WO2005029701A1

WO2005029701A1 - 弾性表面波素子及び弾性表面波素子を用いた環境差異検出装置

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Publication number: WO2005029701A1
Application number: PCT/JP2004/013755
Authority: WO
Inventors: Noritaka Nakaso; Kazushi Yamanaka
Original assignee: Toppan Printing Co., Ltd.
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2004-09-21
Publication date: 2005-03-31
Also published as: US7362034B2; US20070247021A1; US20070247022A1; US20060214537A1; US7368847B2; EP1667324A1; US7247969B2; US7368848B2; US20070241639A1; EP1667324A4; US20070241638A1; US7423360B2; US20070247020A1; EP2482452B1; EP2482452A1; EP1667324B1; US7408285B2

Abstract

大量生産に適し常に安定して良好な弾性表面波伝搬性能を発揮する弾性表面波素子及び上記素子を用いた環境差異検出装置を提供する。上記素子は：弾性表面波が伝搬可能な曲面が連続した少なくとも円環状の曲面の一部を含む表面を有する３次元基体（１２）と；上記表面に弾性表面波を励起し上記表面に沿い弾性表面波を伝搬させるとともに伝搬する弾性表面波を受信可能な電気音響変換素子（１４）と；を備え、上記基体がLi２B４O７結晶，Bi１２SiO２０結晶，LiNbO３結晶，LiTaO３結晶，又は水晶であり、上記基体の表面において上記素子は、これら結晶の結晶面と上記表面との交線に沿い弾性表面波を伝搬させ、上記交線は上記表面の最大外周線（１２ｂ）である、ことを特徴とする。環境差異検出装置は、弾性表面波素子の複数の伝搬表面帯の電気音響変換素子の弾性表面波受信信号を比較して、夫々が接する空間部分の環境の差異を検出する。

Description

明細書

弾性表面波素子及び弾性表面波素子を用いた環境差異検出装置技術分野

[0001] 本発明は、弾性表面波素子及び弾性表面波素子を用いた環境差異検出装置に関係している。

背景技術

[0002] 弾性表面波（SAW : Surface Acoustic Wave)が励起可能であり励起された弾性表面波を伝搬させることが可能な表面を有する基体と、前記基体の表面に前記弾性表面波を励起し前記表面に沿い前記弾性表面波を伝搬させるとともに前記伝搬する前記弾性表面波を受信可能な電気音響変換素子と、を備えた弾性表面波素子は従来から良く知られている。

[0003] 弾性表面波素子は、遅延線，発振素子，共振素子，周波数選択素子，例えば化学センサやバイオセンサや圧力センサを含む種々のセンサ，或いはリモートタグ等として使用されている。

[0004] 国際公開 W〇 01/45255 号公報は、球形状の弾性表面波素子を開示している。この球形状の弾性表面波素子の基体は、弾性表面波が励起可能であり励起された弾性表面波を伝搬させることが可能な球形状の表面を有してレ、る。前記球形状の弾性表面波素子の電気音響変換素子は、基体の球形状の表面において円環状に連続している所定の幅を有した帯域に配置されていて、前記表面に励起した弾性表面波を前記帯域が連続している方向に沿い伝搬させ繰り返し周回させるよう構成されている。

[0005] 球形状の弾性表面波素子では、基体の表面の円環状に連続している弾性表面波伝搬帯域に電気音響変換素子により励起された弾性表面波を、弾性表面波伝搬帯域内で実質的に減衰することなく上記表面を繰り返し周回させることが出来る。発明の開示

[0006] 弾性表面波素子の基体は、その表面に沿い弾性表面波を伝搬させるために、基体の全体が、弾性表面波が励起されることが可能であると共に励起された弾性表面波を伝搬可能な材料で作られているか、或いは、その表面に弾性表面波励起伝搬可能材料により形成された薄膜を付着させることにより作られている。

[0007] 前記薄膜との組み合わせにより形成する前記基体は、現時点では製造コストが高く大量生産に不向きであることが分かっている。弾性表面波励起伝搬可能材料のみにより形成された前記基体では、前記基体の表面にぉレ、て前記弾性表面波を伝搬させようとする方向によって前記弾性表面波を伝搬或いは周回させることが出来ない等の弾性表面波を伝搬する性能に差異が生じることが分かっている。また前記表面において、前記弾性表面波を相互に異なった複数の方向に伝搬させる、或いは周回させる、ことが困難である。

[0008] この発明は、上記事情の下で為され、この発明の目的は、大量生産に適していて常に安定して良好な弾性表面波伝搬性能を発揮することが可能な弾性表面波素子、及びこのような弾性表面波素子を用いた環境差異検出装置を提供することである。

[0009] 上記目的を達成する為に、この発明に従った弾性表面波素子は：

弾性表面波が伝搬可能な曲面が連続した少なくとも円環状の曲面の一部を含む表面を有する 3次元基体と；

前記表面に前記弾性表面波を励起し前記表面に沿い前記弾性表面波を伝搬させるとともに前記表面を伝搬する前記弾性表面波を受信可能な電気音響変換素子と；を備えていて、

前記 3次元基体が Bi SiO 結晶であり、

12 20

前記 3次元基体の前記表面において前記電気音響変換素子は、 Bi SiO 結晶の

12 20 結晶面（111)と前記表面との交線に沿い、前記励起した弾性表面波を伝搬させており、前記交線は前記表面の最大外周線になっている、

ことを特徴としている。

[0010] 上記目的を達成する為に、この発明に従った別の弾性表面波素子はまた：

前記 3次元基体が Li B O結晶であり、

2 4 7

前記 3次元基体の前記表面において前記電気音響変換素子は、 Li B O結晶の

2 4 7

C結晶軸と直交する方向を法線とする結晶面と前記表面との交線に沿い、前記励起した弾性表面波を伝搬させており、前記交線は前記表面の最大外周線になってレ、ることを特徴としている。

[0011] 上記目的を達成する為に、この発明に従ったさらに別の弾性表面波素子はまた：弾性表面波が伝搬可能な曲面が連続した少なくとも円環状の曲面の一部を含む表面を有する 3次元基体と；

前記 3次元基体が Li B〇結晶であり、

2 4 7

C結晶軸から任意の方向に 30° と 40° との間で傾斜した方向を法線とする結晶面と前記表面との交線に沿い、前記励起した弾性表面波を伝搬させており、前記交線は前記表面の最大外周線になっている、

ことを特徴としている。

[0012] 上記目的を達成する為に、この発明に従った弾性表面波素子は：

前記表面に前記弾性表面波を励起し前記表面に沿い前記弾性表面波を伝搬させるとともに前記表面に伝搬する前記弾性表面波を受信可能な電気音響変換素子と；を備えていて、

前記 3次元基体が LiNbO結晶であり、

3

前記 3次元基体の前記表面において前記電気音響変換素子は、 LiNbO結晶の

3 結晶軸である +Y軸を X軸を回転中心に + Z方向に 20° だけ回転させることにより規定された結晶軸を法線とする結晶面と前記表面との交線及び LiNbO結晶の結晶軸

3

である + Y軸を X軸を回転中心に一 Z方向に 26° だけ回転させることにより規定された結晶軸を法線とする結晶面と前記表面との交線の少なくともいずれか一方の交線に沿い、前記励起した弾性表面波を伝搬させており、前記少なくともいずれか一方の交線は前記表面の最大外周線になってレ、る、

ことを特徴としている。

[0013] 上記目的を達成する為に、この発明に従った別の弾性表面波素子はまた：

前記 3次元基体が LiTaO結晶であり、

3

前記 3次元基体の前記表面において前記電気音響変換素子は、 LiTaO結晶の

3 結晶軸である +Y軸を X軸を回転中心に一 Z方向に 45° だけ回転させることにより規定された結晶軸を法線とする結晶面と前記表面との交線に沿レ、、前記励起した弾性表面波を伝搬させており、前記交線は前記表面の最大外周線になっている、ことを特徴としている。

[0014] 上記目的を達成する為に、この発明に従ったさらに別の弾性表面波素子はまた：弾性表面波が伝搬可能な曲面が連続した少なくとも円環状の曲面の一部を含む表面を有する 3次元基体と；

前記 3次元基体が水晶であり、

前記 3次元基体の前記表面において前記電気音響変換素子は、水晶の結晶軸である Y軸を法線とする結晶面と前記表面との交線に沿い、前記励起した弾性表面波を伝搬させており、前記交線は前記表面の最大外周線になっている、ことを特徴としている。

[0015] 上記目的を達成する為に、この発明に従った環境差異検出装置は、この発明の上述した弾性表面波素子の表面において複数の交線に沿い複数の電気音響変換素子に弾性表面波を励起させ伝搬させるとともに伝搬する前記弾性表面波を受信させて受信信号を出力させ、複数の電気音響変換素子から出力される受信信号を比較し、前記表面において複数の弾性表面波が伝搬する複数の部分が接する空間の複数の部分の環境の差異を検出する、ことを特徴としている。

[0016] なおこの発明では、擬似弾性表面波や前記 3次元基体を形成している結晶材料の表面の直下に電気音響変換素子により励起され伝搬される例えば回廊波も弾性表面波と称して記述している。さらに、例えば弾性境界波のように表面上に異なる物質が接している 3次元基体の前記表面に沿い伝搬する、通常は弾性表面波と称さないような弾性波であっても、ここでは弾性表面波と称して記述してレヽる。

[0017] また、 3次元基体の表面において弾性表面波が伝搬する部分に何等かの膜を形成したり、或いは前記表面に電気音響変換素子を何等かの膜を介して形成しても、そのような膜が弾性表面波の所望の伝搬を実質的に阻害しなければそのような膜の存在を許容する。

[0018] さらに、本願の特許請求の範囲や明細書や図面において 3次元基体の LiNbOや

3

LiTaOや水晶の結晶軸を、 +や一の符号や X， Υ, Z軸を使用して表現した力この

3

ような表現は圧電性結晶の結晶軸について従来良く知られている表現方法である。

[0019] この発明に従った前述の弾性表面波素子、及びこの発明に従った前述の弾性表面波素子を使用したこの発明に従った環境差異検出装置においては、弾性表面波を伝搬させる表面を有している 3次元基体を、 Bi SiO 結晶，又は Li B O結晶に

12 20 2 4 7 より形成し、しかも夫々の結晶の前記表面において夫々の結晶の特定の結晶面と前記表面との交線に沿い電気音響変換素子により前記表面に励起された弾性表面波を伝搬させるようにし、前記交線を前記表面の最大外周線にしていることにより、弾性表面波素子を容易に安価に大量生産することができ、し力常に安定して良好な弾性表面波伝搬性能を発揮させることが可能になっている。

[0020] この発明に従った前述の弾性表面波素子、及びこの発明に従った前述の弾性表面波素子を使用したこの発明に従った環境差異検出装置においては、弾性表面波を伝搬させる表面を有している 3次元基体を、 LiNbO結晶， LiTaO結晶，又は水

3 3

晶により形成し、しかも夫々の結晶の前記表面において夫々の結晶の特定の結晶面と前記表面との交線に沿い電気音響変換素子により前記表面に励起された弾性表面波を伝搬させるようにし、前記交線を前記表面の最大外周線にしていることにより、弾性表面波素子を容易に安価に大量生産することができ、しかも常に安定して良好な弾性表面波伝搬性能を発揮させることが可能になっている。

[0021] また、 LiNbO結晶及び LiTaO結晶の夫々により形成された 3次元基体に対し、

3 3

焦電性による生産プロセス中や使用中における雑音発生を抑制する為に、表面処理を施して伝導率を制御することが出来る。そして、この発明に従った前述の弾性表面波素子、及びこの発明に従った前述の弾性表面波素子を使用したこの発明に従つた環境差異検出装置においては、例えば上述したような表面処理を施したブラック二ォブ酸リチウム及びブラックタンタル酸リチウムのように種々の物性を制御する為の種々の処理が施され組成比率が変更された LiNbO結晶及び LiTaO結晶の夫々を

3 3

除外しない。

[0022] さらに、例えば結晶育成段階から LiNbO結晶及び LiTaO結晶の夫々にマグネシ

3 3

ゥムを添加したりするように、同様にして上述した Bi SiO 結晶， Li B O結晶， LiN

12 20 2 4 7

bO結晶，そして LiTaO結晶の夫々に対し、これらの圧電特性を失わせず、しかもこ

3 3

れらの結晶系が変化しない範囲で、これらの組成比を変化させたり、他の元素を加えても、本発明はこのような結晶を除外しない。

[0023] なお、 3次元基体の表面に弾性表面波を励起しまた受信する為の本発明で記載する「送受信部分」は、「送信部分」と「受信部分」とに機能を分離した 2つの相互に独立した部分として構成することも出来る。このように「送信部分」と「受信部分」とを相互に独立した部分として構成するとこれらの為の駆動回路及び検出回路の設計が容易になる力弾性表面波が上記表面を周回する場合には、 1回の周回の度に相互に独立した「送信部分」と「受信部分」を弾性表面波が通過するので弾性表面波の伝搬効率が「送信部分」と「受信部分」とを相互に独立した部分として構成しなレ、場合に比べ幾分低下するが実用上は問題がない。図面の簡単な説明

[図 1]図 1は、この発明の第 1の実施の形態に従った弾性表面波素子の概略図である園 2]図 2は、この発明の第 1の実施の形態に従った弾性表面波素子の 3次元基体の全体を Li B O結晶により形成した場合に 3次元基体の外表面に弾性表面波を伝搬

2 4 7

させる伝搬表面帯の基準となる最大外周線を Li B O結晶の一群の結晶面の 1つに

2 4 7

沿レ、規定する様子及び電気音響変換素子を配置するのに好ましレ、帯域を概略的に示す斜視図である。

園 3]図 3は、この発明の第 1の実施の形態に従った弾性表面波素子の 3次元基体の全体を Li B O結晶により形成した場合に 3次元基体の外表面に弾性表面波を伝搬

2 4 7

させる伝搬表面帯の基準となる最大外周線を Li B O結晶の別の群の結晶面の 1つ

2 4 7

に沿い規定する様子を概略的に示す斜視図である。

[図 4]図 4は、この発明の第 1の実施の形態に従った弾性表面波素子の 3次元基体の伝搬表面帯中におレ、て対応する最大外周線に対し電気音響変換素子が配置される好ましい状態を概略的に示す図である。

園 5]図 5は、この発明の第 1の実施の形態に従った弾性表面波素子の 3次元基体の伝搬表面帯中において対応する最大外周線に対しすだれ状電極による電気音響変換素子が配置されるさらに好ましい状態を概略的に示す図である。

[図 6]図 6は、この発明の第 2の実施の形態に従った弾性表面波素子を概略的に示す斜視図である。

園 7]図 7は、この発明の第 3の実施の形態に従った弾性表面波素子を概略的に示す斜視図である。

[図 8]図 8は、この発明の第 4の実施の形態に従った弾性表面波素子を概略的に示す斜視図である。

園 9]図 9は、図 8の弾性表面波素子の 3次元基体の外表面の伝搬表面帯に対し所定の隙間を介し対向して配置されるよう 3次元基体の台座に電気音響変換素子が形成されている様子を概略的に示す部分断面図。

[図 10]図 10は、この発明の第 5の実施の形態に従った弾性表面波素子を概略的に示す斜視図である。

園 11]図 11は、この発明の第 6の実施の形態に従った弾性表面波素子の概略図である。

[図 12]図 12は、この発明の第 6の実施の形態に従った弾性表面波素子の 3次元基体の全体を LiNbO結晶により形成した場合に 3次元基体の外表面に弾性表面波を

3

伝搬させる伝搬表面帯の基準となる最大外周線を LiNbO結晶の 3つの結晶面の 1

3

つに沿い規定する様子を概略的に示す斜視図である。

[図 13]図 13は、図 12のようにして 3次元基体の外表面に設定される 3つの伝搬表面帯の基準となった 3つの最大外周線を示す為に 3次元基体を + Z方向力 Z方向を見た概略図である。

[図 14]図 14は、この発明の第 6の実施の形態に従った弾性表面波素子の 3次元基体の全体を LiNbO結晶により形成した場合に 3次元基体の外表面に弾性表面波を

3

伝搬させる伝搬表面帯の基準となる最大外周線を LiNbO結晶の別の 3つの結晶面

3

の 1つに沿レ、規定する様子を概略的に示す斜視図である。

[図 15]図 15は、図 14のようにして 3次元基体の外表面に規定される別の 3つの伝搬表面帯の基準となった 3つの最大外周線を示す為に 3次元基体を + Z方向力方向を見た概略図である。

[図 16]図 16は、この発明の第 6の実施の形態に従った弾性表面波素子の 3次元基体の伝搬表面帯中において対応する最大外周線に対し電気音響変換素子が配置される好ましい状態を概略的に示す図である。

[図 17]図 17は、この発明の第 6の実施の形態に従った弾性表面波素子の 3次元基体の伝搬表面帯中において対応する最大外周線に対しすだれ状電極による電気音響変換素子が配置されるさらに好ましい状態を概略的に示す図である。

[図 18]図 18は、この発明の第 6の実施の形態の第 1の変形例に従い弾性表面波素子の 3次元基体の全体を LiTaO結晶により形成した場合に 3次元基体の外表面に

3

弾性表面波を伝搬させる伝搬表面帯の基準となる最大外周線を LiTaO結晶の 3つ

3 の結晶面の 1つに沿い規定する様子を概略的に示す斜視図である。

[図 19]図 19は、図 18のようにして 3次元基体の外表面に規定される 3つの伝搬表面帯の基準となった 3つの最大外周線を示す為に 3次元基体を + Z方向から一 Z方向を見た概略図である。

[図 20]図 20は、この発明の第 6の実施の形態の第 2の変形例に従い弾性表面波素子の 3次元基体の全体を水晶により形成した場合に 3次元基体の外表面に弾性表面波を伝搬させる伝搬表面帯の基準となる最大外周線を水晶の 3つの結晶面の 1つに沿い規定する様子を概略的に示す斜視図である。

[図 21]図 21は、図 20のようにして 3次元基体の外表面に規定される 3つの伝搬表面帯の基準となった 3つの最大外周線を示す為に 3次元基体を + Z方向力一 Z方向を見た概略図である。

[図 22]図 22は、この発明の第 7の実施の形態に従った弾性表面波素子を概略的に示す斜視図である。

[図 23]図 23は、図 22の第 7の実施の形態の変形例に従った弾性表面波素子を概略的に示す斜視図である。

[図 24]図 24は、この発明の第 8の実施の形態に従った弾性表面波素子を概略的に示す斜視図である。

[図 25]図 25は、この発明の第 9の実施の形態に従った弾性表面波素子を概略的に示す斜視図である。

[図 26]図 26は、図 25の弾性表面波素子の 3次元基体の外表面の伝搬表面帯に対し所定の隙間を介し対向して配置されるよう 3次元基体の台座に電気音響変換素子が形成されている様子を概略的に示す部分断面図である。

[図 27]図 27は、この発明の第 10の実施の形態に従った弾性表面波素子を概略的に示す斜視図である。

発明を実施するための最良の形態

[0025] [第 1の実施の形態]

以下、この発明に従った弾性表面波素子の第 1の実施の形態を添付の図面中の図 1ないし図 3を参照しながら詳細に説明する。

[0026] 図 1には、第 1の実施の形態の弾性表面波素子 10の外観が示されている。この弾性表面波素子 10は：弾性表面波が伝搬可能な曲面が連続した少なくとも円環状の曲面の一部によってなる伝搬表面帯 12aを含む表面を有する 3次元基体 12と；伝搬表面帯 12aに前記弾性表面波を励起し伝搬表面帯 12aに沿い弾性表面波を伝搬させるとともに伝搬表面帯 12aに伝搬する前記弾性表面波を受信可能な電気音響変換素子 14と；を備えている。

[0027] なおここで伝搬表面帯 12aは図面の簡略化の為に幅方向 Wの寸法が伝搬表面帯

12aが円環状に連続する方向にぉレ、て一定であるように描かれてレ、るが、実際には 3 次元基体 12の表面において伝搬表面帯 12aが円環状に連続する方向に弾性表面波が伝搬する間には、弾性表面波は図 1に示されているように幅方向 Wにおける寸法が一定であることもあるし、幅方向 Wにおける寸法が拡散と収縮とを繰り返すこともある。

[0028] いずれにせよ、伝搬表面帯 12aを伝搬する弾性表面波は電気音響変換素子 14から所望の距離を、或いは 1周回当たり、少なくとも 80%以上のエネルギーを保ち伝搬することが実用上望まれている。

[0029] この実施の形態において 3次元基体 12は、全体が Li B O結晶により球形状に形

2 4 7

成されている。従って、この実施の形態においては、伝搬表面帯 12aが 3次元基体 1 2の球形状の表面において円環状に連続している。伝搬表面帯 12aは 3次元基体 1 2の最大外周線 12bに沿レ、連続しており、好ましくは伝搬表面帯 12aの範囲内に最大外周線 12bが含まれている。

[0030] 3次元基体 12の外表面において最大外周線 12bは、図 2中に示されているように、 Li B O結晶の C結晶軸力任意の方向ぬおここで、上記任意の方向とは C結晶軸

2 4 7

を中心とした 360° の全周中の任意の角度方向である）に 30° と 40° との間で傾斜した方向 CAを法線とする結晶面と 3次元基体 12の外表面との交線に一致している。即ち、 3次元基体 12の外表面において伝搬表面帯 12aが沿っている最大外周線 12 bは、 Li B O結晶の 1つの結晶面上を延出している。 3次元基体 12の外表面にお

2 4 7

いて上記結晶面に沿い弾性表面波が伝搬する間には、上記結晶面に対し交差するよう弾性表面波を伝搬させた場合に上記結晶面において生じる弾性表面波のエネルギ一の大きな拡散が生じないので、 3次元基体 12の外表面において弾性表面波を最も効率良く伝搬させることが出来る。 [0031] 全体が Li B O結晶により球形状に形成されている前述の第 1の実施の形態の 3次

2 4 7

元基体 12の外表面においてはさらに、それに沿い伝搬表面帯 12aが連続している最大外周線 12bを以下のようにしても規定することが出来る。

[0032] 即ち、 3次元基体 12の外表面において最大外周線 12bを、図 3中に示されているように、 Li B O結晶の C結晶軸と直交する方向 CBを法線とする結晶面と 3次元基体 1

2 4 7

2の外表面との交線に一致させる。このことは、この場合においても、 3次元基体 12の外表面において伝搬表面帯 12aが沿っている最大外周線 12bは、 Li B O結晶の C

2 4 7 結晶軸から任意の方向（ここにおいても、上記任意の方向とは C結晶軸を中心とした 360° の全周中の任意の角度方向である）に 30° と 40° との間で傾斜した方向 CA を法線とする結晶面とは別に規定されている結晶面上を延出していることを意味してレ、る。 3次元基体 12の外表面にぉレ、てこの別に規定されてレ、る結晶面に沿レ、弾性表面波が伝搬する間にも、図 2を参照しながら説明した前述の結晶面の場合と同様に、上記別に規定されている結晶面に対し交差する方向には弾性表面波のエネルギ一の大きな拡散が生じないので、 3次元基体 12の外表面において弾性表面波を最も効率良く伝搬させることが出来る。

[0033] また、 3次元基体 12の表面を伝搬する表面弾性波がその伝搬方向に対し上記表面に沿い直交する方向に実際にどの程度の幅を有しているのかは、例えば上記表面に水滴を付着させ上記表面において水滴が付着した部分では表面弾性波が伝搬しなくなることから視覚的に推測することも出来る。

[0034] また、一般に、電気音響変換素子としてすだれ状電極を用いて高い周波数の弾性表面波を励起する場合には、すだれ状電極の有効幅（即ち、すだれ状電極において、 3次元基体の表面に対しすだれ状電極が弾性表面波を励起させ所望の方向に伝搬させることが出来るとともに上記表面を伝搬した弾性表面波を受信することが出来る部分の、上記表面に沿って上記所望の方向とは直交する方向の寸法）は小さくなるが、上記有効幅は、上記表面において弾性表面波が伝搬する伝搬表面帯（図 1では、参照符号 12aにより指摘されている）が上記所望の方向となる最大外周線（図 1 では、参照符号 12bにより指摘されている）に対し直交する方向において有している曲率の曲率半径の 1. 5倍よりも大きくなると、弾性表面波を励起し受信する効率が大きく低下することが分かっている。

[0035] 3次元基体 12は、その外表面において電気音響変換素子 14により励起された弾性表面波が伝搬する伝搬表面帯 12a以外の部分が支持腕 16を介して支持台 18に支持されている。伝搬表面帯 12aを伝搬する弾性表面波に対しいかなる影響も与えないようにする為に、伝搬表面帯 12aには電気音響変換素子 14を除き何も接触させなレ、。従って、この実施の形態においては、伝搬表面帯 12aにおいて電気音響変換素子 14に弾性表面波を励起させる為や伝搬表面帯 12aを伝搬し電気音響変換素子 14に受信された弾性表面波を電気音響変換素子 14から受け取る為の電気音響変換素子制御ユニット 20は、電気音響変換素子 14から 3次元基体 12の外表面におレ、て伝搬表面帯 12a以外の領域上を延びるリード線により電気音響変換素子 14に接続されている。電気音響変換素子制御ユニット 20は例えば、図 1中に示されている如ぐインピーダンスマッチング回路 20a,サーキユレータ 20,高周波電源を含む発信器 20c,アンプ 20d,そしてディジタルオシロスコープ 20e等を備えている。なお、発信器 20cに代わり高周波電波受

信アンテナを使用することも出来る。

[0036] 電気音響変換素子 14は、図 4中に示されているように、伝搬表面帯 12aに励起した弾性表面波のエネルギーの流れる密度が最大となる方位 MDが最大外周線 12bに対し 20° 以内になるよう構成されていることが好ましい。なお、この角度はより好ましくは 10° 以内であり、さらに好ましくは 5° 以内である。このことは、電気音響変換素子 14により伝搬表面帯 12aに励起された弾性表面波は、 3次元基体 12の外表面上で最大外周線 12bに沿い例えば周回毎にエネルギーの 80%以上を保つような小さな減衰率で周回することが出来るのであれば伝搬するにつれて励起された直後の幅よりも最大外周線 12bから拡散する傾向にあっても良いが、上記の角度範囲内にあることが好ましレ、ことを意味してレ、る。

[0037] なお本発明において記載される「最大外周線に沿う」は、弾性表面波が周回或いは伝搬経路に亘り伝搬する場合に、弾性表面波のエネルギーの流れる密度が最大となる方向が最大外周線に対し好ましくは 20° 以内、より好ましくは 10° 以内、さらに好ましくは 5° 以内の範囲内である場合をいう。 [0038] この実施の形態において、電気音響変換素子 14は 3次元基体 12の外表面上で伝搬表面帯 12aの範囲内に直接形成されている。この実施の形態において電気音響変換素子 14は例えば櫛型電極のようなすだれ状電極 22であって、例えば蒸着や印刷やスパッタリングやゾル.ゲル法などの種々の公知の方法により上記外表面上に直接形成されることが出来る。

[0039] 電気音響変換素子 14がすだれ状電極 22により形成されている場合、すだれ状電極 22は、図 5中に良く示されているように、すだれ状電極 22において伝搬表面帯 12 aに対し弾性表面波を励起するとともに伝搬表面帯 12aに伝搬する弾性表面波を受信可能な送受信部分 (前述の有効幅の部分）に対し 3次元基体 12の外表面に沿い直交する線が、伝搬表面帯 12aが沿っている対応する最大外周線 12bに対し 10° 以下の範囲に含まれるよう構成されていることが好ましい。より詳細には、すだれ状電極 22のパターンの各端子 (線要素） 22aにおける前記送受信部分 (すだれ状電極 22 の場合には、パターンの各端子 (線要素） 22aが最大外周線 12bに沿った方向において相互に重複する部分）に対し伝搬表面帯 12aの外表面に沿って延出する直交線 OLが最大外周線 12bに対し 10° 以下の範囲内にあることが好ましいことを意味している。

[0040] その理由は、図 4を参照しながら前述したように、電気音響変換素子 14を、伝搬表面帯 12aに励起した弾性表面波のエネルギーの流れる密度が最大となる方位 MDを最大外周線 12bに対し 20° 以内になるよう構成することが好ましい理由と同じである

[0041] さらに、最大外周線 12bに沿った方向におけるすだれ状電極 22のパターンの複数の端子 22a (図 5参照）の配列周期 Pは、最大外周線 12bの曲率半径の 1Z10以下であることが好ましい。配列周期 Pは、すだれ状電極 22が励起する弾性表面波の一波長 (即ち、振動周期)分の長さに相当している。

[0042] 弾性表面波の波長（即ち、すだれ状電極 22のパターンの複数の端子 22aの配列周期 P)が弾性表面波が伝搬する伝搬表面帯 12aに含まれる最大外周線 12bの曲率半径 (伝搬表面帯 12aがこの実施の形態のように球面の一部により構成されている場合は、上記球面の半径）の 1/10よりも大きいと、湾曲した伝搬表面帯 12aの幾何学的な特徴が伝搬表面帯 12aを伝搬する弾性表面波が拡散しょうとするのを抑制する機能が弱くなる。従って、 3次元基体 12の表面の伝搬表面帯 12aに比較的長い波長の弾性表面波を所望の距離だけ伝搬させようとする場合には、伝搬表面体 12aに含まれる最大外周線 12bの曲率半径を上記波長との上述した関係を充たすよう予め設定しなければならない。

[0043] 従って、伝搬表面帯 12bにおいて効率良く弾性表面波を伝搬させるには前記配列周期にすることが好ましい。

[0044] さらに、 3次元基体 12が上述したように Li B O結晶により形成されている場合、 3

2 4 7

次元基体 12の外表面に対し弾性表面波を励起し外表面に沿い弾性表面波を伝搬させるとともに外表面を伝搬する弾性表面波を受信可能な電気音響変換素子 14の送受信部分が、 3次元基体 12の外表面において前記交線 (最大外周線 12b)の一部を含むように配置されていることが好ましい事もわかっている。このような配置であると、電気音響変換素子 14の送受信部分が弾性表面波を励起し受信する効率をより高めることが出来る。

[0045] このような配置に加え、 3次元基体 12が上述したように Li B O結晶により形成され

2 4 7

ているとともに図 2中に示されているように最大外周線 12bが規定されている場合には、電気音響変換素子 14の前記送受信部の上記効率をより高める為には、電気音響変換素子 14の前記送受信部がさらに、 3次元基体 12の外表面において図 2中に示されているように前記 C軸から任意の方向に 75° と 105° との間を示す帯域 AA に配置されていることがさらに好ましいことも分かっている。

[0046] 球形状の 3次元基体 12を地球と仮想すると、 C軸は地球における地軸に相当し、図 3中に示されてレ、るように規定された最大外周線 12bは地球における経線に相当し、そして図 2中に示されているように規定された帯域 AAは地球における北緯 15° と南緯 15° とに挟まれ赤道に沿い円環状に連続して伸びる帯状の部分に相当する

[0047] なお図 2において帯域 AAは、図面の煩雑さを防ぐ為に、 3次元基体 12の外表面上で見える部分しか示されていないが、実際には 3次元基体 12の外表面上で見えなレ、部分にも連続して円環状になってレ、る。 [0048] [第 1の実施の形態の第 1の変形例]

次には、この発明に従った弾性表面波素子の第 1の実施の形態の第 1の変形例について詳細に説明する。

[0049] この変形例の弾性表面波素子は、前述の第 1の実施の形態の Li B O結晶により

2 4 7

形成されている 3次元基体 12を、 Bi SiO 結晶により球形状に形成している。これ

12 20

に伴ない、 3次元基体 12の外表面上における最大外周線 12bの規定方法も、前述の第 1の実施の形態の Li B O結晶により形成されている 3次元基体 12の場合と異

2 4 7

なっている。し力しながら、これ以外の構成は、前述の第 1の実施の形態の弾性表面波素子の構成と同じである。

[0050] この変形例の弾性表面波素子では、 Bi SiO 結晶により全体が形成されている 3

12 20

次元基体 12の外表面において最大外周線 12bを、 Bi SiO 結晶の結晶面（111)

12 20

と 3次元基体 12の外表面との交線に一致させている。 3次元基体 12の外表面においてこの 1つの結晶面に沿い弾性表面波が伝搬する間にも、前述の第 1の実施の形態の結晶面の場合と同様に、上記結晶面に対し交差する方向には弾性表面波のエネルギ一の大きな拡散が生じないので、 3次元基体 12の外表面において弾性表面波を最も効率良く伝搬させることが出来る。

[0051] [第 2の実施の形態]

つぎに、図 6を参照しながら、この発明に従った弾性表面波素子の第 2の実施の形態を詳細に説明する。

[0052] この実施の形態の弾性表面波素子 30では、前述した第 1の実施の形態及び変形例のいずれかに従った弾性表面波素子 10の 3次元基体 12の外表面上に前述した如く規定することが出来る複数の伝搬表面帯 12aの中の任意の複数の夫々において他の伝搬表面帯 12aと交差しない部分に前述した如く電気音響変換素子 14を形成し、各電気音響変換素子 14は前述の電気音響変換素子制御ユニット 20に接続されている。

[0053] 図 6において伝搬表面帯 12aは、図面の煩雑さを防ぐ為に、 3次元基体 12の外表面上で見える部分しか示されていなレ、が、実際には 3次元基体 12の外表面上で見えなレ、部分にも最大外周線 12bに沿レ、連続して円環状になってレ、る。 [0054] なおここにおいて、 3次元基体 12が上述したように Li B O結晶により形成されてい

2 4 7

る場合、 3次元基体 12の外表面に対し弾性表面波を励起し外表面に沿い弾性表面波を伝搬させるとともに外表面を伝搬する弾性表面波を受信可能な電気音響変換素子 14の送受信部分が、 3次元基体 12の外表面において前記交線 (最大外周線 12b )の一部を含むように配置されている、ことが好ましい。このような配置により電気音響変換素子 14の送受信部分が弾性表面波を励起し受信する効率をより高めることが出来る。

[0055] このような配置に加え、 3次元基体 12が上述したように Li B O結晶により形成され

2 4 7

ているとともに図 2中に示されているように最大外周線 12bが規定されている場合には、電気音響変換素子 14の前記送受信部の上記効率をより高める為に、電気音響変換素子 14の前記送受信部がさらに、 3次元基体 12の外表面において、図 2中に示されているように前記 C軸から任意の方向に 75° と 105° との間を示す帯域 AA に配置されていることがさらに好ましい。

[0056] さらにこの実施の形態では、 3次元基体 12の外表面において電気音響変換素子 1 4を形成した複数の伝搬表面帯 12aや帯域 AAを除いた位置に、 3次元基体 12を図示しなレ、何等かの台座に支持する為の支持部材 32が固定されてレ、る。

[0057] このように構成されている第 2の実施の形態に従った弾性表面波素子 30は、第 1の実施の形態及び変形例のいずれかに従った弾性表面波素子 10に比べると、環境差異検出装置として使用した時により優れている。その理由は以下の通り。

[0058] 前述の弾性表面波素子 10のように、 1つの電気音響変換素子 14とそれに接続された 1つの電気音響変換素子制御ユニット 20し力使用しない場合には、前述した外部環境の変化の影響で弾性表面波素子 10に何等かの物理的な変化（例えば、外部環境の温度の変化による 3次元基体 12の膨張或いは収縮）が生じた時に、伝搬表面帯 12aを伝搬する弾性表面波の伝搬速度や 1周期当たりに要する伝搬時間に微妙な変化が生じる。

[0059] 従って、前述したように伝搬表面帯 12aが接する空間に満たされている流体 (気体や流体)の変化 (即ち、伝搬表面帯 12aが接する外部環境の変化)をより精密に検出しょうとするならば、前述した外部環境の変化の影響による弾性表面波素子 10の物理的な変化を考慮しなければならない。

[0060] 図 6を参照した第 2の実施の形態に従った弾性表面波素子 30によれば、 3次元基体 12の外表面において電気音響変換素子 14を形成した複数の伝搬表面帯 12aの中の少なくとも 1つの伝搬表面帯 12aを変化を検出しようと意図している外部環境から隔離するとともに、電気音響変換素子 14を形成した複数の伝搬表面帯 12aの中の残りの少なくとも 1つの伝搬表面帯 12aを前記外部環境に接触するよう構成する。

[0061] このような構成であれば、外部環境から隔離されている伝搬表面帯 12a上の電気音響変換素子 14からそれが対応している前述の電気音響変換素子制御ユニット 20が受信した信号は外部環境の変化に伴なう弾性表面波素子 10の物理的な変化を示し、前記外部環境に接触した前記残りの少なくとも 1つの伝搬表面帯 12aの電気音響変換素子 14からそれが対応している前述の電気音響変換素子制御ユニット 20が受信した信号は外部環境の変化に伴なう弾性表面波素子 10の物理的な変化に加えて外部環境の変化を示すことになる。

[0062] 従って、前記外部環境に接触した前記残りの少なくとも 1つの伝搬表面帯 12aの電気音響変換素子 14からそれが対応している前述の電気音響変換素子制御ユニット 20が受信した信号から、外部環境から隔離されている伝搬表面帯 12a上の電気音響変換素子 14からそれが対応している前述の電気音響変換素子制御ユニット 20が受信した信号を差し引けば、純粋に外部環境の変化のみを検出することが可能になる。

[0063] [第 3の実施の形態]

次に、図 7を参照しながら、この発明に従った弾性表面波素子の第 3の実施の形態を詳細に説明する。

[0064] 第 3の実施の形態に従った弾性表面波素子 40は、 3次元基体 12が凹所又は中空部を有していて、これら凹所又は中空部の内表面 12cが、弾性表面波が伝搬可能な曲面が円環状に連続した伝搬表面帯 12aを含んでいる。図 7には中空部の一種である貫通孔を有した 3次元基体 12が示されてレ、る。

[0065] 3次元基体 12は、前述の第 1の実施の形態そしてその変形例の 3次元基体 12と同様に、全体が Li B O結晶又は Bi Si〇結晶により形成されている。そして、前述の第 1の実施の形態そしてその変形例の 3次元基体 12の外表面に 3次元基体 12を形成している結晶の種類に特有の複数の結晶面の少なくとも 1つと前記外表面との交線に伝搬表面帯 12aを沿わせる基準となる最大外周線 12bが規定されていたのと同様に、第 3の実施の形態に従った弾性表面波素子 40の 3次元基体 12の内表面に 3次元基体 12を形成している結晶の種類に特有の複数の結晶面の少なくとも 1つと前記内表面との交線に伝搬表面帯 12aを沿わせる基準となる少なくとも 1つの最大外周線 12bが規定されている。そして、この内表面上で最大外周線 12bに沿い連続して延出するよう伝搬表面帯 12aが規定されている。この実施の形態の 3次元基体 12 の内表面における伝搬表面帯 12aの規定の仕方は、前述の第 1の実施の形態そしてその変形例の 3次元基体 12の外表面における伝搬表面帯 12aの規定の仕方と同じである。従って好ましくは前記内表面上の伝搬表面帯 12aの範囲内に最大外周線 12bが含まれる。

[0066] そして、この実施の形態の 3次元基体 12の内表面における伝搬表面帯 12aにも、伝搬表面帯 12aの範囲内で最大外周線 12bに沿い弾性表面波を大きく減衰させることなく伝搬させるよう電気音響変換素子 14が形成されていて、電気音響変換素子 1 4には前述の電気音響変換素子制御ユニット 20が接続されている。

[0067] この実施の形態においても、前記内表面は伝搬表面帯 12aが前述した所定の方法により規定されていれば、伝搬表面帯 12a以外の部位の形状は任意である。

[0068] この実施の形態の弾性表面波素子 40は、電気音響変換素子 14により伝搬表面帯 12aに励起され伝搬表面帯 12a内を例えば 1周回当たり 80%以上のエネルギーを保つて大きく減衰することなく伝搬する弾性表面波力 3次元基体 12の内表面における伝搬表面帯 12aが接する環境である貫通孔の内部空間を通過する流体 (気体又は流体）の種々の変化に対応して、変化するのを電気音響変換素子 14を介して電気音響変換素子制御ユニット 20により電気信号として受信することにより、前記環境の変化、即ち差異、を検知することが出来る。

[0069] さらに、この実施の形態においても、図 6を参照しながら前述した第 2の実施の形態の弾性表面波素子 30と同様に、前記内表面に 3次元基体 12を形成している結晶の種類に特有の複数の結晶面と前記内表面との複数の交線に一致させた複数の最大外周線 12bに沿った複数の伝搬表面帯 12aの夫々に、他の伝搬表面帯 12aとの交差部位を除き前述の電気音響変換素子制御ユニット 20が接続されている電気音響変換素子 14を形成することが出来る。そしてこの場合も、図 6を参照しながら前述した第 2の実施の形態の弾性表面波素子 30と同様に、より精密に環境の差異を検出することが出来る環境差異検出装置として使用することが出来る。

[0070] またさらに、この実施の形態においても、図 6を参照しながら前述した第 2の実施の形態の弾性表面波素子 30と同様に、 3次元基体 12が上述したように Li B O結晶に

2 4 7 より形成されている場合、 3次元基体 12の内表面に対し弾性表面波を励起し外表面に沿い弾性表面波を伝搬させるとともに内表面を伝搬する弾性表面波を受信可能な電気音響変換素子 14の送受信部分が、 3次元基体 12の内表面において前記交線（最大外周線 12b)の一部を含むことが好ましい。このような配置により電気音響変換素子 14の送受信部分が弾性表面波を励起し受信する効率をより高めることが出来る

[0071] このような配置に加え、 3次元基体 12が上述したように Li B O結晶により形成され

2 4 7

ているとともに図 2中に示されているように最大外周線 12bが規定されている場合には、電気音響変換素子 14の前記送受信部の上記効率をより高める為に、電気音響変換素子 14の前記送受信部がさらに、 3次元基体 12の内表面において、図 2中に示されているように前記 C軸から任意の方向に 75° と 105° との間を示す帯域 AA に配置されていることがさらに好ましい。

[0072] [第 4の実施の形態]

次に、図 8及び図 9を参照しながら、この発明に従った弾性表面波素子の第 4の実施の形態を詳細に説明する。

[0073] 第 4の実施の形態に従った弾性表面波素子 50は、前述の第 1の実施の形態そしてその変形例の 3次元基体 12と同様に、全体が Li B O結晶又は Bi Si〇結晶によ

2 4 7 12 20 り形成されている球形状の 3次元基体 12を備えている。 3次元基体 12の外表面には、 3次元基体 12の材料の複数の結晶面と前記外表面との複数の交線の少なくとも 1 つを最大外周線 12bとし最大外周線 12bに沿レ、円環状に連続する伝搬表面帯 12a を規定している。この実施の形態の弾性表面波素子 50の 3次元基体 12の外表面上の伝搬表面帯 12aもまた、前述の第 1の実施の形態そしてその変形例の 3次元基体 12の外表面上の伝搬表面帯 12aと同様に、好ましくは伝搬表面帯 12aの範囲内に最大外周線 12bを含んでいる。

[0074] この実施の形態の弾性表面波素子 50が、第 1の実施の形態や変形例の弾性表面波素子 10と異なっているのは、 3次元基体 12の外表面上の伝搬表面帯 12aに表面弾性波を励起させ、励起させた弾性表面波を伝搬表面帯 12aの範囲内で最大外周線 12bに沿い伝搬させる電気音響変換素子 14が 3次元基体 12の外表面上の伝搬表面帯 12aに直接形成されていないことである。

[0075] この実施の形態では、 3次元基体 12の外表面上の伝搬表面帯 12a以外の部分を支持する台座 52が伝搬表面帯 12aとの間に所定の隙間 Sを介して対面する伝搬表面帯対面領域 52aを有してレ、て、台座 52の伝搬表面帯対面領域 52aに電気音響変換素子 14が形成されている。伝搬表面帯 12aに対する電気音響変換素子 14の寸法や配置は、第 1の実施の形態や変形例の弾性表面波素子 10において伝搬表面帯 1 2aに電気音響変換素子 14が直接形成されている場合と同様である。

[0076] なお所定の隙間 Sは、電気音響変換素子 14が櫛型電極のようなすだれ状電極 22 の場合、すだれ状電極 22のパターンの複数の線要素 (端子）の配列周期 P (図 5参照）の 4分の 1以下であることが好ましい。所定の隙間 Sが配列周期 P (図 5参照）の 4 分の 1以上であると、電気音響変換素子 14は 3次元基体 12の外表面上の伝搬表面帯 12aに所望の弾性表面波を常に確実に励起させることが難しくなる。

[0077] 第 4の実施の形態に従った弾性表面波素子 50は、前述の第 1の実施の形態そしてその変形例の 3次元基体 12と同様に、使用することができる。し力も、電気音響変換素子 14が 3次元基体 12の外表面上の伝搬表面帯 12aに所定の隙間 Sを介して対面している場合には、 3次元基体 12の外表面上の伝搬表面帯 12aに電気音響変換素子 14が直接形成されている場合と比べると、伝搬表面帯 12aに直接形成されている電気音響変換素子 14が電気音響変換素子 14により伝搬表面帯 12aに励起され伝搬表面帯 12a中を伝搬する弾性表面波に極僅かに与える力も知れない影響を排除することが出来、伝搬表面帯 12a中を伝搬する弾性表面波の変化をより精密に検知することが出来る。 [0078] さらに、この実施の形態においても、図 6を参照しながら前述した第 2の実施の形態の弾性表面波素子 30と同様に、前記外表面に 3次元基体 12を形成している結晶の種類に特有の複数の結晶面と前記内表面との複数の交線に一致させた複数の最大外周線 12bに沿った複数の伝搬表面帯 12aの夫々に、他の伝搬表面帯 12aとの交差部位を除き、台座 52の伝搬表面帯対面領域 52aを対面させるとともに、この伝搬表面帯対面領域 52aに 3次元基体 12の外表面上の複数の伝搬表面帯 12aの上記交差領域に所定の隙間 Sを介して対面する電気音響変換素子 14を形成することが出来る。そしてこの場合も、図 6を参照しながら前述した第 2の実施の形態の弾性表面波素子 30と同様に、より精密に環境の差異を検出することが出来る環境差異検出装置として使用することが出来る。

[0079] またさらに、この実施の形態においても、図 6を参照しながら前述した第 2の実施の形態の弾性表面波素子 30と同様に、 3次元基体 12が上述したように Li B〇結晶に

2 4 7 より形成されている場合、 3次元基体 12の外表面に対し弾性表面波を励起し外表面に沿い弾性表面波を伝搬させるとともに内表面を伝搬する弾性表面波を受信可能な電気音響変換素子 14の送受信部分が、 3次元基体 12の外表面において前記交線（最大外周線 12b)の一部を含むように配置されている、ことが好ましい。このような配置により電気音響変換素子 14の送受信部分が弾性表面波を励起し受信する効率をより高めることが出来る。

[0080] このような配置に加え、 3次元基体 12が上述したように Li B O結晶により形成され

2 4 7

[0081] [第 5の実施の形態]

次に、図 10を参照しながら、この発明に従った弾性表面波素子の第 5の実施の形態を詳細に説明する。

[0082] 第 5の実施の形態に従った弾性表面波素子 60は半球形状を有している 3次元基体 12'を備えていて、 3次元基体 12'の外表面に弾性表面波が伝搬可能な曲面が連続した少なくとも円環状の曲面の一部によってなる伝搬表面帯 12'aを含んでいる

[0083] 半球形状の 3次元基体 12'は、前述の第 1の実施の形態そしてその変形例の 3次元基体 12と同様に、全体が Li B O結晶又は Bi Si〇結晶により形成されている。

2 4 7 12 20

そして、前述の第 1の実施の形態そしてその変形例の 3次元基体 12の外表面に 3次元基体 12を形成している結晶の種類に特有の複数の結晶面の少なくとも 1つと前記外表面との交線に、伝搬表面体 12aを連続して沿わせる基準となる最大外周線 12b が規定されていたのと同様に、第 5の実施の形態に従った弾性表面波素子 60の 3次元基体 12'の半球形状の外表面に 3次元基体 12'を形成している結晶の種類に特有の複数の結晶面の少なくとも 1つと前記外表面との交線に一致させて、伝搬表面体 12' aを連続して沿わせる基準となる少なくとも 1つの最大外周線 1 が規定されている。そして、好ましくは伝搬表面帯 12'aの範囲内に最大外周線 12'bが含まれている。

[0084] この実施の形態の 3次元基体 12'の外表面において伝搬表面帯 12 ^を沿わせる基準となる最大外周線 12'bの規定の仕方は、前述の第 1の実施の形態そしてその変形例の 3次元基体 12の外表面における最大外周線 12bの規定の仕方と同じである。

[0085] そして、この実施の形態の 3次元基体 12'の外表面における伝搬表面帯 12'aにも、伝搬表面帯 12' aの範囲内で最大外周線 12'bに沿い弾性表面波を少なくとも 80 %以上のエネルギを保ち伝搬させるよう電気音響変換素子 14が直接形成されていて、電気音響変換素子 14には前述の電気音響変換素子制御ユニット 20が接続されている。

[0086] この実施の形態においては、電気音響変換素子 14により伝搬表面帯 12'aの範囲内に励起され伝搬表面帯 12'aの範囲内で最大外周線 12'bに沿い伝搬する弾性表面波の伝搬方向に電気音響変換素子 14から離れた位置に、弾性表面波反射体 62 が形成されている。弾性表面波反射体 62は、電気音響変換素子 14から伝搬表面帯 12 ^中を弾性表面波反射体 62に向い伝搬して来た弾性表面波を伝搬表面帯 12' aを同じ経路で電気音響変換素子 14に向うよう反射する。

[0087] この実施の形態においても、前記外表面は伝搬表面帯 12' aが前述した所定の方法により規定されていれば、伝搬表面帯 12' a以外の部位の形状は任意である。

[0088] この実施の形態においても、 3次元基体 12'は伝搬表面帯 12' a以外の部分が図示しなレ、台座に支持されてレ、る。

[0089] この実施の形態の弾性表面波素子 60は、電気音響変換素子 14により少なくとも円環状の曲面の一部によってなる伝搬表面帯 12' aに励起され伝搬表面帯 12' a内を大きく減衰することなく伝搬する弾性表面波が、 3次元基体 12の外表面における伝搬表面帯 12^が接する環境である外部空間に含まれている流体 (気体又は流体）の種々の変化に対応して、変化するのを電気音響変換素子 14を介して電気音響変換素子制御ユニット 20により電気信号として受信することにより、前記環境の変化、即ち差異、を検知することが出来る。

[0090] さらに、この実施の形態においても、図 6を参照しながら前述した第 2の実施の形態の弾性表面波素子 30と同様に、前記外表面に 3次元基体 12'を形成している結晶の種類に特有の複数の結晶面と前記外表面との複数の交線により規定された複数の最大外周線に沿った複数の伝搬表面帯 12 ^の夫々に、他の伝搬表面帯 12 ' aとの交差部位を除き前述の電気音響変換素子制御ユニット 20が接続されている電気音響変換素子 14を形成することが出来る。なおこの場合、複数の伝搬表面帯 1 2' aの夫々において他の伝搬表面帯 12' aとの交差部位を除き電気音響変換素子 1 4と対向する位置に弾性表面波反射体 62が設置される。

[0091] またさらに、この実施の形態においても、図 6を参照しながら前述した第 2の実施の形態の弾性表面波素子 30と同様に、 3次元基体 12'が上述したように Li B O結晶

2 4 7 により形成されている場合、 3次元基体 12'の外表面に対し弾性表面波を励起し外表面に沿い弾性表面波を伝搬させるとともに内表面を伝搬する弾性表面波を受信可能な電気音響変換素子 14の送受信部分が、 3次元基体 12'の外表面において前記交線 (最大外周線 12'b)の一部を含むように配置されている、ことが好ましい。このような配置により電気音響変換素子 14の送受信部分が弾性表面波を励起し受信する効率をより高めることが出来る。 [0092] このような配置に加え、 3次元基体 12'が上述したように Li B O結晶により形成さ

2 4 7

れてレ、るとともに図 2中に示されてレ、るように最大外周線 12'bが規定されてレ、る場合には、電気音響変換素子 14の前記送受信部の上記効率をより高める為に、電気音響変換素子 14の前記送受信部がさらに、 3次元基体 12'の外表面において、図 2中に示されているように前記 C軸から任意の方向に 75° と 105° との間を示す帯域 A Aに配置されていることがさらに好ましい。

[0093] またさらに、この実施の形態においても、図 7を参照しながら前述した第 3の実施の形態の弾性表面波素子 40と同様に、 3次元基体 12Ίこ形成した例えば半球形状の凹所又は空洞の内表面に最大外周線 12'bを伴なつた少なくとも円環状の曲面の一部によってなる伝搬表面帯 12' aを規定し、このような伝搬表面帯 12 に最大外周線 12aに沿い相互に離間し相互に対向する電気音響変換素子 14及び弾性表面波反射体 62を設置するよう変形させることも出来る。

[0094] またさらに、この実施の形態においても、図 8及び図 9を参照しながら前述した第 4 の実施の形態の弾性表面波素子 50と同様に、 3次元基体 12'の伝搬表面帯 12'aに直接電気音響変換素子 14を形成するのではなぐ伝搬表面帯 12 に対し所定の隙間 Sを介して対向するよう前述の図示しない台座に電気音響変換素子 14を形成することも出来る。

[0095] さらに、弾性表面波反射体 62の代わりに前述の電気音響変換素子制御ユニット 20 が接続されているもう 1つの電気音響変換素子 14を使用することも出来る。

[0096] [第 6の実施の形態]

以下、この発明に従った弾性表面波素子の第 6の実施の形態を添付の図面中の図 11ないし図 17を参照しながら詳細に説明する。

[0097] 図 11には、第 6の実施の形態の弾性表面波素子 110の外観が示されている。この弾性表面波素子 110は：弾性表面波が伝搬可能な曲面が連続した少なくとも円環状の曲面の一部によってなる伝搬表面帯 112aを含む表面を有する 3次元基体 112と；伝搬表面帯 112aに前記弾性表面波を励起し伝搬表面帯 112aに沿い弾性表面波を伝搬させるとともに伝搬表面帯 112aに伝搬する前記弾性表面波を受信可能な電気音響変換素子 114と；を備えてレ、る。 [0098] なおここで伝搬表面帯 112aは図面の簡略化の為に幅方向 Wの寸法が伝搬表面帯 112aが円環状に連続する方向にぉレ、て一定であるように描かれてレ、るが、実際には 3次元基体 112の表面において伝搬表面帯 112aが円環状に連続する方向に弾性表面波が伝搬する間には、弾性表面波は図 11に示されてレ、るように幅方向 W における寸法が一定であることもあるし、幅方向 Wにおける寸法が拡散と収縮とを繰り返すことあある。

[0099] いずれにせよ、伝搬表面帯 112aを伝搬する弾性表面波は電気音響変換素子 114 力も所望の距離を、或いは 1周回当たり、少なくとも 80%以上のエネルギーを保ち伝搬することが実用上望まれている。

[0100] この実施の形態において 3次元基体 112は、全体が 3方晶系の LiNbO結晶により

3 球形状に形成されている。従って、この実施の形態においては、伝搬表面帯 112aが 3次元基体 112の球形状の表面において円環状に連続している。伝搬表面帯 112a は 3次元基体 112の最大外周線 112bに沿い連続しており、好ましくは伝搬表面帯 1 12aの範囲内に最大外周線 112bが含まれてレ、る。

[0101] 3次元基体 112の外表面において最大外周線 112bは、図 12中に示されているように、 LiNbO結晶の 1つの結晶軸である +Y軸を X軸を回転中心に + Z方向に 20°

3

だけ回転させることにより規定された結晶軸 CAを法線とする結晶面と 3次元基体 11 2の外表面との交線に一致している。即ち、 3次元基体 112の外表面において伝搬表面帯 112aが沿っている最大外周線 112bは、 LiNbO結晶の 1つの結晶面上を延

3

出している。 3次元基体 112の外表面において上記結晶面に沿い弾性表面波が伝搬する間には、上記結晶面に対し交差する方向には弾性表面波のエネルギーの大きな拡散が生じなレ、ので、 3次元基体 112の外表面にぉレ、て弾性表面波を最も効率良く伝搬させることが出来る。

[0102] なお、 3次元基体 112を形成している LiNbO結晶は 3方晶系なので、図 13中に示

3

されている如 1つの平面内に互いに 120° をなす 3つの結晶軸 + Yを有している。従って、 LiNbO結晶により全体が形成されている 3次元基体 112の球形状の外表

3

面には、これらの 3つの結晶軸 + Yを X軸を回転中心に + Z方向に 20° だけ回転させることにより規定された 3個の結晶軸 CAを法線とする 3つの結晶面と 3次元基体 11 2の外表面との 3つの交線を最大外周線 112bとした場合、この 3つの最大外周線 11 2bに沿い上述した如く連続する 3つの伝搬表面帯 112aを規定することが可能である

[0103] 全体が 3方晶系の LiNbO結晶により球形状に形成されている前述の第 6の実施の

3

形態の 3次元基体 112の外表面においてはさらに、それに沿い伝搬表面帯 112aが連続している最大外周線 112bを以下のようしても規定することが出来る。

[0104] 即ち、 3次元基体 112の外表面において最大外周線 112bを、図 14中に示されているように、 LiNbO結晶の 1つの結晶軸である + Y軸を X軸を回転中心に一 Z方向に

3

26° だけ回転させることにより規定された結晶軸 CBを法線とする結晶面と 3次元基体 112の外表面との交線に一致させる。このことは、この場合においても、 3次元基体 112の外表面にぉレ、て伝搬表面帯 112aが沿ってレ、る最大外周線 112bは、 LiNbO 結晶における前述の 3つの +Y軸を X軸の回りに + Z方向に 20° 回転した結晶軸 C

3

Aを法線とする前述の 3つの結晶面とは別の 1つの結晶面上を延出していることを意味している。 3次元基体 112の外表面においてこの別の 1つの結晶面に沿い弾性表面波が伝搬する間にも、前述の 3つの結晶面の場合と同様に、上記別の 1つの結晶面に対し交差する方向には弾性表面波のエネルギーの大きな拡散が生じないので、 3次元基体 112の外表面において弾性表面波を最も効率良く伝搬させることが出来る。

[0105] 3次元基体 112を形成している LiNbO結晶は 3方晶系なので、図 15中に示されて

3

いる如く、 1つの平面内に互いに 120° をなす 3つの結晶軸 + Yを有している。従つて、 LiNbO結晶により全体が形成されている 3次元基体 112の球形状の外表面に

3

は、これらの 3つの結晶軸 + Yを X軸を回転中心に一 Z方向に 26° だけ回転させることにより規定された 3個の結晶軸 CBを法線とする 3つの結晶面と 3次元基体 112の外表面 112との 3つの交線を最大外周線 112bとした場合、この 3つの最大外周線 112 bに沿い上述した如く連続する 3つの伝搬表面帯 112aを規定することが可能である。

[0106] 即ち、 3次元基体 112を形成している LiNbO結晶は合計 6個の結晶面を有してい

3

るので、 LiNbO結晶により全体が形成されている 3次元基体 112の外表面には合

3

計 6つの最大外周線 112bを規定することが出来る。 [0107] また、 3次元基体 112の表面を伝搬する表面弾性波がその伝搬方向に対し上記表面に沿い直交する方向に実際にどの程度の幅を有しているのかは、例えば上記表面に水滴を付着させ上記表面において水滴が付着した部分では表面弾性波が伝搬しなくなることから視覚的に推測することも出来る。

[0108] また、一般に、電気音響変換素子としてすだれ状電極を用いて高い周波数の弾性表面波を励起する場合には、すだれ状電極の有効幅（即ち、すだれ状電極において、 3次元基体の表面に対しすだれ状電極が弾性表面波を励起させ所望の方向に伝搬させることが出来るとともに上記表面を伝搬した弾性表面波を受信することが出来る部分の、上記表面に沿って上記所望の方向とは直交する方向の寸法）は小さくなるが、上記有効幅は、上記表面において弾性表面波が伝搬する伝搬表面帯（図 11 では、参照符号 112aにより指摘されている）が上記所望の方向となる最大外周線（図 11では、参照符号 112bにより指摘されてレ、る)に対し直交する方向にぉレ、て有している曲率の曲率半径の 1. 5倍よりも大きくなると、弾性表面波を励起し受信する効率が大きく低下することが分かってレ、る。

[0109] 3次元基体 112は、その外表面において電気音響変換素子 114により励起された弾性表面波が伝搬する伝搬表面帯 112a以外の部分が支持腕 116を介して支持台 118に支持されている。伝搬表面帯 112aを伝搬する弾性表面波に対しいかなる影響も与えなレ、ようにする為に、伝搬表面帯 112aには電気音響変換素子 1 14を除き何も接触させない。従って、この実施の形態においては、伝搬表面帯 1 12aにおいて電気音響変換素子 114に弾性表面波を励起させる為や伝搬表面帯 112aを伝搬し電気音響変換素子 114に受信された弾性表面波を電気音響変換素子 114から受け取る為の電気音響変換素子制御ユニット 120は、電気音響変換素子 114から 3次元基体 112の外表面にぉレ、て伝搬表面帯 112a以外の領域上を延びるリード線により電気音響変換素子 114に接続されている。電気音響変換素子制御ユニット 120は例えば、図 11中に示されている如ぐインピーダンスマッチング回路 120a，サーキユレータ 120b，高周波電源を含む発信器 120c,アンプ 120d,そしてディジタルオシ口スコープ 120e等を備えている。なお、発信器 120cに代わり高周波電波受信アンテナを使用することも出来る。 [0110] 電気音響変換素子 114は、図 16中に示されているように、伝搬表面帯 112aに励起した弾性表面波のエネルギーの流れる密度が最大となる方位 MDが最大外周線 1 12bに対し 20° 以内になるよう構成されていることが好ましい。なおこの角度はより好ましくは 10° 以内であり、さらに好ましくは 5° 以内である。このことは、電気音響変換素子 114により伝搬表面帯 1 12aに励起された弾性表面波は、 3次元基体 112の外表面上で最大外周線 112bに沿い例えば周回毎にエネルギーの 80%以上を保つような小さな減衰率で周回することが出来るのであれば伝搬するにつれて励起された直後の幅よりも最大外周線 112bから拡散する傾向にあっても良いが、上記の角度範囲内にあることが好ましレ、ことを意味してレ、る。

[0111] なお本発明において記載される「最大外周線に沿う」は、弾性表面波が周回或いは伝搬経路に亘り伝搬する場合に、弾性表面波のエネルギーの流れる密度が最大となる方向が最大外周線に対し好ましくは 20° 以内、より好ましくは 10° 以内、さらに好ましくは 5° 以内の範囲内である場合をいう。

[0112] この実施の形態において、電気音響変換素子 114は 3次元基体 112の外表面上で伝搬表面帯 112aの範囲内に直接形成されている。この実施の形態において電気音響変換素子 114は例えば櫛型電極のようなすだれ状電極 122であって、例えば蒸着や印刷やスパッタリングゃゾル ·ゲル法などの種々の公知の方法により上記外表面上に直接形成されることが出来る。

[0113] 電気音響変換素子 114がすだれ状電極 122により形成されている場合、すだれ状電極 122は、図 17中に良く示されているように、すだれ状電極 122において伝搬表面帯 112aに対し弾性表面波を励起するとともに伝搬表面帯 112aに伝搬する弾性表面波を受信可能な送受信部分 (前述の有効幅の部分）に対し 3次元基体 112の外表面に沿い直交する線が、伝搬表面帯 112aが沿っている対応する最大外周線 112 bに対し 10° 以下の範囲に含まれるよう構成されていることが好ましい。より詳細には、すだれ状電極 122のパターンの各端子 (線要素） 122aにおける前記送受信部分（すだれ状電極 122の場合には、パターンの各端子 (線要素） 122aが最大外周線 11 2bに沿った方向において相互に重複する部分）に対し伝搬表面帯 112aの外表面に沿って延出する直交線〇Lが最大外周線 112bに対し 10° 以下の範囲内にあることが好ましレ、ことを意味してレ、る。

[0114] その理由は、図 16を参照しながら前述したように、電気音響変換素子 114を、伝搬表面帯 112aに励起した弾性表面波のエネルギーの流れの密度が最大となる方位 M Dを最大外周線 112bに対し 20° 以内になるよう構成することが好ましい理由と同じである。

[0115] さらに、最大外周線 112bに沿った方向におけるすだれ状電極 122のパターンの複数の端子 122a (図 17参照）の配列周期 Pは、最大外周線 112bの曲率半径の lZl 0以下であることが好ましい。配列周期 Pは、すだれ状電極 122が励起する弾性表面波の一波長（即ち、振動周期）分の長さに相当してレ、る。

[0116] 弾性表面波の波長（即ち、すだれ状電極 122のパターンの複数の端子 122aの配列周期 P)が弾性表面波が伝搬する伝搬表面帯 112aに含まれる最大外周線 112b の曲率半径 (伝搬表面帯 112aがこの実施の形態のように球面の一部により構成されている場合は、上記球面の半径）の 1/10よりも大きいと、湾曲した伝搬表面帯 112a の幾何学的な特徴が伝搬表面帯 112aを伝搬する弾性表面波が拡散しょうとするのを抑制する機能が弱くなる。従って、 3次元基体 112の表面の伝搬表面帯 112aに比較的長い波長の弾性表面波を所望の距離だけ伝搬させようとする場合には、伝搬表面体 112aに含まれる最大外周線 112bの曲率半径を上記波長との上述した関係を充たすよう予め設定しなければならなレ、。

[0117] 従って、伝搬表面帯 112bにおいて効率良く弾性表面波を伝搬させるには前記配列周期にすることが好ましい。

[0118] この実施の形態に従い本願の発明者が実際に作成した LiNbO結晶の球形状の 3

3

次元基体の直径は 25. 4mmであり、電気音響変換素子として使用するすだれ状電極を球形状の 3次元基体の外表面において 3次元基体の中心から見て上記結晶の + X方向に相当する位置に形成した。すだれ状電極は、 3次元基体の外表面にクロムの 1000オングストロームの蒸着又は金の 1000オングストロームの蒸着による膜形成を行なった後に、すだれ状電極のパターンの端子 (線要素）が、前述したように Li NbO結晶の +Y軸を X軸を回転中心に + Z方向に 20° 回転させた方向を中心とし

3

て上記球形状の外表面上を周回する方向に対し直交するようフォトリソプロセスされることにより形成された。この時に形成されたすだれ状電極のパターンの端子 (線要素）の配列周期 Pは 0. 532mmであり、夫々が 0. 133mmの幅の複数の端子（線要素）が 0. 133mmの間隔で配列され、互いに隣り合う端子 (線要素）間に所望のパルス電圧が印加される。そして、パルス電圧が印加されることにより、相互間に電界が生じる互いに隣り合う端子 (線要素）の夫々の重複する部分の長さは 3. 1mmである。

[0119] ここでは本願の発明者が LiNbO結晶の球形状の 3次元基体の外表面に実際に作

3

成した電気音響変換素子として使用するすだれ状電極の一例の寸法を記載したが、本願発明の 3次元基体の外表面において本願発明の求める機能或いは効果を達成することが出来るのであれば、現在知られている如何なる材料や寸法や形状のすだれ状電極も使用することができる。

[0120] そして、上述した如く構成された球形状の弾性表面波素子のすだれ状電極に 100 Vの電圧で半値幅 2ナノ秒のインノルス信号を印加したところ、その結果として上記すだれ状電極から上記周回する方向に約 6. 5MHzの中心周波数を有したバースト状のシグナルが 21. 8 μ秒の間隔で少なくとも 50回繰り返し出力されたことがデジタルオシロスコープにより確認された。このことは、上述した如く 25. 4mmの直径を有した LiNbO結晶の球形状の 3次元基体の外表面を上記周回する方向に平均して 36

3

58m/sの速度で弾性表面波が少なくとも 50回以上周回していることを意味している [0121] 本願の発明者はまた、上述したのと同じ直径の LiNbO結晶の球形状の 3次元基

3

体の外表面上において上述したのと同じ位置に電気音響変換素子として使用するすだれ状電極を上述したのとは異なる以下のようにしても形成した。即ち、この場合には、すだれ状電極は、 3次元基体の外表面にクロムの 1000オングストロームの蒸着又は金の 1000オングストロームの蒸着による膜形成を行なった後に、すだれ状電極のパターンの端子（線要素）が、前述したように LiNbO結晶の +Y軸を X軸を回転

3

中心に一 Z方向に 26° 回転させた方向を中心として上記球形状の外表面上を周回する方向に対し直交するようフォトリソプロセスされることにより形成された。この時に形成されたすだれ状電極のパターンの端子（線要素）の種々の寸法は上述したのと同じである。 [0122] このように構成された球形状の弾性表面波素子のすだれ状電極に対しても上述したのと同様にインパルス信号を印加したところ、このようなすだれ状電極からは上記周回する方向に約 6. 5MHzの中心周波数を有したバースト状のシグナルが 22. 5 μ秒の間隔で少なくとも 50回繰り返し出力されたことがデジタルオシロスコープにより確認された。このことは、上述した如く 25. 4mmの直径を有した LiNbO結晶の球形

3

状の 3次元基体の外表面を上記周回する方向に平均して 3540m/sの速度で弾性表面波が少なくとも 50回以上周回してレ、ることを意味してレ、る。

[0123] そして本願の発明者により上述した如く構成された 2つの種類の球形状の弾性表面波素子の夫々の外表面においてすだれ状電極から上記周回する方向に離れた位置 (即ち、弾性表面波の周回経路上）に水を含ませた綿棒を接触させたところ、すだれ状電極に上述した如くインパルス信号を印加してもすだれ状電極からは何も出力を得ることが出来なくなり、弾性表面波の周回が阻害されていることが判った。さらに、上述した如く構成された 2つの種類の球形状の弾性表面波素子の夫々の外表面におレ、てすだれ状電極から上記周回する方向に対し直交する方向に 5mm以上離れた位置 (即ち、弾性表面波の周回経路から外れた位置）に水を含ませた綿棒を接触させたところ、すだれ状電極に上述した如くインパルス信号を印加した時にすだれ状電極から上述した如きバースト状のシグナルが上述した如く繰り返し出力され、上述した如き弾性表面波の周回が阻害されないことが判った。

[0124] [第 6の実施の形態の第 1の変形例]

次には、図 18及び図 19を参照しながら、この発明に従った弾性表面波素子の第 6 の実施の形態の第 1の変形例について詳細に説明する。

[0125] この変形例の弾性表面波素子は、前述の第 6の実施の形態の 3方晶系の LiNbO

3 結晶により形成されている 3次元基体 112を、同様な 3方晶系である LiTaO結晶に

3 より球形状に形成している。これに伴なレ、、 3次元基体 112の外表面上に規定する最大外周線 112bの規定方法も、前述の第 6の実施の形態の 3方晶系の LiNbO結晶

3 により形成されている 3次元基体 112の場合と異なっている。し力ながら、これ以外の構成は、前述の第 6の実施の形態の弾性表面波素子の構成と同じである。

[0126] この第 1の変形例の弾性表面波素子では、 3方晶系の LiTaO結晶により全体が形成されている 3次元基体 112の外表面において最大外周線 112bを、図 18中に示されているように、 LiTaO結晶の 1つの結晶軸である + Y軸を X軸を回転中心に— Z方

3

向に 45° だけ回転させた結晶軸 CCを法線とする 1つの結晶面と 3次元基体 112の外表面との交線に一致させている。 3次元基体 112の外表面においてこの 1つの結晶面に沿い弾性表面波が伝搬する間にも、前述の第 6の実施の形態の結晶面の場合と同様に、上記結晶面に対し交差する方向には弾性表面波のエネルギーの大きな拡散が生じないので、 3次元基体 112の外表面において弾性表面波を最も効率良く伝搬させることが出来る。

[0127] 3次元基体 112を形成している LiTaO結晶は 3方晶系なので、図 19中に示されて

3

いる如く、 1つの平面内に互いに 120° をなす 3つの結晶軸 +Yを有している。従つて、これらの 3つの結晶軸 +Yについて上述したように規定される 3つの交線を最大外周線 112bとした場合、この 3つの最大外周線 112bに沿い上述した如く連続する 3 つの伝搬表面帯 112aを規定することが可能である。

[0128] [第 6の実施の形態の第 2の変形例]

次には、図 20及び図 21を参照しながら、この発明に従った弾性表面波素子の第 6 の実施の形態の第 2の変形例について詳細に説明する。

[0129] この変形例の弾性表面波素子は、前述の第 6の実施の形態の 3方晶系の LiNbO

3 結晶により形成されている 3次元基体 112を、同様な 3方晶系ではある水晶により球形状に形成している。これに伴なレ、、 3次元基体 112の外表面上に規定する最大外周線 112bの規定方法も、前述の第 6の実施の形態の 3方晶系の LiNbO結晶により

3 形成されている 3次元基体 112の場合と異なっている。し力ながら、これ以外の構成は、前述の第 6の実施の形態の弾性表面波素子の構成と同じである。

[0130] この第 2の変形例の弾性表面波素子では、 3方晶系の水晶により全体が形成されてレ、る 3次元基体 112の外表面にぉレ、て最大外周線 112bを、図 20中に示されてレヽるように、水晶の 1つの結晶軸 CDである + Y軸を法線とする 1つの結晶面と 3次元基体 112の外表面との交線に一致させてレ、る。 3次元基体 112の外表面にぉレ、てこの 1つの結晶面に沿い弾性表面波が伝搬する間にも、前述の第 6の実施の形態の結晶面の場合と同様に、上記結晶面に対し交差する方向には弾性表面波のエネルギ一の大きな拡散が生じないので、 3次元基体 112の外表面において弾性表面波を最も効率良く伝搬させることが出来る。

[0131] 3次元基体 112を形成している水晶は 3方晶系なので、図 21中に示されている如く、 1つの平面内に互いに 120° をなす 3つの結晶軸 + Yを有している。従って、これらの 3つの結晶軸 + Yについて上述したように規定される 3つの交線を最大外周線 112 bとした場合、この 3つの最大外周線 112bに沿い上述した如く連続する 3つの伝搬表面帯 112aを規定することが可能である。

[0132] 前述した第 6の実施の形態，第 1及び第 2の変形例に従った弾性表面波素子 110 においては、弾性表面波素子 110の 3次元基体 112の外表面上に電気音響変換素子 114により励起された弾性表面波が、前記外表面において前述した如くして規定された最大外周線 112bに沿い円環状に連続している伝搬表面帯 112aの範囲内で伝搬表面帯 112aが円環状に連続している方向に沿い 1周期当たりエネルギーの実質的に 20%以下の消耗率で（即ち、 1周回当たりエネルギーの 80%以上を保って）円環状に周回するように、 3次元基体 1 12の種々の寸法や電気音響変換素子 114の種々の寸法が前述した如く設定されてレ、る。

[0133] このことは、弾性表面波素子 110の 3次元基体 112は、伝搬表面帯 112a以外は、如何なる任意の形状にしても良いことを意味している。例えば、 3次元基体 112は、外表面に円環状の伝搬表面帯 112aを有したリング状のドーナツ形状や樽形状ゃラグビーボール形状や円盤形状であることが出来る。

[0134] 前述した第 6の実施の形態，第 1及び第 2の変形例に従った弾性表面波素子 110 においては、伝搬表面帯 112aが接する空間に満たされている流体 (気体や流体）に何等かの変化があれば (即ち、伝搬表面帯 112aが接する外部環境に何等かの変化力 Sあれば)伝搬表面帯 112aを伝搬する弾性表面波の伝搬速度や 1周期当たりに要する伝搬時間に変化が生じる。即ち、弾性表面波素子 110を外部環境の変化や差異を検出する為の環境差異検出装置として使用することが出来る。

[0135] [第 7の実施の形態]

つぎに、図 22を参照しながら、この発明に従った弾性表面波素子の第 7の実施の形態を詳細に説明する。 [0136] この実施の形態では、前述した第 6の実施の形態，第 1及び第 2の変形例のいずれかに従った弾性表面波素子 110の 3次元基体 112の外表面上に前述した如く規定することが出来る複数の伝搬表面帯 112a (第 6の実施の形態では 6個であり、第 1及び第 2の変形例の夫々では 3個である）の中の任意の複数の夫々において他の伝搬表面帯 112aと交差しない部分に前述した如く電気音響変換素子 114を形成し、各電気音響変換素子 114は前述の電気音響変換素子制御ユニット 120に接続されている。

[0137] さらにこの実施の形態では、 3次元基体 112の外表面において電気音響変換素子 114を形成した複数の伝搬表面帯 112aを除レ、た位置に、 3次元基体 112を図示しない何等かの台座に支持する為の支持部材 132が固定されている。

[0138] このように構成されている第 7の実施の形態に従った弾性表面波素子 130は、第 6 の実施の形態，第 1及び第 2の変形例のいずれかに従った弾性表面波素子 110に比べると、環境差異検出装置として使用した時により優れている。その理由は以下の通り。

[0139] 前述の弾性表面波素子 110のように、 1つの電気音響変換素子 114とそれに接続された 1つの電気音響変換素子制御ユニット 120しか使用しない場合には、前述した外部環境の変化の影響で弾性表面波素子 110に何等かの物理的な変化（例えば、外部環境の温度の変化による 3次元基体 112の膨張或いは収縮）が生じた時に、伝搬表面帯 112aを伝搬する弾性表面波の伝搬速度や 1周期当たりに要する伝搬時間に微妙な変化が生じる。

[0140] 従って、前述したように伝搬表面帯 112aが接する空間に満たされている流体 (気体や流体)の変化 (即ち、伝搬表面帯 112aが接する外部環境の変化)をより精密に検出しょうとするならば、前述した外部環境の変化の影響による弾性表面波素子 11 0の物理的な変化を考慮しなければならない。

[0141] 図 22を参照した第 7の実施の形態に従った弾性表面波素子 130によれば、 3次元基体 112の外表面において電気音響変換素子 114を形成した複数の伝搬表面帯 1 12aの中の少なくとも 1つの伝搬表面帯 112aを変化を検出しようと意図している外部環境力隔離するとともに、電気音響変換素子 114を形成した複数の伝搬表面帯 11 2aの中の残りの少なくとも 1つの伝搬表面帯 112aを前記外部環境に接触するよう構成する。

[0142] このような構成であれば、外部環境から隔離されている伝搬表面帯 112a上の電気音響変換素子 114からそれが対応している前述の電気音響変換素子制御ユニット 1 20が受信した信号は外部環境の変化に伴なう弾性表面波素子 110の物理的な変化を示し、前記外部環境に接触した前記残りの少なくとも 1つの伝搬表面帯 112aの電気音響変換素子 114からそれが対応している前述の電気音響変換素子制御ュニット 120が受信した信号は外部環境の変化に伴なう弾性表面波素子 110の物理的な変化に加えて外部環境の変化を示すことになる。

[0143] 従って、前記外部環境に接触した前記残りの少なくとも 1つの伝搬表面帯 112aの電気音響変換素子 114からそれが対応している前述の電気音響変換素子制御ュニット 120が受信した信号から、外部環境から隔離されている伝搬表面帯 112a上の電気音響変換素子 114からそれが対応している前述の電気音響変換素子制御ュニット 120が受信した信号を差し引けば、純粋に外部環境の変化のみを検出することが可能になる。

[0144] [第 7の実施の形態の変形例]

図 23には、図 22を参照しながら説明した第 7の実施の形態に従った弾性表面波素子 130の変形例が示されている。

[0145] この変形例では、 3次元基体 112の外表面において複数の伝搬表面帯 112aの交差領域に複数の伝搬表面帯 112aに共通の共通励起用電気音響変換素子 114'が形成されている。共通励起用電気音響変換素子 114'は共通励起用電気音響素子制御ユニット 120'に接続されていて、共通励起用電気音響素子制御ユニット 120' は共通励起用電気音響変換素子 114'を複数の伝搬表面帯 112aに同時に同じ周波数の弾性表面波を励起させ伝搬させるよう制御する。

[0146] そして、複数の伝搬表面帯 1 12aの夫々において相互に重複しない位置に受信用電気音響変換素子 114"が形成されている。複数の受信用電気音響変換素子 114 の夫々は受信用電気音響変換素子制御ユニット 120"に接続されているとともに、夫々の受信用電気音響変換素子制御ユニット 120~を介して夫々の受信用電気音響変換素子制御ユニット 120"が受信した信号の差異を検出する信号差異検出手段 124に接続されている。

[0147] そして通常は、複数の受信用電気音響変換素子 114"は複数の伝搬表面帯 112 aから同時に弾性表面波を受信する。し力ながら、例えば、いずれか 1つの伝搬表面帯 112aに隣接する外部空間の部分の環境の変化により、いずれか 1つの伝搬表面帯 112aに例えば液体などの異物が接すると、異物が接したいずれか 1つの伝搬表面帯 112aにおける弾性表面波の伝搬速度と異物に接していない残りの複数の伝搬表面帯 112aにおける弾性表面波の伝搬速度との間で差異が生じる。この差異により、複数の受信用電気音響変換素子 114~に複数の受信用電気音響変換素子制御ユニット 120~を介して接続されている信号差異検出手段 124は上記外部空間の部分の環境の変化の程度を知ることが出来る。

[0148] なお、この変形例では、複数の伝搬表面帯 112aに対し 1つの共通励起用電気音響変換素子 114'が形成されているとともに対応する複数の受信用電気音響変換素子 114~が形成されているので、 1つの共通励起用電気音響変換素子 114'の為に 1つの共通励起用電気音響素子制御ユニット 120'が、また複数の受信用電気音響変換素子 114~の為に複数の受信用電気音響変換素子制御ユニット 120~が設けられている。

[0149] このような変形例の共通励起用電気音響素子制御ユニット 120'や複数の受信用電気音響変換素子制御ユニット 120' 'の夫々の回路設計は、図 22中に示されてレ、る第 7の実施の形態の複数の伝搬表面帯 112aに対し複数の送受信用の電気音響変換素子 114に対応して設けられている複数の送受信制御用の電気音響変換素子制御ユニット 120の夫々の回路設計に比べ、遥かに容易である。

[0150] [第 8の実施の形態]

次に、図 24を参照しながら、この発明に従った弾性表面波素子の第 8の実施の形態を詳細に説明する。

[0151] 第 8の実施の形態に従った弾性表面波素子 140は、 3次元基体 112が凹所又は中空部を有していて、これら凹所又は中空部の内表面 112cが、弾性表面波が伝搬可能な曲面が円環状に連続した伝搬表面帯 112aを含んでいる。図 24には中空部の一種である貫通孔を有した 3次元基体 112が示されてレ、る。

[0152] 3次元基体 112は、前述の第 6の実施の形態，そしてその第 1又は第 2の変形例の

3次元基体 112と同様に、全体が LiNbO結晶， LiTaO結晶，又は水晶により形成

3 3

されている。そして、前述の第 6の実施の形態，そしてその第 1又は第 2の変形例の 3 次元基体 112の外表面に 3次元基体 112を形成している結晶の種類に特有の複数の結晶面の少なくとも 1つと前記外表面との交線に伝搬表面帯 112aを沿わせる基準となる最大外周線 1 12bが規定されていたのと同様に、第 8の実施の形態に従った弾性表面波素子 140の 3次元基体 112の内表面に 3次元基体 112を形成している結晶の種類に特有の複数の結晶面の少なくとも 1つと前記内表面との交線に伝搬表面帯 112aを沿わせる基準となる少なくとも 1つの最大外周線 112bが規定されている。そして、この内表面上で最大外周線 112bに沿い連続して延出するよう伝搬表面帯 11 2aが規定されている。この実施の形態の 3次元基体 112の内表面における伝搬表面帯 112aの規定の仕方は、前述の第 6の実施の形態，そしてその第 1又は第 2の変形例の 3次元基体 112の外表面における伝搬表面帯 1 12aの規定の仕方と同じである。従って好ましくは前記内表面上の伝搬表面帯 112aの範囲内に最大外周線 112b が含まれている。

[0153] そして、この実施の形態の 3次元基体 112の内表面における伝搬表面帯 112aにも、伝搬表面帯 112aの範囲内で最大外周線 112bに沿い弾性表面波を大きく減衰させることなく伝搬させるよう電気音響変換素子 114が形成されていて、電気音響変換素子 114には前述の電気音響変換素子制御ユニット 120が接続されている。

[0154] この実施の形態においても、前記内表面は伝搬表面帯 112aが前述した所定の方法により規定されていれば、伝搬表面帯 112a以外の部位の形状は任意である。

[0155] この実施の形態の弾性表面波素子 140は、電気音響変換素子 114により伝搬表面帯 112aに励起され伝搬表面帯 112a内を例えば 1周回当たり 80%以上のェネルギーを保って大きく減衰することなく伝搬する弾性表面波が、 3次元基体 112の内表面における伝搬表面帯 112aが接する環境である貫通孔の内部空間を通過する流体 (気体又は流体）の種々の変化に対応して、変化するのを電気音響変換素子 114 を介して電気音響変換素子制御ユニット 120により電気信号として受信することにより、前記環境の変化、即ち差異、を検知することが出来る。

[0156] さらに、この実施の形態においても、図 22を参照しながら前述した第 7の実施の形態の弾性表面波素子 130と同様に、前記内表面に 3次元基体 112を形成している結晶の種類に特有の複数の結晶面と前記内表面との複数の交線に一致させた複数の最大外周線 112bに沿った複数の伝搬表面帯 112aの夫々に、他の伝搬表面帯 112 aとの交差部位を除き前述の電気音響変換素子制御ユニット 120が接続されている電気音響変換素子 114を形成することが出来る。そしてこの場合も、図 22を参照しな力前述した第 7の実施の形態の弾性表面波素子 130と同様に、より精密に環境の差異を検出することが出来る環境差異検出装置として使用することが出来る。

[0157] またさらに、この実施の形態においても、図 23を参照しながら前述した第 7の実施の形態の変形例の弾性表面波素子 130と同様に、前記外表面に 3次元基体 112を形成している結晶の種類に特有の複数の結晶面と前記外表面との複数の交線に一致させた複数の最大外周線 112bに沿った複数の伝搬表面帯 112aの交差領域に複数の伝搬表面帯 112aに共通の共通励起用電気音響変換素子 114'を形成するとともに複数の伝搬表面帯 112aの夫々において上記交差領域外に受信用電気音響変換素子 114~を形成することも出来る。そしてこの場合も、図 23を参照しながら前述した第 7の実施の形態の変形例の弾性表面波素子 130と同様に、より精密に環境の差異を検出することが出来る環境差異検出装置として使用することが出来る。

[0158] [第 9の実施の形態]

次に、図 25及び図 26を参照しながら、この発明に従った弾性表面波素子の第 9の実施の形態を詳細に説明する。

[0159] 第 9の実施の形態に従った弾性表面波素子 150は、前述の第 6の実施の形態，そしてその第 1又は第 2の変形例の 3次元基体 112と同様に、全体が LiNb〇結晶， Li

3

TaO結晶，又は水晶により形成されている球形状の 3次元基体 112を備えている。 3

3

次元基体 112の外表面には、 3次元基体 112の材料の複数の結晶面と前記外表面との複数の交線の少なくとも 1つを最大外周線 112bとし最大外周線 112bに沿レ、円環状に連続する伝搬表面帯 112aを規定している。この実施の形態の弾性表面波素子 150の 3次元基体 112の外表面上の伝搬表面帯 112aもまた、前述の第 6の実施の形態，そしてその第 1又は第 2の変形例の 3次元基体 112の外表面上の伝搬表面帯 112aと同様に、好ましくは伝搬表面帯 112aの範囲内に最大外周線 112bを含んでいる。

[0160] この実施の形態の弾性表面波素子 150が、第 6の実施の形態やその第 1及び第 2 の変形例の弾性表面波素子 110と異なっているのは、 3次元基体 112の外表面上の伝搬表面帯 112aに表面弾性波を励起させ、励起させた弾性表面波を伝搬表面帯 1 12aの範囲内で最大外周線 112bに沿い伝搬させる電気音響変換素子 114が 3次元基体 112の外表面上の伝搬表面帯 112aに直接形成されてレ、なレ、ことである。

[0161] この実施の形態では、 3次元基体 112の外表面上の伝搬表面帯 112a以外の部分を支持する台座 152が伝搬表面帯 112aとの間に所定の隙間 Sを介して対面する伝搬表面帯対面領域 152aを有していて、台座 152の伝搬表面帯対面領域 152aに電気音響変換素子 114が形成されている。伝搬表面帯 112aに対する電気音響変換素子 114の寸法や配置は、第 6の実施の形態やその第 1及び第 2の変形例の弾性表面波素子 110において伝搬表面帯 112aに電気音響変換素子 114が直接形成されている場合と同様である。

[0162] なお所定の隙間 Sは、電気音響変換素子 114が櫛型電極のようなすだれ状電極 1 22の場合、すだれ状電極 122のパターンの複数の線要素 (端子）の配列周期 P (図 1 7参照）の 4分の 1以下であることが好ましい。所定の隙間 Sが配列周期 P (図 17参照 )の 4分の 1以上であると、電気音響変換素子 114は 3次元基体 112の外表面上の伝搬表面帯 112aに所望の弾性表面波を常に確実に励起させることが難しくなる。

[0163] 第 9の実施の形態に従った弾性表面波素子 150は、前述の第 6の実施の形態，そしてその第 1又は第 2の変形例の 3次元基体 112と同様に、使用することができる。しかも、電気音響変換素子 114が 3次元基体 112の外表面上の伝搬表面帯 112aに所定の隙間 Sを介して対面している場合には、 3次元基体 112の外表面上の伝搬表面帯 112aに電気音響変換素子 114が直接形成されている場合と比べると、伝搬表面帯 112aに直接形成されている電気音響変換素子 114が電気音響変換素子 114により伝搬表面帯 112aに励起され伝搬表面帯 112a中を伝搬する弾性表面波に極僅かに与える力も知れない影響を排除することが出来、伝搬表面帯 112a中を伝搬する弾性表面波の変化をより精密に検知することが出来る。

[0164] さらに第 9の実施の形態に従った弾性表面波素子 150においても、図 23を参照して前述したこの発明の第 7の実施の形態の変形例のように、 3次元基体 112の外表面上に規定することが出来る複数の最大外周線 112bに沿う複数の伝搬表面帯 112 aの交差領域に、台座 152の伝搬表面帯対面領域 152aを対面させるとともに、この伝搬表面帯対面領域 152aに 3次元基体 112の外表面上の複数の伝搬表面帯 112 aの上記交差領域に所定の隙間 Sを介して対面する共通励起用電気音響変換素子 114'を形成することが出来る。さらに、複数の伝搬表面帯 112aの夫々において上記交差領域外に伝搬表面帯対面領域 152aを有した台座 152と同様な追加の台座の伝搬表面帯対面領域を対面させるとともに、この追加の台座の伝搬表面帯対面領域に 3次元基体 112の外表面上の複数の伝搬表面帯 112aの夫々におレ、て上記交差領域外に所定の隙間 Sを介して対面する受信用電気音響変換素子 114~を形成することが出来る。そしてこの場合も、図 23を参照しながら前述した第 7の実施の形態の変形例の弾性表面波素子 130と同様に、より精密に環境の差異を検出することが出来る環境差異検出装置として使用することが出来る。

[0165] [第 10の実施の形態]

次に、図 27を参照しながら、この発明に従った弾性表面波素子の第 10の実施の形態を詳細に説明する。

[0166] 第 10の実施の形態に従った弾性表面波素子 160は半球形状を有している 3次元基体 112'を備えていて、 3次元基体 112'の外表面に弾性表面波が伝搬可能な曲面が連続した少なくとも円環状の曲面の一部によってなる伝搬表面帯 112' aを含んでいる。

[0167] 半球形状の 3次元基体 112'は、前述の第 6の実施の形態，そしてその第 1又は第

2の変形例の 3次元基体 112と同様に、全体が LiNbO結晶， LiTaO結晶，又は水

3 3

晶により形成されている。そして、前述の第 6の実施の形態，そしてその第 1又は第 2 の変形例の 3次元基体 112の外表面に 3次元基体 112を形成している結晶の種類に特有の複数の結晶面の少なくとも 1つと前記外表面との交線に、伝搬表面体 112aを連続して沿わせる基準となる最大外周線 112bが規定されていたのと同様に、第 10 の実施の形態に従った弾性表面波素子 160の 3次元基体 112'の半球形状の外表面に 3次元基体 112'を形成している結晶の種類に特有の複数の結晶面の少なくとも 1つと前記外表面との交線に一致させて、伝搬表面体 112' aを連続して沿わせる基準となる少なくとも 1つの最大外周線 112'bが規定されている。そして、好ましくは伝搬表面帯 112' aの範囲内に最大外周線 112'bが含まれている。

[0168] この実施の形態の 3次元基体 112'の外表面において伝搬表面帯 112' aを沿わせる基準となる最大外周線 112'bの規定の仕方は、前述の第 6の実施の形態，そしてその第 1又は第 2の変形例の 3次元基体 112の外表面における最大外周線 112bの規定の仕方と同じである。

[0169] そして、この実施の形態の 3次元基体 112'の外表面における伝搬表面帯 112 ^にも、伝搬表面帯 112 ^の範囲内で最大外周線 112'bに沿い弾性表面波を 1周回当たり少なくとも 80%以上のエネルギを保ち伝搬させるよう電気音響変換素子 114が直接形成されていて、電気音響変換素子 114には前述の電気音響変換素子制御ュニット 120が接続されている。

[0170] この実施の形態においては、電気音響変換素子 114により伝搬表面帯 112 の範圏内に励起され伝搬表面帯 112'aの範囲内で最大外周線 112'bに沿い伝搬する弾性表面波の伝搬方向に電気音響変換素子 114から離れた位置に、弾性表面波反射体 162が形成されている。弾性表面波反射体 162は、電気音響変換素子 114 力伝搬表面帯 112'a中を弾性表面波反射体 162に向い伝搬して来た弾性表面波を伝搬表面帯 112' aを同じ経路で電気音響変換素子 114に向うよう反射する。

[0171] この実施の形態においても、前記外表面は伝搬表面帯 112'aが前述した所定の方法により規定されていれば、伝搬表面帯 112'a以外の部位の形状は任意である。

[0172] この実施の形態においても、 3次元基体 112'は伝搬表面帯 112'a以外の部分が図示しなレ、台座に支持されてレ、る。

[0173] この実施の形態の弾性表面波素子 160は、電気音響変換素子 114により少なくとも円環状の曲面の一部によってなる伝搬表面帯 112' aに励起され伝搬表面帯 112' a内を大きく減衰することなく伝搬する弾性表面波が、 3次元基体 112の外表面における伝搬表面帯 112 が接する環境である外部空間に含まれている流体 (気体又は流体）の種々の変化に対応して、変化するのを電気音響変換素子 114を介して電気音響変換素子制御ユニット 120により電気信号として受信することにより、前記環境の変化、即ち差異、を検知することが出来る。

[0174] さらに、この実施の形態においても、図 22を参照しながら前述した第 7の実施の形態の弾性表面波素子 130と同様に、前記外表面に 3次元基体 112'を形成している結晶の種類に特有の複数の結晶面と前記外表面との複数の交線により規定された複数の最大外周線 112'bに沿った複数の伝搬表面帯 112'aの夫々に、他の伝搬表面帯 112 との交差部位を除き前述の電気音響変換素子制御ユニット 120が接続されている電気音響変換素子 114を形成することが出来る。なおこの場合、複数の伝搬表面帯 112' aの夫々において他の伝搬表面帯 112 との交差部位を除き電気音響変換素子 114と対向する位置に弾性表面波反射体 162が設置される。

[0175] さらに、図 23を参照しながら前述した第 7の実施の形態の変形例の弾性表面波素子 130と同様に、 3次元基体 112'の外表面の複数の伝搬表面帯 112'aの交差領域に共通励起用電気音響変換素子 114 'を形成するとともに、複数の伝搬表面帯 112 ^の夫々において交差領域外に弾性表面波反射体 162の代わりに受信用電気音響変換素子 114"を形成しても良レ、。

[0176] またさらに、この実施の形態においても、図 24を参照しながら前述した第 8の実施の形態の弾性表面波素子 140と同様に、 3次元基体 112に形成した例えば半球形状の凹所又は空洞の内表面に中心線 112bを伴なつた少なくとも円環状の曲面の一部によってなる伝搬表面帯 112aを規定し、このような伝搬表面帯 112aに中心線 11 2aに沿い相互に離間し相互に対向する電気音響変換素子 114及び弾性表面波反射体 162を設置するよう変形させることも出来る。

[0177] またさらに、この実施の形態においても、図 25及び図 26を参照しながら前述した第 9の実施の形態の弾性表面波素子 150と同様に、 3次元基体 112'の伝搬表面帯 11 2aに直接電気音響変換素子 114を形成するのではなぐ伝搬表面帯 112aに対し所定の隙間 Sを介して対向するよう前述の図示しない台座に電気音響変換素子 114を形成することも出来るし、 3次元基体 112'の外表面の複数の伝搬表面帯 112'aの交差領域に所定の隙間 Sを介して対向するよう前述の図示しない台座に共通励起用電気音響変換素子 114'を形成するとともに複数の伝搬表面帯 112' aの夫々において交差領域以外に所定の隙間 Sを介して対向するよう前述の図示しない台座に受信用電気音響変換素子 114"を形成することも出来る。

[0178] さらに、弾性表面波反射体 162の代わりに前述の電気音響変換素子制御ユニット 1 20が接続されているもう 1つの電気音響変換素子 114を使用することも出来る。産業上の利用可能性

[0179] 弾性表面波素子は、例えば遅延線，発振素子，共振素子，周波数選択素子，例えば化学センサやバイオセンサや圧力センサを含む種々の環境差異を検出する環境差異検出装置の一部として、或いはリモートタグ等として使用される。

Claims

請求の範囲

[1] 弾性表面波が伝搬可能な曲面が連続した少なくとも円環状の曲面の一部を含む表面を有する 3次元基体（12, 12Ίと；

前記表面に前記弾性表面波を励起し前記表面に沿い前記弾性表面波を伝搬させるとともに前記表面を伝搬する前記弾性表面波を受信可能な電気音響変換素子 (14 )と；

を備えており、

前記 3次元基体（12, 12Ίが Bi SiO 結晶であり、

12 20

前記 3次元基体（12， 12Ίの前記表面において前記電気音響変換素子 (14)は、 B i SiO 結晶の結晶面（111)と前記表面との交線に沿い、前記励起した弾性表面

12 20

波を伝搬させており、前記交線は前記表面の最大外周線（12b， 12'b)になっていることを特徴とする弾性表面波素子。

[2] 前記 3次元基体（12)の前記表面が少なくとも球面の一部を有する、ことを特徴とする請求項 1に記載の弾性表面波素子。

[3] 前記 3次元基体の前記表面（12)に対し前記弾性表面波を励起し前記表面に沿い前記弾性表面波を伝搬させるとともに前記表面を伝搬する前記弾性表面波を受信可能な電気音響変換素子（14)の送受信部分が、前記 3次元基体（12)の前記表面において前記交線の一部を含むように配置されている、ことを特徴とする請求項 2に記載の弾性表面波素子。

[4] 前記表面は、前記弾性表面波が伝搬可能な曲面が円環状に連続しており、

前記電気音響変換素子（14)は、前記表面に前記弾性表面波を励起し前記交線に沿い前記弾性表面波を伝搬し周回させる、

ことを特徴とする請求項 1に記載の弾性表面波素子。

[5] 前記 3次元基体（12)の前記表面が球面である、ことを特徴とする請求項 4に記載の弾性表面波素子。

[6] 前記 3次元基体の前記表面（12)に対し前記弾性表面波を励起し前記表面に沿い前記弾性表面波を伝搬させるとともに前記表面を伝搬する前記弾性表面波を受信可能な電気音響変換素子（14)の送受信部分が、前記 3次元基体（12)の前記表面において前記交線の一部を含むように配置されている、ことを特徴とする請求項 5に記載の弾性表面波素子。

[7] 前記表面に沿い前記交線の延出方向と交差する方向において、前記電気音響変換素子 (14)が前記表面に対し弾性表面波を励起し前記交線に沿い前記弾性表面波のエネルギーを 1周回当たり 80%以上保って伝搬するとともに前記弾性表面波を受信可能な寸法が、前記表面において前記交線と直交する方向に延びる曲面の曲率半径の 1. 5分の 1以下である、

ことを特徴とする請求項 1乃至 6のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[8] 前記電気音響変換素子 (14)は、前記対応する交線に対し、前記交線に沿い前記電気音響変換素子から出射される弾性表面波のエネルギーの流れる密度が最大になる方位（MD)が 20° を含む 20° 以内になるよう前記表面に配置されている、ことを特徴とする請求項 7に記載の弾性表面波素子。

[9] 前記電気音響変換素子 (14)が、前記 3次元基体（12、 12Ίの前記表面において弾性表面波が伝搬する伝搬表面帯（12a、 12 ）に形成されている、ことを特徴とする請求項 1乃至 6のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[10] 前記電気音響変換素子 (14)はすだれ状電極（22)を備えていて、前記すだれ状電極 (22)は、前記すだれ状電極 (22)の複数の端子（22a)において前記表面に対し弾性表面波を励起するとともに前記表面に伝搬する前記弾性表面波を受信可能な送受信部分に対し前記表面に沿い直交する線 (〇L)が、対応する交線に対し 10° 以下の範囲に含まれるよう構成されている、ことを特徴とする請求項 1乃至 6のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[11] 前記交線に沿った方向における前記すだれ状電極 (22)の複数の端子 (22a)の配列周期（P)は、前記交線の曲率半径の 1/10以下である、ことを特徴とする請求項 1 0に記載の弾性表面波素子。

[12] 前記 3次元基体（12、 12')の前記表面は、前記 3次元基体（12、 12')の外表面である、ことを特徴とする請求項 1乃至 6のいずれ力 1項に記載の弾性表面波素子。

[13] 前記 3次元基体（12、 12Ίは凹所又は中空部を有していて、前記表面は、前記 3 次元基体（12、 12')の凹所又は中空部の内表面（12c)である、ことを特徴とする請求項 1乃至 6のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[14] 請求項 1乃至 6のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子の表面において複数の交線に沿い複数の電気音響変換素子 (14)に弾性表面波を励起させ伝搬させるとともに伝搬する前記弾性表面波を受信させて受信信号を出力させ、複数の電気音響変換素子 (14)から出力される受信信号を比較し、前記表面において複数の弾性表面波が伝搬する複数の部分が接する空間の複数の部分の環境の差異を検出する、ことを特徴とする環境差異検出装置。

[15] 弾性表面波が伝搬可能な曲面が連続した少なくとも円環状の曲面の一部を含む表面を有する 3次元基体（12、 12Ίと；

前記表面に前記弾性表面波を励起し前記表面に沿い前記弾性表面波を伝搬させるとともに前記表面を伝搬する前記弾性表面波を受信可能な電気音響変換素子 (14

)と；

を備えていて、

前記 3次元基体（12、 12Ίが Li B〇結晶であり、

2 4 7

前記 3次元基体の前記表面において前記電気音響変換素子 (14)は、 Li B〇結

2 4 7 晶の C結晶軸と直交する方向を法線とする結晶面と前記表面との交線に沿い、前記励起した弾性表面波を伝搬させており、前記交線は前記表面の最大外周線（12b、 12'b)になっている、

ことを特徴とする弾性表面波素子。

[16] 前記 3次元基体 (12)の前記表面が少なくとも球面の一部を有する、ことを特徴とする請求項 15に記載の弾性表面波素子。

[17] 前記 3次元基体 (12)の前記表面に対し前記弾性表面波を励起し前記表面に沿い前記弾性表面波を伝搬させるとともに前記表面を伝搬する前記弾性表面波を受信可能な電気音響変換素子 (14)の送受信部分が、前記 3次元基体 (12)の前記表面において前記交線の一部を含むように配置されている、ことを特徴とする請求項 16に記載の弾性表面波素子。

[18] 前記表面は、前記弾性表面波が伝搬可能な曲面が円環状に連続しており、前記電気音響変換素子 (14)は、前記表面に前記弾性表面波を励起し前記交線に沿い前記弾性表面波を伝搬し周回させる、

ことを特徴とする請求項 15に記載の弾性表面波素子。

[19] 前記 3次元基体 (12)の前記表面が球面である、ことを特徴とする請求項 18に記載の弾性表面波素子。

[20] 前記 3次元基体 (12)の前記表面に対し前記弾性表面波を励起し前記表面に沿い前記弾性表面波を伝搬させるとともに前記表面を伝搬する前記弾性表面波を受信可能な電気音響変換素子 (14)の送受信部分が、前記 3次元基体 (12)の前記表面において前記交線の一部を含むように配置されている、ことを特徴とする請求項 19に記載の弾性表面波素子。

[21] 前記表面に沿い前記交線の延出方向と交差する方向において、前記電気音響変換素子 (14)が前記表面に対し弾性表面波を励起し前記交線に沿い前記弾性表面波のエネルギーを 1周回当たり 80%以上保って伝搬するとともに前記弾性表面波を受信可能な寸法が、前記表面において前記交線と直交する方向に延びる曲面の曲率半径の 1. 5分の 1以下である、

ことを特徴とする請求項 15乃至 20のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[22] 前記電気音響変換素子 (14)は、前記対応する交線に対し、前記交線に沿い前記電気音響変換素子から出射される弾性表面波のエネルギーの流れる密度が最大になる方位（22)が 20° を含む 20° 以内になるよう前記表面に配置されている、ことを特徴とする請求項 21に記載の弾性表面波素子。

[23] 前記電気音響変換素子 (14)が、前記 3次元基体（12、 12')の前記表面において弾性表面波が伝搬する伝搬表面帯（12a、 12' a)に形成されている、ことを特徴とする請求項 15乃至 20のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[24] 前記電気音響変換素子 (14)はすだれ状電極（22)を備えていて、前記すだれ状電極 (22)は、前記すだれ状電極 (22)の複数の端子（22a)において前記表面に対し弾性表面波を励起するとともに前記表面に伝搬する前記弾性表面波を受信可能な送受信部分に対し前記表面に沿い直交する線 (〇L)が、対応する交線に対し 10° 以下の範囲に含まれるよう構成されている、ことを特徴とする請求項 15乃至 20のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[25] 前記交線に沿った方向における前記すだれ状電極 (22)の複数の端子 (22a)の配列周期（P)は、前記交線の曲率半径の 1/10以下である、ことを特徴とする請求項 2

4に記載の弾性表面波素子。

[26] 前記 3次元基体（12、 12')の前記表面は、前記 3次元基体（12、 12' )の外表面である、ことを特徴とする請求項 15乃至 20のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[27] 前記 3次元基体（12、 12')は凹所又は中空部を有していて、前記表面は、前記 3 次元基体（12、 12Ίの凹所又は中空部の内表面（12c)である、ことを特徴とする請求項 15乃至 20のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[28] 請求項 15乃至 20のいずれ力 1項に記載の弾性表面波素子の表面において複数の交線に沿い複数の電気音響変換素子 (14)に弾性表面波を励起させ伝搬させるとともに伝搬する前記弾性表面波を受信させて受信信号を出力させ、複数の電気音響変換素子 (14)から出力される受信信号を比較し、前記表面において複数の弾性表面波が伝搬する複数の部分が接する空間の複数の部分の環境の差異を検出する、ことを特徴とする環境差異検出装置。

[29] 弾性表面波が伝搬可能な曲面が連続した少なくとも円環状の曲面の一部を含む表面を有する 3次元基体（12、 12Ίと；

)と；

を備えており、

前記 3次元基体（12、 12')が Li B O結晶であり、

2 4 7

前記 3次元基体（12、 12')の前記表面において前記電気音響変換素子 (14)は、 L

1 B O結晶の C結晶軸から任意の方向に 30° と 40° との間で傾斜した方向を法線

2 4 7

とする結晶面と前記表面との交線に沿い、前記励起した弾性表面波を伝搬させており、前記交線は前記表面の最大外周線（12b、 12'b)になっている、

ことを特徴とする弾性表面波素子。

[30] 前記 3次元基体の前記表面が少なくとも球面の一部を有する、ことを特徴とする請求項 29に記載の弾性表面波素子。

[31] 前記 3次元基体の前記表面に対し前記弾性表面波を励起し前記表面に沿い前記弾性表面波を伝搬させるとともに前記表面を伝搬する前記弾性表面波を受信可能な電気音響変換素子の送受信部分が、前記 3次元基体の前記表面において前記交線の一部を含むように配置されている、ことを特徴とする請求項 30に記載の弾性表面波素子。

[32] 電気音響変換素子の前記送受信部がさらに、前記 3次元基体の前記表面において前記 C軸から任意の方向に 75° と 105° との間の領域に少なくとも一部を配置されてレ、る、ことを特徴とする請求項 31に記載の弾性表面波素子。

[33] 前記表面は、前記弾性表面波が伝搬可能な曲面が円環状に連続しており、

前記電気音響変換素子は、前記表面に前記弾性表面波を励起し前記交線に沿い前記弾性表面波を伝搬し周回させる、

ことを特徴とする請求項 29に記載の弾性表面波素子。

[34] 前記 3次元基体の前記表面が球面である、ことを特徴とする請求項 33に記載の弹性表面波素子。

[35] 前記 3次元基体の前記表面に対し前記弾性表面波を励起し前記表面に沿レ、前記弾性表面波を伝搬させるとともに前記表面を伝搬する前記弾性表面波を受信可能な電気音響変換素子の送受信部分が、前記 3次元基体の前記表面において前記交線の一部を含むように配置されている、ことを特徴とする請求項 34に記載の弾性表面波素子。

[36] 電気音響変換素子の前記送受信部がさらに、前記 3次元基体の前記表面において前記 C軸から任意の方向に 75° と 105° との間の領域に少なくとも一部を配置されている、ことを特徴とする請求項 35に記載の弾性表面波素子。

[37] 前記表面に沿い前記交線の延出方向と交差する方向において、前記電気音響変換素子 (14)が前記表面に対し弾性表面波を励起し前記交線に沿い前記弾性表面波のエネルギーを 1周回当たり 80%以上保って伝搬するとともに前記弾性表面波を受信可能な寸法が、前記表面において前記交線と直交する方向に延びる曲面の曲率半径の 1. 5分の 1以下である、ことを特徴とする請求項 29乃至 36のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[38] 前記電気音響変換素子 (14)は、前記対応する交線に対し、前記交線に沿い前記電気音響変換素子から出射される弾性表面波のエネルギーの流れる密度が最大になる方位 (MD)が 20° を含む 20° 以内になるよう前記表面に配置されている、ことを特徴とする請求項 37に記載の弾性表面波素子。

[39] 前記電気音響変換素子 (14)が、前記 3次元基体（12、 12')の前記表面において弾性表面波が伝搬する伝搬表面帯（12a、 12'a)に形成されている、ことを特徴とする請求項 29乃至 36のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[40] 前記電気音響変換素子 (14)はすだれ状電極（22)を備えていて、前記すだれ状電極 (22)は、前記すだれ状電極 (22)の複数の端子（22a)において前記表面に対し弾性表面波を励起するとともに前記表面に伝搬する前記弾性表面波を受信可能な送受信部分に対し前記表面に沿い直交する線（OL)力対応する交線に対し 10° 以下の範囲に含まれるよう構成されている、ことを特徴とする請求項 29乃至 36のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[41] 前記交線に沿った方向における前記すだれ状電極 (22)の複数の端子 (22a)の配列周期（P)は、前記交線の曲率半径の 1/10以下である、ことを特徴とする請求項 4 0に記載の弾性表面波素子。

[42] 前記 3次元基体（12、 12')の前記表面は、前記 3次元基体（12、 12')の外表面である、ことを特徴とする請求項 29乃至 36のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[43] 前記 3次元基体（12、 12')は凹所又は中空部を有していて、前記表面は、前記 3 次元基体（12、 12')の凹所又は中空部の内表面（12c)である、ことを特徴とする請求項 29乃至 36のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[44] 請求項 29乃至 36のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子の表面において複数の交線に沿い複数の電気音響変換素子 (14)に弾性表面波を励起させ伝搬させるとともに伝搬する前記弾性表面波を受信させて受信信号を出力させ、複数の電気音響変換素子 (14)から出力される受信信号を比較し、前記表面において複数の弾性表面波が伝搬する複数の部分が接する空間の複数の部分の環境の差異を検出する、ことを特徴とする環境差異検出装置。弾性表面波が伝搬可能な曲面が連続した少なくとも円環状の曲面の一部を含む表面を有する 3次元基体（112, 112')と；

前記表面に前記弾性表面波を励起し前記表面に沿い前記弾性表面波を伝搬させるとともに前記表面を伝搬する前記弾性表面波を受信可能な電気音響変換素子（1 14， 114' , 114")と；

を備えていて、

前記 3次元基体（112, 112')が LiNbO結晶であり、

3

前記 3次元基体（112, 112Ίの前記表面において前記電気音響変換素子（114, 114' , 114~)は、 LiNbO結晶の結晶軸である +Y軸を X軸を回転中心に + Z方

3

向に 20° だけ回転させることにより規定された結晶軸を法線 (CA)とする結晶面と前記表面との交線及び LiNbO結晶の結晶軸である + Y軸を X軸を回転中心に一方

3

向に 26° だけ回転させることにより規定された結晶軸を法線（CB)とする結晶面と前記表面との交線の少なくともレ、ずれか一方の交線に沿い、前記励起した弾性表面波を伝搬させており、前記少なくともいずれか一方の交線は前記表面の最大外周線 (1 12b, 112^b)【こなってレヽる、

ことを特徴とする弾性表面波素子。

前記 3次元基体（112, 112Ίの前記表面において前記電気音響変換素子（114, 114'， 114~)は、 LiNbO結晶の結晶軸である + Y軸を X軸を回転中心に + Z方

3

向に 20° だけ回転させることにより規定された結晶軸を法線（CA)とする結晶面と前記表面との交線及び LiNbO結晶の結晶軸である +Y軸を X軸を回転中心に一方

3

向に 26° だけ回転させることにより規定された結晶軸を法線 (CB)とする結晶面と前記表面との交線の両方に沿い、前記励起した弾性表面波を伝搬させており、前記両方の交線の夫々は前記表面の最大外周線 (112b, 112'b)になっている、

ことを特徴とする請求項 45に記載の弾性表面波素子。

前記 3次元基体 (112)の前記表面が少なくとも球面の一部を有する、ことを特徴とする請求項 46に記載の弾性表面波素子。

前記表面は、前記弾性表面波が伝搬可能な曲面が円環状に連続しており、前記電気音響変換素子 (114, 114' , 114")は、前記表面に前記弾性表面波を励起し前記交線に沿い前記弾性表面波を伝搬し周回させる、

ことを特徴とする請求項 46に記載の弾性表面波素子。

[49] 前記 3次元基体 (112)の前記表面が球面である、ことを特徴とする請求項 48に記載の弾性表面波素子。

[50] 前記 3次元基体 (112)の前記表面が少なくとも球面の一部を有する、ことを特徴とする請求項 45に記載の弾性表面波素子。

[51] 前記表面は、前記弾性表面波が伝搬可能な曲面が円環状に連続しており、

前記電気音響変換素子 (114, 114' , 114")は、前記表面に前記弾性表面波を励起し前記交線に沿レ、前記弾性表面波を伝搬し周回させる、

ことを特徴とする請求項 45に記載の弾性表面波素子。

[52] 前記 3次元基体 (112)の前記表面が球面である、ことを特徴とする請求項 51に記載の弾性表面波素子。

[53] 前記表面に沿い前記交線の延出方向と交差する方向において、前記電気音響変換素子（114， 114' , 114")が前記表面に対し弾性表面波を励起し前記交線に沿い前記弾性表面波のエネルギーを 1周回当たり 80%以上保って伝搬するとともに前記弾性表面波を受信可能な寸法が、前記表面において前記交線と直交する方向に延びる曲面の曲率半径の 1. 5分の 1以下である、

ことを特徴とする請求項 45乃至 52のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[54] 前記電気音響変換素子（114， 114' , 114" )は、前記対応する交線に対し、前記交線に沿い前記電気音響変換素子（114， 114' , 114" )から出射される弾性表面波のエネルギーの流れる密度が最大になる方位 (MD)が 20° 以内になるよう前記表面に配置されている、ことを特徴とする請求項 53に記載の弾性表面波素子。

[55] 前記電気音響変換素子（114， 114' , 114" )が、前記 3次元基体 (112， 112') の前記表面において弾性表面波が伝搬する伝搬表面帯 (112a, 112' a)に形成されている、ことを特徴とする請求項 45乃至 52のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子

[56] 前記電気音響変換素子（114， 114' , 114" )はすだれ状電極 (122)を備えていて、前記すだれ状電極 (122)は、前記すだれ状電極 (122)の複数の端子（122a)において前記表面に対し弾性表面波を励起するとともに前記表面に伝搬する前記弾性表面波を受信可能な送受信部分が、対応する交線の一部を含むよう構成されている、ことを特徴とする請求項 45乃至 52のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[57] 前記交線に沿った方向における前記すだれ状電極 (122)の複数の端子（122a)の配列周期は、前記交線の曲率半径の 1/10以下である、ことを特徴とする請求項 56 に記載の弾性表面波素子。

[58] 前記 3次元基体 (112, 112')の前記表面は、前記 3次元基体 (112, 112')の外表面である、ことを特徴とする請求項 45乃至 52のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[59] 前記 3次元基体 (112, 112Ίは凹所又は中空部を有していて、前記表面は、前記

3次元基体 (112, 112')の凹所又は中空部の内表面 (112c)である、ことを特徴とする請求項 45乃至 52のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[60] 請求項 45乃至 52のいずれ力 1項に記載の弾性表面波素子の表面において複数の交線に沿い複数の電気音響変換素子（114， 114' , 114")に弾性表面波を励起させ伝搬させるとともに伝搬する前記弾性表面波を受信させて受信信号を出力させ、複数の電気音響変換素子（114, 114' , 114")から出力される受信信号を比較し、前記表面において複数の弾性表面波が伝搬する複数の部分が接する空間の複数の部分の環境の差異を検出する、ことを特徴とする環境差異検出装置。

[61] 弾性表面波が伝搬可能な曲面が連続した少なくとも円環状の曲面の一部を含む表面を有する 3次元基体 (112, 112')と；

を備えていて、

前記 3次元基体 (112, 112')^LiTaO結晶であり、

3

前記 3次元基体 (112, 112')の前記表面にぉレ、て前記電気音響変換素子（114， 114'， 114~)は、 LiTaO結晶の結晶軸である + Y軸を X軸を回転中心に _Z方向

3

に 45° だけ回転させることにより規定された結晶軸を法線 (CC)とする結晶面と前記表面との交線に沿い、前記励起した弾性表面波を伝搬させており、前記交線は前記表面の最大外周線 (112b, 112'b)になってレ、る、

ことを特徴とする弾性表面波素子。

[62] 前記 3次元基体 (112)の前記表面が少なくとも球面の一部を有する、ことを特徴とする請求項 61に記載の弾性表面波素子。

[63] 前記表面は、前記弾性表面波が伝搬可能な曲面が円環状に連続しており、

前記電気音響変換素子（114， 114' , 114" )は、前記表面に前記弾性表面波を励起し前記交線に沿レ、前記弾性表面波を伝搬し周回させる、

ことを特徴とする請求項 62に記載の弾性表面波素子。

[64] 前記 3次元基体（112)の前記表面が球面である、ことを特徴とする請求項 63に記載の弾性表面波素子。

[65] 前記表面に沿い前記交線の延出方向と交差する方向において、前記電気音響変換素子（114， 114' , 114")が前記表面に対し弾性表面波を励起し前記交線に沿い前記弾性表面波のエネルギーを 1周回当たり 80%以上保って伝搬するとともに前記弾性表面波を受信可能な寸法が、前記表面において前記交線と直交する方向に延びる曲面の曲率半径の 1. 5分の 1以下である、

ことを特徴とする請求項 61乃至 64のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[66] 前記電気音響変換素子（114， 114' , 114" )は、前記対応する交線に対し、前記交線に沿い前記電気音響変換素子（114， 114' , 114" )から出射される弾性表面波のエネルギーの流れる密度が最大になる方位 (MD)が 20° 以内になるよう前記表面に配置されている、ことを特徴とする請求項 65に記載の弾性表面波素子。

[67] 前記電気音響変換素子（114， 114' , 114" )が、前記 3次元基体 (112， 112') の前記表面において弾性表面波が伝搬する伝搬表面帯 (112a, 112' a)に形成されている、ことを特徴とする請求項 61乃至 64のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子

[68] 前記電気音響変換素子（114， 114' , 114" )はすだれ状電極 (122)を備えていて、前記すだれ状電極 (122)は、前記すだれ状電極 (122)の複数の端子（122a)において前記表面に対し弾性表面波を励起するとともに前記表面に伝搬する前記弾性表面波を受信可能な送受信部分が、対応する交線の一部を含むよう構成されている、ことを特徴とする請求項 61乃至 64のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[69] 前記交線に沿った方向における前記すだれ状電極 (122)の複数の端子（122a)の配列周期は、前記交線の曲率半径の 1/10以下である、ことを特徴とする請求項 68 に記載の弾性表面波素子。

[70] 前記 3次元基体 (112, 112')の前記表面は、前記 3次元基体 (112, 112')の外表面である、ことを特徴とする請求項 61乃至 64のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[71] 前記 3次元基体 (112, 112Ίは凹所又は中空部を有していて、前記表面は、前記 3次元基体 (112, 112')の凹所又は中空部の内表面 (112c)である、ことを特徴とする請求項 61乃至 64のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[72] 請求項 61乃至 64のいずれ力 1項に記載の弾性表面波素子の表面において複数の交線に沿い複数の電気音響変換素子（114， 114' , 114")に弾性表面波を励起させ伝搬させるとともに伝搬する前記弾性表面波を受信させて受信信号を出力させ、複数の電気音響変換素子（114, 114' , 114")から出力される受信信号を比較し、前記表面において複数の弾性表面波が伝搬する複数の部分が接する空間の複数の部分の環境の差異を検出する、ことを特徴とする環境差異検出装置。

[73] 弾性表面波が伝搬可能な曲面が連続した少なくとも円環状の曲面の一部を含む表面を有する 3次元基体 (112, 112')と；

を備えていて、

前記 3次元基体 (112, 112')が水晶であり、

前記 3次元基体 (112, 112')の前記表面にぉレ、て前記電気音響変換素子（114， 114' , 114")は、水晶の結晶軸である Y軸を法線とする結晶面と前記表面との交線に沿い、前記励起した弾性表面波を伝搬させており、前記交線は前記表面の最大外周線 (112b, 112'b)になっている、ことを特徴とする弾性表面波素子。

[74] 前記 3次元基体 (112)の前記表面が少なくとも球面の一部を有する、ことを特徴とする請求項 73に記載の弾性表面波素子。

[75] 前記表面は、前記弾性表面波が伝搬可能な曲面が円環状に連続しており、

前記電気音響変換素子（114， 114' , 114" )は、前記表面に前記弾性表面波を励起し前記交線に沿い前記弾性表面波を伝搬し周回させる、

ことを特徴とする請求項 73に記載の弾性表面波素子。

[76] 前記 3次元基体 (112)の前記表面が球面である、ことを特徴とする請求項 75に記載の弾性表面波素子。

[77] 前記表面に沿い前記交線の延出方向と交差する方向において、前記電気音響変換素子（114， 114' , 114")が前記表面に対し弾性表面波を励起し前記交線に沿い前記弾性表面波のエネルギーを 1周回当たり 80%以上保って伝搬するとともに前記弾性表面波を受信可能な寸法が、前記表面において前記交線と直交する方向に延びる曲面の曲率半径の 1. 5分の 1以下である、

ことを特徴とする請求項 73乃至 76のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[78] 前記電気音響変換素子（114， 114' , 114" )は、前記対応する交線に対し、前記交線に沿い前記電気音響変換素子（114， 114' , 114" )から出射される弾性表面波のエネルギーの流れる密度が最大になる方位 (MD)が 20° 以内になるよう前記表面に配置されている、ことを特徴とする請求項 77に記載の弾性表面波素子。

[79] 前記電気音響変換素子（114， 114' , 114" )が、前記 3次元基体 (112， 112') の前記表面において弾性表面波が伝搬する伝搬表面帯 (112a, 112' a)に形成されている、ことを特徴とする請求項 73乃至 76のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子

[80] 前記電気音響変換素子（114， 114' , 114" )はすだれ状電極 (122)を備えていて、前記すだれ状電極 (122)は、前記すだれ状電極 (122)の複数の端子（122a)において前記表面に対し弾性表面波を励起するとともに前記表面に伝搬する前記弾性表面波を受信可能な送受信部分が、対応する交線の一部を含むよう構成されている、ことを特徴とする請求項 73乃至 76のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。 [81] 前記交線に沿った方向における前記すだれ状電極 (122)の複数の端子（122a)の配列周期は、前記交線の曲率半径の 1/10以下である、ことを特徴とする請求項 80 に記載の弾性表面波素子。

[82] 前記 3次元基体 (112, 112')の前記表面は、前記 3次元基体 (112, 112')の外表面である、ことを特徴とする請求項 73乃至 76のレ、ずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[83] 前記 3次元基体 (112, 112')は凹所又は中空部を有していて、前記表面は、前記 3次元基体 (112, 112')の凹所又は中空部の内表面 (112c)である、ことを特徴とする請求項 73乃至 76のいずれか 1項に記載の弾性表面波素子。

[84] 請求項 73乃至 76のいずれ力 1項に記載の弾性表面波素子の表面において複数の交線に沿い複数の電気音響変換素子（114， 114' , 114")に弾性表面波を励起させ伝搬させるとともに伝搬する前記弾性表面波を受信させて受信信号を出力させ、複数の電気音響変換素子（114, 114' , 114")から出力される受信信号を比較し、前記表面において複数の弾性表面波が伝搬する複数の部分が接する空間の複数の部分の環境の差異を検出する、ことを特徴とする環境差異検出装置。