρ＝２．２×１０3ｋｇ／ｍ3の酸化シリコンを用いて、アスペクト比Ｌ／ｄ＝１０の微小円柱梁を構成すると、直径ｄ＝９．９ｎｍでｆ＝８００ＭＨｚ、直径ｄ＝５．３ｎｍでｆ＝１．５ＧＨｚとなる。このようなナノメートルサイズの微小円柱梁を用いることで、携帯電話に用いられる数ＧＨｚ帯近辺の帯域に対応するフィルタを構成することができる。ナノメートルサイズの振動梁として、H.Kohno, S.TakedaらがJournal of Electron Microscopy 49(2000), pp.275-280で紹介しているような直径１ｎｍ〜数十ｎｍの極細シリコンワイヤを利用し、高周波化することができる。
【数３】
【００３６】
また、振動梁を円柱梁ではなく円筒梁とすると、円筒の外径をＤ2、内径をＤ1としたときの共振周波数は（数４）で表され、また、先端集中荷重による梁のたわみｄと梁の長さＬの比は（数５）で表されるため、円筒の薄肉化、すなわちＤ1をＤ2に近づけることは、曲がりやすさの指標（数５）も保ちながら高周波化が可能であることを示している。従って、カーボンファイバのような軽い材料の微小化の究極として直径１ｎｍ〜数十ｎｍのカーボンナノチューブを用いることで、さらなる高周波化を図ることができる。
【数４】
【数５】
【００３７】
このように、本実施の形態１によれば、振動子である複数の微小円柱梁５をアレイ状に配列して、共振周波数の高周波化を図るとともに、各微小円柱梁５の周囲に共通の検出電極６を配置して、検出電極６により個々の信号の総和をとることで、検出信号の微弱化を防ぐことができ、小型で高品質の微小機械振動フィルタを提供することができる。
【００３８】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２に関わり、全体の構成は図１に示した実施の形態１と同じであるが、本実施の形態２では、微小円柱梁５が対向する一対の微小円柱５ａ、５ｂが並列にアレイ状に配列されており、一方の微小円柱梁５ａは、それぞれ共通の検出電極６ａとコンデンサを形成し、他方の微小円柱梁５ｂの先端は、固定材９を介してそれぞれ共通の検出電極６ｂに固定されている。図７はその上面図であり、微小円柱梁５ａ、５ｂは、それぞれ検出電極６ａ、６ｂにギャップｇをもって対向しており、各検出電極６ａ、６ｂは、間隔Ａをもって対向している。検出電極６ａは、検出回路７の第１比較器７ｂに接続され、検出電極６ｂは、検出回路７の第２比較器７ｃに接続されている。
【００３９】
ストリップ導体１に流れる信号源ｅからの信号により微小円柱梁５ａが振動し、振動に伴う電流ｉａが検出電極６ａから流れるが、これにはストリップ導体１から微小円柱梁５ａの振動を介さずに直接検出電極６ａに電磁的に結合して流れる不要成分が重畳されている。固定材９の比誘電率を周囲の空気と同等のものとすることにより、検出電極６ｂにも同等の不要成分のみが重畳するため、検出回路７において、検出電極６ａからの信号を第１比較器７ｂで取り出し、検出電極６ｂからの信号を第２比較器７ｃで取り出し、比較器７ｂの出力から比較器７ｃの出力を加算器７ｄで減算することで、微細円柱梁５ａの振動に伴う信号成分のみを検出信号として取り出すことができる。
【００４０】
このように、本実施の形態２によれば、アレイ状に配列された微小円柱梁５の対向する一方の微小円柱梁５ｂの振動を拘束し、振動可能な他方の微小円柱梁５ａの検出信号から拘束された微小円柱梁５ｂの検出信号を減算することで、電磁波が直接検出回路に結合して励起する不要な信号成分を抑制し、微小円柱梁５の振動に起因する信号成分のみを検出信号として取り出すことができるので、小型で高品質の機械振動フィルタを提供することができる。なお、本実施の形態２における図６の構造を実現する方法も、実施の形態１の図５に示した構成方法を利用することができる。本実施の形態２で用いた固定材９は、図５（ｆ）の状態の表面にシリコン窒化膜などをパターニングして形成することができる。
【００４１】
（実施の形態３）
図８および図９は本発明の実施の形態３に関わる微小機械振動フィルタの上面図および側面図である。マイクロストリップ線路型のストリップ導体１上の一部が、微小機械振動子となる複数のコイルスプリング１０のアレイ状の並列接続に置き換えられている。ただし、図８に示すように、コイルスプリング１０の両端は、伝送路方向とは角度θをつけて取り付けられており、コイルスプリング１０は、その中心部でわずかに折り曲げられて開口部１１が形成されているため、コイルスプリング１０に電流が流れると、内部の磁束は開口部１１から漏れた状態になる。ただしコイルスプリング１０内部の磁気エネルギを最大にするような力がコイルスプリングに働くため、コイルスプリング１０は、開口部１１を閉じてまっすぐになろうとする。この力の作用により、コイルスプリング１０は固有の共振周波数で振動する。この機械振動はコイルスプリングの自己インダクタンスの変化として、コイルスプリング１０両端のストリップ導体１に接続された検出回路７Ａにより検出され、検出信号はフィルタリングされた出力信号となる。
【００４２】
なお、このコイルスプリング１０は、S.Motojimaらが“Three-dimensional vapor growth mechanism of carbon microcoils”,J.Mater.Res.,Vol4,No.11,pp.4329-4336(1999)で報告している化学気相析出法によって精製された直径１ミクロン〜数十ミクロンの微細なカーボンコイルを利用して共振周波数を上げることが可能である。
【００４３】
（実施の形態４）
図１０は本発明の実施の形態４に関わる微小機械振動フィルタの断面側面図である。コプレーナ線路型のストリップ導体１および接地導体２が誘電体基板３上に並行に設けられ、ストリップ導体１と接地導体２を覆うように誘電体被膜１２が誘電体基板３上に設けられている。さらに誘電体被膜１２上には、誘電体材料からなり、長さ方向に分極された微小円柱梁５がアレイ状に林立している。検出回路は、レーザ光源１３と受光素子１４により構成されている。
【００４４】
ストリップ導体１に信号が流れると、電界Ｅの分布は図に示す方向をとり、電界Ｅの多くは微小円柱梁５と斜交する。このとき分極されている微小円柱梁５は、その方向を電界Ｅの方向に揃えるような力が働くため、微小円柱梁５には自己の共振周波数で振動する。最も微小円柱梁５の触れ角の大きなスポットにレーザ光源１３によりレーザ光を照射し、一次回折光を受光素子１４で検出すると、微小円柱梁５の触れにより回折光の結びつく場所が変化するため、微小円柱梁５の振動を受光量の変化で検出することができる。
【００４５】
このように、本実施の形態４によれば、微小円柱梁５の検出に光を用いることで、検出回路が入力電磁波からの電磁的な干渉を直接受けないような構成をとることができ、小型で高性能な微小機械振動を提供することができる。
【００４６】
なお、微小梁として長さ方向に磁化された磁性体を用い、磁界との相互作用により微小梁を振動させる構成によっても同様な効果を得ることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、機械振動子を微小化することでＭＨｚ〜ＧＨｚの帯域に対応する、小型で急峻な特性を有するフィルタを構成することができるとともに、機械振動子をアレイ状に並べることで、フィルタ出力信号強度の低下を抑えることができる。また、一部の微小機械振動子の振動を拘束することで入力信号が電磁的に直接出力信号に干渉することで発生するノイズ成分を観測することが可能であり、その成分を除去することができるため、小型で高品質の機械振動フィルタを提供することができる。また、微小機械振動子を導電体コイルで構成し、導電体コイルの発生する磁界同士の相互作用で振動させることにより、導電体コイルの振動をインピーダンス変化として検出することができる。また、微小機械振動子の検出に光を用いることで、検出回路が入力電磁波からの電磁的な干渉を直接受けないような構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における微小機械振動フィルタの概略斜視図
【図２】本発明の実施の形態１におけるフィルタ部の断面側面図
【図３】本発明の実施の形態１におけるフィルタ部の拡大部分断面図
【図４】本発明の実施の形態１におけるフィルタ部の拡大部分上面図
【図５】本発明の実施の形態１におけるフィルタ部の構成方法を示す図
【図６】本発明の実施の形態２における微小機械振動フィルタのフィルタ部の断面部分側面図
【図７】本発明の実施の形態２におけるフィルタ部の部分上面図
【図８】本発明の実施の形態３における微小機械振動フィルタのフィルタ部の部分上面図
【図９】本発明の実施の形態３におけるフィルタ部の部分側面図
【図１０】本発明の実施の形態４における微小機械振動フィルタのフィルタ部の部分断面側面図
【図１１】従来の機械振動フィルタの概略斜視図
【図１２】機械振動フィルタの寸法と高周波化の関係を示す特性図
【符号の説明】
１ ストリップ導体
２ 接地導体
３ 誘電体基板
４ フィルタ部
５ 微小円柱梁
６ 検出電極
７ 検出回路
８ 貫通穴
９ 固定
１０ コイルスプリング
１１ 開口部
１２ 誘電体被膜
１３ レーザ光源
１４ 受光素子
２１ レジスト
２２ 犠牲層
２３ 導電体膜
１０１、１０２ 共振器
１０３ 結合梁
１０４ 入力線路
１０５ 出力線路
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線装置などに搭載される電気回路や伝送線におけるフィルタに関し、特に高密度に集積化され、ＭＨｚ〜ＧＨｚの帯域の信号を処理する回路内において、微小機械振動を利用することで小型で急峻な選択特性を有する微小機械振動フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は従来の機械振動フィルタの構成を簡略化して示したものである（例えば、非特許文献１参照）。このフィルタは、シリコン基板上に薄膜形成を行うことで形成され、入出力線路１０４および出力線路１０５と、それぞれの線路に対して１ミクロン以下の空隙をもって配置された両端固定梁型共振器１０１および１０２と、その２つの梁を結合する結合梁１０３とで構成されている。入力線路１０４から入力した信号は、共振器１０１と容量的に結合し、共振器１０１に静電力を発生させる。信号の周波数が、共振器１０１および１０２と結合梁１０３とからなる弾性構造体の共振周波数近傍に一致したときのみ機械振動が励起されるので、この機械振動をさらに出力線路１０５と共振器１０２との間の静電容量の変化として検出することで、フィルタリングされた入力信号を出力信号として取り出すことができる。
【０００３】
矩形断面の両持ち梁の場合、弾性率Ｅ、密度ρ、厚みｔ、長さＬとすると、共振周波数ｆは、次式のようになる。
【数１】
【０００４】
さらに高周波帯のフィルタを構成するには、（数１）から明らかなことは、第１に材料を変更してＥ／ρを大きくすることである。ただし、Ｅを大きくすると梁を撓ませる力が同じであっても梁の変位量は小さくなってしまい、梁の変位量を検知することが難しくなる。梁の曲がりやすさをあらわす指標を、両持ち梁の梁表面に静荷重を加えたときの梁中心部のたわみ量ｄと梁の長さＬの比ｄ／Ｌとすると、ｄ／Ｌは、次の比例関係で表される。
【数２】
【０００５】
このような複合材料を用いない第２の方法は、（数１）において梁の寸法を変更してｔ・Ｌ-2を大きくすることである。しかし、ｔを大きくすることとＬを小さくすることは撓みやすさの指標である（数２）のｄ／Ｌを小さくしてしまい、梁のたわみを検出することが難しくなる。
【０００６】
（数１）および（数２）についてlogＬとlogｔの関係を図１２に示すと、現寸法Ａを起点に傾き２の直線より上の範囲のＬとｔを選ぶとｆは大きくなり、傾き１の直線より下の範囲のＬとｔを選ぶとｄ／Ｌは大きくなる。従って、図中のハッチング部分が、梁のたわみ量も確保しつつ共振周波数を上げることができるＬとｔの範囲である。また、図１２より明らかなことは、機械振動フィルタの高周波化には、Ｌおよびｔ双方の寸法の微小化が必要条件であり、Ｌおよびｔを同じスケーリングで小型化すること、すなわち傾き１の直線に乗りながらＬとｔを小さくすることは、図１２のハッチング部分の十分条件である。
【０００７】
【非特許文献１】
IEEE Journal of Solid-state Circuits, Vol.35, No.4, pp.512-526, April 2000
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、機械振動子の寸法を小型化した微小機械振動子を用いることで、共振周波数は高周波化されるが、例えば図１１の機械振動フィルタの構成では、必然的に入出力線路同士がより近接しあうことになり、出力線路には入力線路の電磁界の直接結合により不要な帯域の信号が洩れてノイズとして重畳する問題が生じる。また、梁の振動振幅も小さくなるので振動を検出する信号も微弱なものとなり、外乱を受けやすくなる。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、小型で高品質の微小機械振動フィルタを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、機械振動子を微小化して共振周波数の高周波化を図り、かつ微小化された微小機械振動子をアレイ状に複数個並べることにより、微小機械振動の検出信号の微弱化を防ぐこととした。また、フィルタリングされずに検出回路に直接漏れる入力信号成分を推測し、その成分をキャンセルすることで、微小機械振動子の振動に伴う出力信号成分のみを抽出することとした。これらにより小型で高品質の微小機械振動フィルタの提供を可能にした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の微小機械振動フィルタは、電磁波導波路上の電磁界中にアレイ状に配置された梁状またはコイル状の複数の微小機械振動子と、前記複数の微小機械振動子が電磁界との相互作用を受けて固有の共振周波数で振動する際の信号を検出する検出回路とを備えたものであり、機械振動子を微小化して共振周波数の高周波化を図り、かつ微小化された微小機械振動子をアレイ状に複数個並べることにより、微小機械振動の検出信号の微弱化を防ぐことができる。
【００１２】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子が導電体梁で、電磁波の電界との相互作用により振動することを特徴とするものであり、微小機械振動子として導体梁を使用することができる。
【００１３】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子が誘電体梁で、電磁波の電界との相互作用により振動することを特徴とするものであり、微小機械振動子として誘電体梁を使用することができる。
【００１４】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子が磁性体梁で、電磁波の磁界との相互作用により振動することを特徴とするものであり、微小機械振動子として磁性体梁を使用することができる。
【００１５】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子が導電体コイルで、前記導電体コイルの発生する磁界同士の相互作用で振動することを特徴とするものであり、振動子として導電体コイルを使用することができる。
【００１６】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記導電体コイルを直列に接続してその接続部で前記導電体コイル内部の磁束が漏れるように配置することを特徴とするものであり、電磁波により導電体コイルに電流が流れたときに導電体コイルを振動させることができる。
【００１７】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記導電体コイルの振動に伴うインピーダンス変化を検出することを特徴とするものであり、導電体コイルの振動をインピーダンス変化として検出することができる。
【００１８】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子が導電体で、前記検出回路が前記微小機械振動子と対向する電極であり、前記微小機械振動子の振動を、前記微小機械振動子と前記電極間の静電容量の変化でとらえることを特徴とするものであり、微小機械振動子の振動を静電容量の変化として検出することができる。
【００１９】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記電極の表面に穴が設けられ、前記微小機械振動子の一部が、前記穴の中に配置され、かつ前記穴の中心位置から偏心した位置に配置されていることを特徴とするものであり、偏心により最も近接した電極と微小機械振動子間の静電力により、微小機械振動子を励振することができる。
【００２０】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記検出回路が光学的に前記微小機械振動子の振動を検出することを特徴とするものであり、微小機械振動子の振動を受光量の変化として検出することができる。
【００２１】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記検出回路を複数個有し、前記複数個の検出回路の出力信号を加算することを特徴とするものであり、出力信号の強度を上げることができる。
【００２２】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記検出回路が、振動可能な微小機械振動子の信号を取り出す第１の手段と、振動を拘束された微小機械振動子の信号を取り出す第２の手段と、前記第１の手段の出力信号と前記第２の手段の出力信号との差分を取る第３の手段とを備えたことを特徴とする。この構成により、フィルタリングされずに検出回路に直接漏れる入力信号成分を推測し、その成分をキャンセルすることで、微小機械振動子の振動に伴う出力信号成分のみを抽出することができる。
【００２３】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、共振周波数の異なる複数個の前記微小機械振動子を有し、前記検出回路の出力信号を選択することを特徴とするものであり、検出回路の出力信号を選択することで電磁波の周波数選択を行うことができる。
【００２４】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子の寸法が異なることでその共振周波数が異なることを特徴とするものであり、共振周波数の異なる微小機械振動子を容易に得ることができる。
【００２５】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子の弾性率が異なることでその共振周波数が異なることを特徴とするものであり、共振周波数の異なる微小機械振動子を容易に得ることができる。
【００２６】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子の応力が異なることでその共振周波数が異なることを特徴とするものであり、共振周波数の異なる微小機械振動子を容易に得ることができる。
【００２７】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記導波路を伝わる信号に直流バイアス電圧を加えることにより、微小機械振動子に一定の応力を発生させることを特徴とするものであり、応力の異なる微小機械振動子を容易に得ることができる。
【００２８】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子が直径１ミクロン〜数十ミクロンのカーボンコイルであり、既存技術を応用して微小機械振動子を作製することができる。
【００２９】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子が直径１ｎｍ〜数十ｎｍの極細シリコンワイヤであり、既存技術を応用して微小機械振動子を作製することができる。
【００３０】
また、本発明の微小機械振動フィルタは、前記微小機械振動子の材料が直径１ｎｍ〜数十ｎｍのカーボンナノチューブであり、既存技術を応用して微小機械振動子を作製することができる。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１０を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に関わる微小機械振動フィルタの概要図である。導波路はマイクロストリップ線路型であり、ストリップ導体１および接地導体２が誘電体基板３を介して設けられ、ストリップ導体１上の一部にフィルタ部４が構成され、ストリップ導体１と接地導体２との間に信号源ｅが接続される。
【００３２】
図２はフィルタ部４の断面側面図である。ストリップ導体１上に複数個の導体からなる微小な円柱型片持ち状の微小円柱梁５がアレイ状に林立している。また図３の部分拡大断面側面図および図４の部分拡大上面図に示すように、微小円柱梁５の先端周囲には空隙ｇ1、ｇ2を介して検出電極６が設けられている。本実施の形態１では、検出電極６は、貫通穴８で微小円柱梁５を囲っている平板であり、すべての微小円柱梁５の振動を共通して電気信号に変換して、検出回路７の比較器７ａにより検出信号を取り出すものである。
【００３３】
図３および図４に示したように、貫通穴８の中心と微小円柱梁５の中心をずらす（ｇ1＜ｇ2）ことにより、検出電極６と微小円柱梁５の間に電位差が生じると、静電力により両者のギャップが小さい方、すなわちギャップｇ1を縮める方向に微細円柱梁５が撓む。従って、導波路の電位の周波数信号成分のうち、微細円柱梁５固有の共振周波数近傍の成分が、微小円柱梁５と検出電極６の距離変化に伴う両者間の静電容量の変化として電流信号に変換され、図２の検出回路７を介して出力される。個々の微小円柱梁５の振動に伴う検出信号は小さいが、検出電極６により個々の信号の総和をとることで、出力信号レベルの低下を抑えることができる。
【００３４】
微小円柱梁５をアレイ化して極微細な振動梁を構成することは、酸化シリコン薄膜のＲＩＥ加工や、Ｘ線ディープリソグラフィ技術とメッキ技術を複合したＬＩＧＡプロセスなどの方法で可能である。図５は図３の構造を構成する方法の一例を示している。図５（ａ）において、金属微小円柱梁５は、ＬＩＧＡプロセスを用いてストリップ導体１上に形成されたものである。微小円柱梁５およびＬＩＧＡプロセスで用いたレジスト２１の高さは、表面研磨により同一に揃えられている。次にレジスト２１のアッシングにより、同図（ｂ）のようにレジスト２１の高さのみを低くする。次に同図（ｃ）に示すようにスパッタリングによりＳｉＯ2などの犠牲層２２となる膜を積層する。このとき照射を矢印で示すように斜め上方から行うことで、微小円柱梁５の円周に形成される犠牲層に膜厚分布を生じさせる。次に同図（ｄ）のようにＬＰＣＶＤ（減圧化学的気相成長）プロセスにより多結晶シリコンなどの導電体膜２３を堆積し、同図（ｅ）のように表面研磨を行って高さをそろえる。最後にレジスト２１をアッシングで除去し、犠牲層２２のＳｉＯ2をフッ酸により除去することで、同図（ｆ）のように微小円柱梁５の先端周囲に貫通穴８を介して検出電極６が配置された図３の構造を形成することができる。特に、図５（ｃ）において犠牲層２２に膜厚分布を持たせることで、図３、図４のように、検出電極６の貫通穴８に対して、微小円柱梁５は偏心した位置に配置され、偏心により最も近接した検出電極６と微小円柱梁５間の静電力により、微小円柱梁５を励振することができる。
【００３５】
直径ｄ、長さＬの片持ち微小円柱梁の共振周波数は（数３）であらわされる。Ｅ＝７０ＧＰa、ρ＝２．２×１０3ｋｇ／ｍ3の酸化シリコンを用いて、アスペクト比Ｌ／ｄ＝１０の微小円柱梁を構成すると、直径ｄ＝９．９ｎｍでｆ＝８００ＭＨｚ、直径ｄ＝５．３ｎｍでｆ＝１．５ＧＨｚとなる。このようなナノメートルサイズの微小円柱梁を用いることで、携帯電話に用いられる数ＧＨｚ帯近辺の帯域に対応するフィルタを構成することができる。ナノメートルサイズの振動梁として、H.Kohno, S.TakedaらがJournal of Electron Microscopy 49(2000), pp.275-280で紹介しているような直径１ｎｍ〜数十ｎｍの極細シリコンワイヤを利用し、高周波化することができる。
【数３】
また、振動梁を円柱梁ではなく円筒梁とすると、円筒の外径をＤ2、内径をＤ1としたときの共振周波数は（数４）で表され、また、先端集中荷重による梁のたわみｄと梁の長さＬの比は（数５）で表されるため、円筒の薄肉化、すなわちＤ1をＤ2に近づけることは、曲がりやすさの指標（数５）も保ちながら高周波化が可能であることを示している。従って、カーボンファイバのような軽い材料の微小化の究極として直径１ｎｍ〜数十ｎｍのカーボンナノチューブを用いることで、さらなる高周波化を図ることができる。
【数４】
このように、本実施の形態１によれば、振動子である複数の微小円柱梁５をアレイ状に配列して、共振周波数の高周波化を図るとともに、各微小円柱梁５の周囲に共通の検出電極６を配置して、検出電極６により個々の信号の総和をとることで、検出信号の微弱化を防ぐことができ、小型で高品質の微小機械振動フィルタを提供することができる。
【００３８】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２に関わり、全体の構成は図１に示した実施の形態１と同じであるが、本実施の形態２では、微小円柱梁５が対向する一対の微小円柱５ａ、５ｂが並列にアレイ状に配列されており、一方の微小円柱梁５ａは、それぞれ共通の検出電極６ａとコンデンサを形成し、他方の微小円柱梁５ｂの先端は、固定材９を介してそれぞれ共通の検出電極６ｂに固定されている。図７はその上面図であり、微小円柱梁５ａ、５ｂは、それぞれ検出電極６ａ、６ｂにギャップｇをもって対向しており、各検出電極６ａ、６ｂは、間隔Ａをもって対向している。検出電極６ａは、検出回路７の第１比較器７ｂに接続され、検出電極６ｂは、検出回路７の第２比較器７ｃに接続されている。
【００３９】
ストリップ導体１に流れる信号源ｅからの信号により微小円柱梁５ａが振動し、振動に伴う電流ｉａが検出電極６ａから流れるが、これにはストリップ導体１から微小円柱梁５ａの振動を介さずに直接検出電極６ａに電磁的に結合して流れる不要成分が重畳されている。固定材９の比誘電率を周囲の空気と同等のものとすることにより、検出電極６ｂにも同等の不要成分のみが重畳するため、検出回路７において、検出電極６ａからの信号を第１比較器７ｂで取り出し、検出電極６ｂからの信号を第２比較器７ｃで取り出し、比較器７ｂの出力から比較器７ｃの出力を加算器７ｄで減算することで、微細円柱梁５ａの振動に伴う信号成分のみを検出信号として取り出すことができる。
【００４０】
このように、本実施の形態２によれば、アレイ状に配列された微小円柱梁５の対向する一方の微小円柱梁５ｂの振動を拘束し、振動可能な他方の微小円柱梁５ａの検出信号から拘束された微小円柱梁５ｂの検出信号を減算することで、電磁波が直接検出回路に結合して励起する不要な信号成分を抑制し、微小円柱梁５の振動に起因する信号成分のみを検出信号として取り出すことができるので、小型で高品質の機械振動フィルタを提供することができる。なお、本実施の形態２における図６の構造を実現する方法も、実施の形態１の図５に示した構成方法を利用することができる。本実施の形態２で用いた固定材９は、図５（ｆ）の状態の表面にシリコン窒化膜などをパターニングして形成することができる。
【００４１】
（実施の形態３）
図８および図９は本発明の実施の形態３に関わる微小機械振動フィルタの上面図および側面図である。マイクロストリップ線路型のストリップ導体１上の一部が、微小機械振動子となる複数のコイルスプリング１０のアレイ状の並列接続に置き換えられている。ただし、図８に示すように、コイルスプリング１０の両端は、伝送路方向とは角度θをつけて取り付けられており、コイルスプリング１０は、その中心部でわずかに折り曲げられて開口部１１が形成されているため、コイルスプリング１０に電流が流れると、内部の磁束は開口部１１から漏れた状態になる。ただしコイルスプリング１０内部の磁気エネルギを最大にするような力がコイルスプリングに働くため、コイルスプリング１０は、開口部１１を閉じてまっすぐになろうとする。この力の作用により、コイルスプリング１０は固有の共振周波数で振動する。この機械振動はコイルスプリングの自己インダクタンスの変化として、コイルスプリング１０両端のストリップ導体１に接続された検出回路７Ａにより検出され、検出信号はフィルタリングされた出力信号となる。
【００４２】
なお、このコイルスプリング１０は、S.Motojimaらが“Three-dimensional vapor growth mechanism of carbon microcoils”,J.Mater.Res.,Vol4,No.11,pp.4329-4336(1999)で報告している化学気相析出法によって精製された直径１ミクロン〜数十ミクロンの微細なカーボンコイルを利用して共振周波数を上げることが可能である。
【００４３】
（実施の形態４）
図１０は本発明の実施の形態４に関わる微小機械振動フィルタの断面側面図である。コプレーナ線路型のストリップ導体１および接地導体２が誘電体基板３上に並行に設けられ、ストリップ導体１と接地導体２を覆うように誘電体被膜１２が誘電体基板３上に設けられている。さらに誘電体被膜１２上には、誘電体材料からなり、長さ方向に分極された微小円柱梁５がアレイ状に林立している。検出回路は、レーザ光源１３と受光素子１４により構成されている。
【００４４】
ストリップ導体１に信号が流れると、電界Ｅの分布は図に示す方向をとり、電界Ｅの多くは微小円柱梁５と斜交する。このとき分極されている微小円柱梁５は、その方向を電界Ｅの方向に揃えるような力が働くため、微小円柱梁５には自己の共振周波数で振動する。最も微小円柱梁５の触れ角の大きなスポットにレーザ光源１３によりレーザ光を照射し、一次回折光を受光素子１４で検出すると、微小円柱梁５の触れにより回折光の結びつく場所が変化するため、微小円柱梁５の振動を受光量の変化で検出することができる。
【００４５】
このように、本実施の形態４によれば、微小円柱梁５の検出に光を用いることで、検出回路が入力電磁波からの電磁的な干渉を直接受けないような構成をとることができ、小型で高性能な微小機械振動を提供することができる。
【００４６】
なお、微小梁として長さ方向に磁化された磁性体を用い、磁界との相互作用により微小梁を振動させる構成によっても同様な効果を得ることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、機械振動子を微小化することでＭＨｚ〜ＧＨｚの帯域に対応する、小型で急峻な特性を有するフィルタを構成することができるとともに、機械振動子をアレイ状に並べることで、フィルタ出力信号強度の低下を抑えることができる。また、一部の微小機械振動子の振動を拘束することで入力信号が電磁的に直接出力信号に干渉することで発生するノイズ成分を観測することが可能であり、その成分を除去することができるため、小型で高品質の機械振動フィルタを提供することができる。また、微小機械振動子を導電体コイルで構成し、導電体コイルの発生する磁界同士の相互作用で振動させることにより、導電体コイルの振動をインピーダンス変化として検出することができる。また、微小機械振動子の検出に光を用いることで、検出回路が入力電磁波からの電磁的な干渉を直接受けないような構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における微小機械振動フィルタの概略斜視図
【図２】本発明の実施の形態１におけるフィルタ部の断面側面図
【図３】本発明の実施の形態１におけるフィルタ部の拡大部分断面図
【図４】本発明の実施の形態１におけるフィルタ部の拡大部分上面図
【図５】本発明の実施の形態１におけるフィルタ部の構成方法を示す図
【図６】本発明の実施の形態２における微小機械振動フィルタのフィルタ部の断面部分側面図
【図７】本発明の実施の形態２におけるフィルタ部の部分上面図
【図８】本発明の実施の形態３における微小機械振動フィルタのフィルタ部の部分上面図
【図９】本発明の実施の形態３におけるフィルタ部の部分側面図
【図１０】本発明の実施の形態４における微小機械振動フィルタのフィルタ部の部分断面側面図
【図１１】従来の機械振動フィルタの概略斜視図
【図１２】機械振動フィルタの寸法と高周波化の関係を示す特性図
【符号の説明】
１ ストリップ導体
２ 接地導体
３ 誘電体基板
４ フィルタ部
５ 微小円柱梁
６ 検出電極
７ 検出回路
８ 貫通穴
９ 固定
１０ コイルスプリング
１１ 開口部
１２ 誘電体被膜
１３ レーザ光源
１４ 受光素子
２１ レジスト
２２ 犠牲層
２３ 導電体膜
１０１、１０２ 共振器
１０３ 結合梁
１０４ 入力線路
１０５ 出力線路
Claims (20)
- 電磁波導波路上の電磁界中にアレイ状に配置された梁状またはコイル状の複数の微小機械振動子と、前記複数の微小機械振動子が電磁界との相互作用を受けて固有の共振周波数で振動する際の信号を検出する検出回路とを備えた微小機械振動フィルタ。
- 前記微小機械振動子が導電体梁で、電磁波の電界との相互作用により振動することを特徴とする請求項１記載の微小機械振動フィルタ。
- 前記微小機械振動子が誘電体梁で、電磁波の電界との相互作用により振動することを特徴とする請求項１記載の微小機械振動フィルタ。
- 前記微小機械振動子が磁性体梁で、電磁波の磁界との相互作用により振動することを特徴とする請求項１記載の微小機械振動フィルタ。
- 前記微小機械振動子が導電体コイルで、前記導電体コイルの発生する磁界同士の相互作用で振動することを特徴とする請求項１記載の微小機械振動フィルタ。
- 前記導電体コイルを直列に接続してその接続部で前記導電体コイル内部の磁束が漏れるように配置することを特徴とする請求項５記載の微小機械振動フィルタ。
- 前記導電体コイルの振動に伴うインピーダンス変化を検出することを特徴とする請求項６記載の微小機械振動フィルタ。
- 前記微小機械振動子が導電体で、前記検出回路が前記微小機械振動子と対向する電極であり、前記微小機械振動子の振動を、前記微小機械振動子と前記電極間の静電容量の変化でとらえることを特徴とする請求項１記載の微小機械振動フィルタ。
- 前記電極の表面に穴が設けられ、前記微小機械振動子の一部が、前記穴の中に配置され、かつ前記穴の中心位置から偏心した位置に配置されていることを特徴とする請求項８記載の微小機械振動フィルタ。
- 前記検出回路が光学的に前記微小機械振動子の振動を検出することを特徴とする請求項１記載の微小機械振動フィルタ。
- 前記検出回路を複数個有し、前記複数個の検出回路の出力信号を加算することを特徴とする請求項１記載の微小機械振動フィルタ。
- 前記検出回路が、振動可能な微小機械振動子の信号を取り出す第１の手段と、振動を拘束された微小機械振動子の信号を取り出す第２の手段と、前記第１の手段の出力信号と前記第２の手段の出力信号との差分を取る第３の手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の微小機械振動フィルタ。
- 共振周波数の異なる複数個の前記微小機械振動子を有し、前記検出回路の出力信号を選択することで電磁波の周波数選択を行うことを特徴とする請求項１記載の微小機械振動フィルタ。
- 前記微小機械振動子の寸法が異なることでその共振周波数が異なることを特徴とする請求項１３記載の微小機械振動フィルタ。
- 前記微小機械振動子の弾性率が異なることでその共振周波数が異なることを特徴とする請求項１３記載の微小機械振動フィルタ。
- 前記微小機械振動子の応力が異なることでその共振周波数が異なることを特徴とする請求項１３記載の微小機械振動フィルタ。
- 前記導波路を伝わる信号に直流バイアス電圧を加えることにより、微小機械振動子に一定の応力を発生させることを特徴とする請求項１６記載の微小機械振動フィルタ。
- 前記微小機械振動子が直径１ミクロン〜数十ミクロンのカーボンコイルである請求項１記載の微小機械振動フィルタ。
- 前記微小機械振動子が直径１ｎｍ〜数十ｎｍの極細シリコンワイヤである請求項１記載の微小機械振動フィルタ。
- 前記微小機械振動子の材料が直径１ｎｍ〜数十ｎｍのカーボンナノチューブである請求項１記載の微小機械振動フィルタ。
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