JPH07321597A - 弾性表面波変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧電基板上に櫛歯状電極で構成した入力及び
出力電極を対向させた弾性表面波変換器において、不要
な反射波を充分に抑制するようにする。 【構成】 圧電基板２０上であって入力及び出力電極２
１，２２の外側位置に吸音剤を塗布した吸音部分２３，
２４を設け、吸音部分２３，２４を電極２１，２２に近
い第１部分２３ａ，２４ａと遠い第２部分２３ｂ，２４
ｂとに分割するとともに、第１部分２３ａ，２４ａの吸
音剤を第２部分２３ｂ，２４ｂの吸音剤より軟質にす
る。これにより、電極２１，２２側の第１部分２３ａ，
２４ａの端部における反射波が減少するとともに、第２
部分２３ｂ，２４ｂにおける弾性表面波の吸収量が大き
くなる結果、圧電基板２０の端部における反射波も減少
する。また、圧電基板２０の端面を同弾性表面波の伝搬
方向に対して斜めに形成して、同端部にて反射した反射
波の電極２１，２２への到達量を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、不要な反射波を抑制す
るようにした弾性表面波変換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置は、例えば図９に示
すように、厚さの薄い直方体状に成形した圧電基板１０
上に弾性表面波が伝搬する方向の端面に平行に櫛歯状の
入力電極１１及び出力電極１２を設けるとともに、圧電
基板１０上であって両電極１１，１２の各外側位置に吸
音剤を塗布した吸音部分１３，１４をそれぞれ設けて、
不要な反射波を抑制するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置にあっては、吸音部分１３，１４の各電極１１，１２
側の端部にて反射波Ｗ１が生じるとともに、圧電基板１
０の弾性表面波の伝搬方向側に位置する端部にて反射波
Ｗ２が生じるので、不要な反射波を充分に抑制すること
ができなかった。そのため、図１０に示す時間に対する
出力信号の振幅特性において、前記反射波Ｗ１，Ｗ２の
影響が大きく現れる（反射波Ｗ１による図１０Ａ部及び
反射波Ｗ２による同図Ｂ部を参照）。本発明は上記問題
に対処するためになされたもので、不要な反射波を充分
に抑制するようにした弾性表面波変換器を提供すること
にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の特徴（上記請求項１に係る発明に対
応）は、各吸音部分を各櫛歯状電極に近い第１部分と遠
い第２部分にそれぞれ分割するとともに、各第１部分の
吸音剤を各第２部分の吸音剤より軟質にしたことにあ
る。

【０００５】また、本発明の第２の特徴（上記請求項６
に係る発明に対応）は、弾性表面波の伝搬方向側に位置
する圧電基板の端面の少なくとも一部を弾性表面波の伝
搬方向に対して直角にならないように形成したことにあ
る。例えば、圧電基板の端面の少なくとも一部を同弾性
表面波の伝搬方向に対して斜めに形成するようにしても
よく（上記請求項７に係る発明に対応）、圧電基板の端
面の少なくとも一部を曲線形状にしてもよく（上記請求
項８に係る発明に対応）、また圧電基板の端面の少なく
とも一部をジグザグ形状にしてもよい（上記請求項９に
係る発明に対応）。

【０００６】さらに、本発明の第３の特徴（上記請求項
２〜５に係る発明に対応）は、前記第１及び第２の特徴
を兼ね備えたことにある。

【０００７】

【発明の作用・効果】上記第１の特徴によれば、各吸音
部分のうちの各櫛歯状電極に近い第１部分が軟質である
ので、各櫛歯状電極側の第１部分の端部における反射波
が減少する。また、各吸音部分のうちの各櫛歯状電極に
遠い第２部分は前記第１部分より硬質であるので、前記
第１部分を通過してきた弾性表面波は第２部分で大量に
吸収されて圧電基板の端部まで届く弾性表面波が少なく
なる。したがって、圧電基板の端部における反射波が減
少する。

【０００８】また、上記第２の特徴によれば、弾性表面
波の伝搬方向側に位置する圧電基板の端面の少なくとも
一部を弾性表面波の伝搬方向に対して直角にならないよ
うに形成したので、同端面部にて反射した反射波のうち
の櫛歯状電極に到達する量が減少する。例えば、端面の
少なくとも一部を弾性表面波の伝搬方向に対して斜めに
したり曲線形状にしたりすることにより、同端面部にて
反射した反射波は弾性表面波の伝搬方向に対して進行角
度がずれ、櫛歯状電極に向けて直進することがなくな
り、したがって櫛歯状電極に到達する量が減少する。ま
た、端面の少なくとも一部をジグザグ形状にすることに
より、反射波が互いに干渉しあって減衰したり、基板の
外側に向けて伝搬したりするため、櫛歯状電極に到達す
る量が減少する。

【０００９】このように、第１又は第２の特徴によれ
ば、不要な反射波が抑制されかつ同反射波の影響が減少
するので、時間に対する出力信号の振幅特性、周波数に
対する群遅延特性などの信号伝達特性が良好になる。そ
して、前記第１及び第２の特徴を兼ね備えた第３の特徴
によれば、前記第１及び第２の特徴による効果が相乗し
て発揮され、より信号伝達特性が良好になる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図面を用いて説
明すると、図１は同第１実施例に係る弾性表面波変換器
を平面図により概略的に示している。この弾性表面波変
換器は、LiNbO₃,LiTaO₃,水晶などの圧電材料で厚さの薄
い直方体状に形成した圧電基板２０を備えている。圧電
基板２０上には、櫛歯状電極で構成した入力電極２１及
び出力電極２２が対向して設けられていて、入力電極２
１により電気信号が弾性表面波に変換され、同変換され
た弾性表面波が圧電基板２０を伝搬して出力電極２２に
到達し、かつ同到達した弾性表面波が出力電極２２にて
ふたたび電気信号に変換されるようになっている。

【００１１】圧電基板２０上であって弾性表面波の伝搬
方向における入力及び出力電極２１，２２の各外側位置
には、シリコンゴム等の弾性部材からなる吸音剤をそれ
ぞれ塗布した吸音部分２３，２４が設けられている。こ
れらの各吸音部分２３，２４は、弾性表面波の伝搬方向
に垂直な境界線により、入力及び出力電極２１，２２に
近い第１部分２３ａ，２４ａと遠い第２部分２３ｂ，２
４ｂとにそれぞれ分割されている。第１部分２３ａ，２
４ａを構成する吸音剤は、軟らかい弾性部材、例えば軟
質のシリコンゴム（硬さ２４ＪＩＳ−Ａ）である。第２
部分２３ｂ，２４ｂを構成する吸音剤は、前記より硬い
弾性部材、例えば硬質シリコンゴム（硬さ６０ＪＩＳ−
Ａ）である。

【００１２】上記のように構成した第１実施例において
は、各吸音部分２３，２４のうちの各入力及び出力電極
２１，２２に近い第１部分２３ａ，２４ａが軟質である
ため、同電極２１，２２側の第１部分２３ａ，２４ａの
端部における反射波Ｗ１が減少する。また、各吸音部分
２３，２４のうちの入力及び出力電極２１，２２に遠い
第２部分２３ｂ，２４ｂは硬質であるため、第１部分２
３ａ，２４ａを通過してきた透過波Ｗ３は第２部分２３
ｂ，２４ｂで大量に吸収されて伝搬方向側の圧電基板２
０の端部まで届く透過波Ｗ３が少なくなる。したがっ
て、圧電基板２０の前記端部における反射波Ｗ２も減少
する。

【００１３】その結果、上記第１実施例によれば、不要
な反射波を充分に抑制することができる。図２は上記反
射波の抑制効果を確認するための実験結果を示した時間
に対する出力信号の振幅特性グラフであり、同グラフと
図１０のグラフとを比較することにより、入力及び出力
電極２１，２２側の吸音部分２３，２４（第１部分２３
ａ，２４ａ）の端部における反射波Ｗ１の影響が激減し
ていることが理解できる（図示Ａ部参照）。また、弾性
表面波の伝搬方向側に位置する圧電基板２０の端部にお
ける反射波Ｗ２の影響も減少していることが理解できる
（図示Ｂ部参照）。したがって、この実験結果からも理
解できるように、上記実施例によれば、不要な反射波が
充分に抑制されて信号伝達特性を良好にできる。

【００１４】次に、本発明の第２実施例を図面を用いて
説明すると、図３は同第２実施例に係る弾性表面波変換
器を平面図により概略的に示している。第２実施例にお
いても、圧電基板２０上に櫛歯状電極で構成した入力及
び出力電極２１，２２が設けられている点、及び吸音部
分２３，２４が入力及び出力電極２１，２２の外側に設
けられるとともに同部分２３，２４が軟質の第１部分２
３ａ，２４ａと硬質の第２部分２３ｂ，２４ｂとに分割
されている点では上記第１実施例と同じである。ただ
し、この第２実施例では、弾性表面波の伝搬方向側の圧
電基板２０の端面が同伝搬方向に対して垂直ではなく斜
めに形成されている点、各第１部分２３ａ，２４ａと各
第２部分２３ｂ，２４ｂとの境界線も弾性表面波の伝搬
方向に対して斜めに設定されている点で上記第１実施例
とは相違する。

【００１５】このように第２実施例を構成した結果、同
実施例によれば、上記第１実施例と同様に入力及び出力
電極２１，２２側の吸音部分２３，２４（第１部分２３
ａ，２４ａ）の端部における反射波Ｗ１及び弾性表面波
の伝搬方向側に位置する圧電基板２０の端部における反
射波Ｗ２が抑制された上に、弾性表面波の伝搬方向側に
位置する圧電基板２０の端部にて反射した反射波のうち
で入力及び出力電極２１，２２に到達する量が減少する
ので、不要な反射波の影響が減少する。

【００１６】図４は上記効果を確認するための実験結果
を示した時間に対する出力信号の振幅特性グラフであ
り、同グラフと図２のグラフとを比較することにより、
入力及び出力電極２１，２２側の吸音部分２３，２４
（第１部分２３ａ，２４ａ）の端部における反射波Ｗ１
の影響が上記第１実施例に比較して減少していることが
理解できる（図示Ａ部参照）。また、弾性表面波の伝搬
方向側に位置する圧電基板２０の端部における反射波Ｗ
２の影響は上記第１実施例に比較して激減していること
が理解できる（図示Ｂ部参照）。したがって、この実験
結果からも理解できるように、上記第２実施例によれ
ば、上記第１実施例よりもさらに不要な反射波が抑制さ
れかつ同反射波の影響が減少して信号伝達特性をさらに
良好にできる。

【００１７】図５は上記従来の装置における群遅延特性
の実験結果を示すグラフであり、図６は上記第２実施例
の群遅延特性の実験結果を示すグラフである。これによ
れば、上記第２実施例による群遅延特性においては従来
装置の群遅延特性よりもリップルの大きさが小さくな
り、すなわち群遅延特性が良好になったことも理解でき
る。

【００１８】次に、上記第２実施例の変形例１及び変形
例２を図面により説明すると、図７及び図８は変形例１
及び変形例２に係る弾性表面波変換器を平面図により概
略的に示している。なお、同図７及び図８において、上
記第１及び第２実施例と同一部分について同一符号を付
し、その説明を省略する。

【００１９】変形例１においては、弾性表面波の伝搬方
向に対する圧電基板２０の端面を外側に向けて突出した
円弧形状に形成したものである。

【００２０】このように変形例１を構成したことによ
り、上記第２実施例の場合と同様に弾性表面波の伝搬方
向側に位置する圧電基板２０の端部にて反射した反射波
のうちで入力及び出力電極２１，２２に到達する量が減
少するので、圧電基板２０の円弧形状の端部における弾
性表面波の反射の影響を減少させることができる。ま
た、変形例１においては、円形の基板を分割し、端面の
円孤形部分をそのまま使用することができる。したがっ
て、基板の加工工数を削減することができ、基板の価格
を低減させることができる。なお、変形例１において
は、端面を円弧形状に限らず、任意の曲線形状としても
よい。また、曲線を外側に突出させる代わりに内側に凹
ませるようにしてもよい。

【００２１】また、変形例２においては、弾性表面波の
伝搬方向に対する圧電基板２０の端面を三角形状にジグ
ザグに形成したものである。なお、図示においてジクザ
ク数を「２」としたが、さらに多くのジグザクを設ける
ようにしてもよい。

【００２２】このように変形例２を構成したことによっ
ても、上記第２実施例及び変形例１の場合と同様に弾性
表面波の伝搬方向側に位置する圧電基板２０の端部にて
反射した反射波のうちで入力及び出力電極２１，２２に
到達する量が減少するので、圧電基板２０の端部におけ
る弾性表面波の反射の影響を減少させることができる。

【００２３】さらに、変形例３として、端面を上記第２
実施例、変形例１及び変形例２に係る形状を組み合わせ
た形状とすることもできる。また、上記第２実施例、変
形例１又は変形例２における斜め部分、曲線状部分又ジ
クザク部分を弾性表面波の伝搬方向側に位置する圧電基
板２０の端面の一部分だけに設けるようにしても、圧電
基板２０の端部における弾性表面波の反射の影響を減少
させることができるできるので、前記斜め部分、曲線状
部分又ジクザク部分を弾性表面波の伝搬方向側に位置す
る圧電基板２０の端面の少なくとも一部に設けるように
すればよい。これによっても、上記第２実施例、変形例
１及び変形例２と同様の効果を得ることができる。

【００２４】なお、上記第２実施例及び各変形例では、
吸音部分２３，２４をそれぞれ第１部分２３ａ，２４ａ
と第２部分２３ｂ，２４ｂとに分割すると共に、圧電基
板２０の端面を弾性表面波の伝搬方向に対して斜め、円
弧形状、ジグザグ形状等に形成するようにした。しか
し、第２実施例及び各変形例において、吸音部分２３，
２４をそれぞれ第１部分２３ａ，２４ａと第２部分２３
ｂ，２４ｂとに分割することなく圧電基板２０上に１種
類の吸音剤を入力及び出力電極２１，２２の各外側に塗
布するのみで、圧電基板２０の端面を弾性表面波の伝搬
方向に対して斜め、円弧形状、ジグザグ形状等に形成す
るように変形してもよい。これによれば、上記第２実施
例及び各変形例のように不要な反射波を抑制することは
できないが、前述した圧電基板２０の端部にて反射した
反射波のうちの入力及び出力電極２１，２２に到達する
量が減少するので、簡単な構成でいくらか不要な反射波
の影響を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例を示す弾性表面波変換器
の平面概略図である。

【図２】 同第１実施例に係る弾性表面波変換器の時間
に対する出力信号の振幅特性を示すグラフである。

【図３】 本発明の第２実施例を示す弾性表面波変換器
の平面概略図である。

【図４】 同第２実施例に係る弾性表面波変換器の時間
に対する出力信号の振幅特性を示すグラフである。

【図５】 従来の弾性表面波変換器の群遅延特性を示す
グラフである。

【図６】 前記第２実施例に係る弾性表面波変換器の群
遅延特性を示すグラフである。

【図７】 同第２実施例の変形例１を示す弾性表面波変
換器の平面概略図である。

【図８】 同変形例２を示す弾性表面波変換器の平面概
略図である。

【図９】 従来の弾性表面波変換器の平面概略図であ
る。

【図１０】 同従来の弾性表面波変換器の時間に対する
出力信号の振幅特性を示すグラフである。

【符号の説明】

２０…圧電基板、２１…入力電極、２２…出力電極、２
３，２４…吸音部分、２３ａ，２４ａ…第１部分、２３
ｂ，２４ｂ…第２部分。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性表面波を伝搬させる圧電基板上にて
   一対の櫛歯状電極を対向させるとともに、同圧電基板上
   であって弾性表面波の伝搬方向における各櫛歯状電極の
   外側位置に吸音剤をそれぞれ塗布した吸音部分を設けた
   弾性表面波変換器において、前記各吸音部分を前記各櫛
   歯状電極に近い第１部分と遠い第２部分にそれぞれ分割
   するとともに、前記各第１部分の吸音剤を前記各第２部
   分の吸音剤より軟質にしたことを特徴とする弾性表面波
   変換器。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載の弾性表面波変換器
   において、弾性表面波の伝搬方向側に位置する前記圧電
   基板の端面の少なくとも一部を同弾性表面波の伝搬方向
   に対して直角にならないように形成したことを特徴とす
   る弾性表面波変換器。
3. 【請求項３】 前記請求項２に記載の弾性表面波変換器
   において、前記圧電基板の端面の少なくとも一部を同弾
   性表面波の伝搬方向に対して斜めに形成するようにした
   ことを特徴とする弾性表面波変換器。
4. 【請求項４】 前記請求項２に記載の弾性表面波変換器
   において、前記圧電基板の端面の少なくとも一部を曲線
   形状にしたことを特徴とする弾性表面波変換器。
5. 【請求項５】 前記請求項２に記載の弾性表面波変換器
   において、前記圧電基板の端面の少なくとも一部をジグ
   ザグ形状にしたことを特徴とする弾性表面波変換器。
6. 【請求項６】 弾性表面波を伝搬させる圧電基板上にて
   一対の櫛歯状電極を対向させるとともに、同圧電基板上
   であって弾性表面波の伝搬方向における各櫛歯状電極の
   外側位置に吸音剤をそれぞれ塗布した吸音部分を設けた
   弾性表面波変換器において、弾性表面波の伝搬方向側に
   位置する前記圧電基板の端面の少なくとも一部を同弾性
   表面波の伝搬方向に対して直角にならないように形成し
   たことを特徴とする弾性表面波変換器。
7. 【請求項７】 前記請求項６に記載の弾性表面波変換器
   において、前記圧電基板の端面の少なくとも一部を同弾
   性表面波の伝搬方向に対して斜めに形成するようにした
   ことを特徴とする弾性表面波変換器。
8. 【請求項８】 前記請求項６に記載の弾性表面波変換器
   において、前記圧電基板の端面の少なくとも一部を曲線
   形状にしたことを特徴とする弾性表面波変換器。
9. 【請求項９】 前記請求項６に記載の弾性表面波変換器
   において、前記圧電基板の端面の少なくとも一部をジグ
   ザグ形状にしたことを特徴とする弾性表面波変換器。