JPH08166302A - 外力センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度変化の影響を受けることがなく正確に加
速度を検出することができる外力センサを提供すること
を目的とする。 【構成】 バイアス周波数Δｆ_B を設けるように構成さ
れた表面弾性波型外力センサにおいて、第１のＳＡＷＲ
と第２のＳＡＷＲを互いに相似形に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は表面弾性波共振器（SURF
ACE ACOUSTIC WAVE RESONATOR ：ＳＡＷＲ）を利用した
外力センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】図４を参照して従来の表面弾性波共振器
（ＳＡＷＲ）を利用した外力センサの例を説明する。外
力センサは固定壁に片持ち支持された弾性体、例えば梁
１１と斯かる梁１１の上面１１Ａ及び下面１１Ｂに配置
されたＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂを有する。梁１１は、例
えば、水晶、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等
の圧電単結晶によって構成され、特に温度特性を重視す
る場合にはＳＴカット水晶の単結晶が使用される。

【０００３】梁１１の固定側には支持部材１３が装着さ
れ自由端側には重り１５が装着されている。上側のＳＡ
ＷＲ２１Ａと下側のＳＡＷＲ２１Ｂはそれぞれ増幅器２
５Ａ、２５Ｂに接続され、それによって発振回路２０
Ａ、２０Ｂが構成される。発振回路２０Ａ、２０Ｂの出
力信号はそれぞれバッファアンプ２７Ａ、２７Ｂに供給
され、バッファアンプ２７Ａ、２７Ｂの出力信号はミキ
サ３１を経てフィルタ３３に供給される。フィルタ３３
は出力信号として発振周波数の差Δｆを取り出す。

【０００４】

【数１】Δｆ＝ｆ₁ −ｆ₂

【０００５】ここに、ｆ₁ は上側の発振回路２０Ａの発
振周波数、ｆ₂ は下側の発振回路２０Ｂの発振周波数で
ある。

【０００６】上側のＳＡＷＲ２１Ａと下側のＳＡＷＲ２
１Ｂの構成を同一とし２つの発振周波数ｆ₁ 、ｆ₂ を同
一とすると、加速度Ａ又は外力Ｆが作用しないときに発
振周波数の差Δｆはゼロとなる。しかしながら、外力Ｆ
の方向を判別する目的と２つの発振の吸い込み現象を回
避する目的のために、２つの発振周波数ｆ₁ 、ｆ₂ は予
め異なるように設計されている。

【０００７】従って、加速度Ａ又は外力Ｆが作用しない
ときでも、発振周波数の差Δｆはゼロとならず、一定の
周波数出力が発生している。斯かる出力Δｆ_B をバイア
ス周波数と称する。

【０００８】外力センサに矢印方向に沿って加速度Ａ又
は外力Ｆが作用すると梁１１は撓み、２面１１Ａ、１１
Ｂの一方の面は伸び他方の面は縮む。それによって各発
振回路２０Ａ、２０Ｂより出力される発振周波数は変化
する。従って、フィルタ３３より出力される発振周波数
の差Δｆは変化する。加速度Ａ又は外力Ｆは斯かる発振
周波数の差Δｆの関数である。

【０００９】

【数２】Ａ＝Ｋ×（Δｆ−Δｆ_B ）

【００１０】ここに、Ａは入力加速度、Ｋは比例定数、
Δｆ_B はバイアス周波数である。外力Ｆの方向は加速度
Ａの符号によって判断することができる。

【００１１】図５を参照してバイアス周波数Δｆ_B と外
力センサの動作範囲の関係について説明する。図６は入
力加速度Ａと発振周波数の差Δｆの関係を示す。入力加
速度Ａが− maxＡ〜＋ maxＡの範囲にて、発振周波数の
差Δｆの最小値Δｆmin がゼロ近傍にならないように設
定しなければならない。

【００１２】次に、図６を参照して従来のバイアス周波
数Δｆ_B を設ける方法について説明する。図６Ａは梁１
１の上面１１ＡのＳＡＷＲ２１Ａを示し、このＳＡＷＲ
２１Ａは入力インターディジタルトランスデューサ（Ｉ
ＤＴ）２１−１Ａ及び出力インターディジタルトランス
デューサ（ＩＤＴ）２１−２Ａと２つの反射器２１−３
Ａ、２１−４Ａとを有する。図６Ｂは梁１１の下面１１
ＢのＳＡＷＲ２１Ｂを示し、同様にこのＳＡＷＲ２１Ｂ
は入力ＩＤＴ２１−１Ｂ及び出力ＩＤＴ２１−２Ｂと２
つの反射器２１−３Ｂ、２１−４Ｂとを有する。

【００１３】バイアス周波数Δｆ_B を設けるために、通
常、２つのＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂの共振キャビティ長
Ｌ₁ 、Ｌ₂ が異なるように２つのＳＡＷＲ２１Ａ、２１
Ｂは設計される。

【００１４】最も簡単な方法は、図６に示すように、上
面１１Ａの入力ＩＤＴ２１−１Ａ及び出力ＩＤＴ２１−
２Ａと反射器２１−３Ａ、２１−４Ａと下面１１Ｂの入
力ＩＤＴ２１−１Ｂ及び出力ＩＤＴ２１−２Ｂと反射器
２１−３Ｂ、２１−４Ｂとをそれぞれ同一形状とし、上
面１１Ａの反射器２１−３Ａ、２１−４Ａ間の距離Ｌ ₁
と下面１１Ｂの反射器２１−３Ｂ、２１−４Ｂ間の距離
Ｌ₂ とが異なるように設計する。

【００１５】図７を参照して、このような方法によって
形成したＳＡＷＲの温度特性を説明する。図７Ａの曲線
は上面１１ＡのＳＡＷＲ２１Ａの温度特性を示し、図７
Ｂの曲線は下面１１ＢのＳＡＷＲ２１Ｂの温度特性を示
す。但し、この例は温度特性の優れたＳＴカット水晶の
場合を想定している。

【００１６】図７のグラフにおいて横軸は温度Ｔ、縦軸
はＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂを使用した発振回路２０Ａ、
２０Ｂの発振周波数ｆ₁ 、ｆ₂ である。一般に、ＳＴカ
ット水晶を用いたＳＡＷＲ発振回路の発振周波数は温度
によって変化し、図示のように、放物線状に変化する。
発振周波数が最大ｆ₀ となる温度を頂点温度Ｔ₀ と称す
る。

【００１７】頂点温度はＳＡＷＲを構成するＩＤＴ及び
反射器の形状、大きさ、相対的位置関係等によって変化
する。従って、上面１１ＡのＳＡＷＲ２１Ａと下面１１
ＢのＳＡＷＲ２１Ｂの共振キャビティ長Ｌ₁ 、Ｌ₂ が異
なる場合には、図示のように、２つのＳＡＷＲ２１Ａ、
２１Ｂの頂点温度Ｔ₁₀、Ｔ₂₀は異なる。ＳＡＷＲの温度
特性は典型的には頂点温度によって表される。

【００１８】梁１１の上面１１Ａに生成される発振周波
数ｆ₁ は、表面の歪みε（伸びを＋、縮みを−）と温度
Ｔの関数として、次のように表される。

【００１９】

【数３】 ｆ₁ ＝ｆ₁₀｛１−ａ（Ｔ−Ｔ₁₀）² ｝（１−ｋε）

【００２０】ここに、ｆ₁ は発振周波数、Ｔは温度、ε
は歪み、ｆ₁₀は頂点温度Ｔ₁₀における発振周波数、ａは
温度特性を表する定数、ｋは定数である。

【００２１】同様に、梁１１の下面１１Ｂに生成される
発振周波数ｆ₂ は表面の歪みεと温度Ｔの関数として、
次のように表される。

【００２２】

【数４】 ｆ₂ ＝ｆ₂₀｛１−ａ（Ｔ−Ｔ₂₀）² ｝（１−ｋε）

【００２３】発振周波数の差Δｆは次のように表され
る。

【００２４】

【数５】Δｆ＝ｆ₁ −ｆ₂ ＝ｆ₁₀｛１−ａ（Ｔ−Ｔ₁₀）
² ｝（１−ｋε）−ｆ₂₀｛１−ａ（Ｔ−Ｔ₂₀）² ｝（１
−ｋε）＝〔ｆ₁₀｛１−ａ（Ｔ−Ｔ₁₀）² ｝−ｆ₂₀｛１
−ａ（Ｔ−Ｔ₂₀）² ｝〕（１−ｋε）

【００２５】バイアス周波数Δｆ_B は外力がゼロ、即
ち、歪みε＝０のときの発振周波数の差Δｆであるか
ら、数５の式でε＝０により求められる。

【００２６】

【数６】Δｆ_B ＝ｆ₁₀｛１−ａ（Ｔ−Ｔ₁₀）² ｝−ｆ₂₀
｛１−ａ（Ｔ−Ｔ₂₀）² ｝

【００２７】ここで、数５の式を数６の式のバイアス周
波数Δｆ_B を使用して次のように書き換えることができ
る。

【００２８】

【数７】Δｆ＝ｆ₁ −ｆ₂ ＝Δｆ_B （１−ｋε）

【００２９】数７の式によって表される発振周波数の差
Δｆは発振回路２０Ａ、２０Ｂ又は外力センサの出力信
号である。ここで、数７の式の係数であるバイアス周波
数Δｆ_B を次のように変形する。

【００３０】

【数８】Δｆ_B ＝ｆ₁₀｛１−ａ（Ｔ−Ｔ₁₀）² ｝−ｆ₂₀
｛１−ａ（Ｔ−Ｔ₂₀）² ｝＝ｆ₁₀−ｆ₂₀−ａ（ｆ₁₀−ｆ
₂₀）（Ｔ−Ｔ₂₀）² ＋２ａｆ₁₀（Ｔ₁₀−Ｔ₂₀）（Ｔ−Ｔ
₁₀）² −ａｆ₁₀（Ｔ₁₀−Ｔ₂₀）²

【００３１】数７の式及び数８の式より明らかなよう
に、出力信号Δｆは外力即ち歪みεの関数であるが、温
度Ｔ、頂点温度Ｔ₁₀、Ｔ₂₀、頂点温度における共振周波
数ｆ₁₀、ｆ₂₀の関数である。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】従来、表面弾性波型外
力センサにおいて、バイアス周波数Δｆ_B を設ける場
合、梁１１の上面１１ＡのＳＡＷＲ２１Ａと下面１１Ｂ
のＳＡＷＲ２１Ｂは互いに形状が異なるように形成され
る。そのために２つのＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂの温度特
性、即ち、頂点温度に差ΔＴ₀ ＝（Ｔ₁₀−Ｔ₂₀）が生
じ、数７の式及び数８の式に示すように出力信号Δｆが
頂点温度の差ΔＴ₀ の影響を受けることとなった。

【００３３】従来の表面弾性波型外力センサでは、バイ
アス周波数Δｆ_B を設けると数７の式及び数８の式に示
すように温度Ｔが変化すると出力信号Δｆが変化し、正
確な加速度を得ることができない欠点があった。

【００３４】本発明は斯かる点に鑑み、温度変化によっ
て影響を受けることなく正確に加速度を検出することが
できる外力センサを提供することを目的とする。

【００３５】

【課題を解決するための手段】本発明によると、例えば
図１に示すように、外力を歪みに変換するための単結晶
圧電板によって形成され片持ち支持された梁と、該梁の
２つの面に装着され該梁に発生した歪みを共振周波数の
変化に変換するための表面弾性波共振器と、を有する外
力センサにおいて、上記梁の第１の面に形成された第１
の表面弾性波共振器のパターンと上記梁の第２の面に形
成された第２の表面弾性波共振器のパターンとは互いに
相似形であることを特徴とする。

【００３６】本発明によると、外力センサにおいて、上
記第１の表面弾性波共振器のパターンと上記第２の表面
弾性波共振器のパターンはフォトマスク作成時にシュリ
ンクテクニックを用いて互いに相似形に形成されたこと
を特徴とする。

【００３７】

【作用】一般にバイアス周波数Δｆ_B を設けるために、
２つのＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂの形状が異なるように、
即ち、２つのＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂの共振キャビティ
長Ｌ₁ 、Ｌ₂ が異なるように構成する。２つのＳＡＷＲ
２１Ａ、２１Ｂの共振キャビティ長Ｌ₁ 、Ｌ₂ が異なる
と、２つのＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂの温度特性が異なる
こととなる。即ち頂点温度Ｔ₁₀、Ｔ₂₀が異なる。それに
よって、出力信号である発振周波数の差Δｆは温度によ
って影響を受けることとなる。

【００３８】しかしながら、２つのＳＡＷＲ２１Ａ、２
１Ｂの形状が異なり、従って、２つのＳＡＷＲ２１Ａ、
２１Ｂの共振キャビティ長Ｌ₁ 、Ｌ₂ が異なる場合であ
っても、共振波長λ₁₀、λ₂₀に対する共振キャビティ長
Ｌ₁ 、Ｌ₂ の比Ｌ₁ ／λ₁₀、Ｌ₂ ／λ₂₀が等しい場合に
は、２つのＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂの温度特性は同一と
なり、頂点温度Ｔ₁₀、Ｔ₂₀は同一となる。即ち出力信号
である発振周波数の差Δｆは温度によって影響を受けな
い。尚、共振波長λ₁₀、λ₂₀はＳＡＷＲのデザインルー
ルによって決まる。

【００３９】従って、共振波長λ₁₀、λ₂₀に対する共振
キャビティ長Ｌ₁ 、Ｌ₂ の比Ｌ₁ ／λ₁₀が同一Ｌ₁ ／λ
₁₀＝Ｌ₂ ／λ₂₀となる条件で、２つのＳＡＷＲ２１Ａ、
２１Ｂの形状を設定すれば、出力信号である発振周波数
の差Δｆは温度によって影響を受けない。

【００４０】本発明によれば、２つのＳＡＷＲ２１Ａ、
２１Ｂは互いに相似形に形成される。それによって、共
振波長λ₁₀、λ₂₀に対する共振キャビティ長Ｌ₁ 、Ｌ₂
の比が同一Ｌ₁ ／λ₁₀＝Ｌ₂ ／λ₂₀となる条件が満たさ
れ、且つ、バイアス周波数Δｆ_B が設けられる。

【００４１】本発明によると、２つのＳＡＷＲ２１Ａ、
２１Ｂはフォトリソグラフィ法によって形成され、シュ
リンク法によって容易に相似形が得られる。しかも、シ
ュリンク法では、シュリンク率を所定の値にすることに
よって、所望の共振周波数比ｆ₁₀／ｆ₂₀が得られるか
ら、所望のバイアス周波数Δｆ_B を容易に得ることがで
きる。

【００４２】

【実施例】先ず本発明の概念について説明する。表面弾
性波型外力センサにおいて、従来の方法でバイアス周波
数Δｆ_B を設けると数７の式及び数８の式に表されるよ
うに、出力信号Δｆは温度Ｔの関数となる。数８の式の
右辺の各項のうち、出力信号Δｆに最も大きく影響を与
えるのは頂点温度の差ΔＴ₀ ＝（Ｔ₁₀−Ｔ₂₀）を含む第
３項である。従って、頂点温度の差ΔＴ₀ がゼロであれ
ば、出力信号Δｆは温度Ｔの影響を受けず、歪みεだけ
の関数となる。

【００４３】しかしながら、上述のように梁１１の両側
のＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂの形状が異なるように構成す
ると、２つのＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂの温度特性、即
ち、頂点温度に差ΔＴ₀ ＝（Ｔ₁₀−Ｔ₂₀）が生ずる。

【００４４】頂点温度はＳＡＷＲの形状等によって変化
するが、詳細には、共振波長と共振キャビティの比Ｌ₁
／λ₁₀、Ｌ₂ ／λ₂₀の関数である。共振波長λ₁₀、λ₂₀
はＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂのデザインルールによって決
まる。従って、ＳＡＷＲの形状が変わっても、共振周波
長に対する共振キャビティの比Ｌ₁ ／λ₁₀、Ｌ₂ ／λ ₂₀
が変わらなければ、頂点温度は変化しない。

【００４５】従って、バイアス周波数Δｆ_B を設けるた
めに２つのＳＡＷＲの形状等が異なるように構成して
も、共振波長に対する共振キャビティ長の比Ｌ₁ ／
λ₁₀、Ｌ₂／λ₂₀が同一であれば２つのＳＡＷＲの頂点
温度が等しくなる。

【００４６】本発明によると、梁１１の上面１１ＡのＳ
ＡＷＲ２１Ａと下面１１ＢのＳＡＷＲ２１Ｂを互いに相
似形に形成する。それによって、バイアス周波数Δｆ_B
を設けることができ、且つ、２つのＳＡＷＲ２１Ａ、２
１Ｂにおいて共振波長に対する共振キャビティ長の比が
同一Ｌ₁ ／λ₁₀＝Ｌ₂ ／λ₂₀となる。従って、２つのＳ
ＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂの頂点温度は等しくなる。数８の
式にΔＴ₀ ＝（Ｔ₁₀−Ｔ₂₀）＝０を代入して次の式を得
る。

【００４７】

【数９】 Δｆ_B ＝ｆ₁₀−ｆ₂₀−ａ（ｆ₁₀−ｆ₂₀）（Ｔ−Ｔ₂₀）²

【００４８】この右辺の第２項は微小であるため無視す
ると次の近似式が得られる。

【００４９】

【数１０】Δｆ_B ＝ｆ₁₀−ｆ₂₀

【００５０】これを数７の式に代入して出力信号Δｆが
得られる。

【００５１】

【数１１】Δｆ＝（ｆ₁₀−ｆ₂₀）（１−ｋε）

【００５２】図１を参照して本発明による外力センサの
例を説明する。図１は本発明による表面弾性波共振器
（ＳＡＷＲ）の例を示す。図６と同様に、図１Ａは梁１
１の上面１１Ａの第１のＳＡＷＲ２１Ａを示し、図１Ｂ
は梁１１の下面１１Ｂの第２のＳＡＷＲ２１Ｂを示す。
第１のＳＡＷＲ２１Ａは入力インターディジタルトラン
スデューサ（ＩＤＴ）２１−１Ａ及び出力インターディ
ジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）２１−２Ａと２つの
反射器２１−３Ａ、２１−４Ａとを有し、第２のＳＡＷ
Ｒ２１Ｂは入力ＩＤＴ２１−１Ｂ及び出力ＩＤＴ２１−
２Ｂと２つの反射器２１−３Ｂ、２１−４Ｂとを有す
る。

【００５３】本例によると、第１のＳＡＷＲ２１Ａと第
２のＳＡＷＲ２１Ｂは互いに相似形に形成されている。
即ち、２つのＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂは、互いに大きさ
が異なるが形状は同一である。本例によると、２つのＳ
ＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂは互いに相似形に形成されている
ことを除いて、図６に示した２つのＳＡＷＲ２１Ａ、２
１Ｂと同様であってよい。また本例によると、外力セン
サは２つのＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂを除いて、図４に示
した外力センサと同様であってよい。

【００５４】本例によると２つのＳＡＷＲ２１Ａ、２１
Ｂは適当な方法によって形成される。例えば、フォトリ
ソグラフィ法によって梁１１の両面１１Ａ、１１Ｂに所
定のパターンを形成することによって製造されてよい。

【００５５】好ましくは、２つのＳＡＷＲ２１Ａ、２１
Ｂはシュリンク法によって互いに相似形に形成される。
シュリンク法によると、同一のフォトマスクデータを使
用し、一方のＳＡＷＲを１００％で作画し、他方のＳＡ
ＷＲを所望のバイアス周波数が得られるように適当な縮
小率で作画する。シュリンク法は、マスクのパターンと
同一の形状のＳＡＷＲを所望の拡大率又は縮小率にて容
易に形成することができる。

【００５６】次に実際の計算例を示す。上述のように２
つのＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂを相似形に形成すると共振
波長と共振キャビティ長の比は変化しないが、共振波長
と共振キャビティ長はそれぞれ同じ割合だけ変化する。
２つのＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂの共振波長の比、即ち、
共振周波数ｆ₁₀、ｆ₂₀の比はＳＡＷＲのパターンの拡大
率又は縮小率に等しい。

【００５７】

【数１２】ｆ₂₀＝ｆ₁₀×ｒ

【００５８】ここにｒは拡大率又は縮小率である。これ
を数１０の式に代入してバイアス周波数Δｆ_B が求めら
れる。

【００５９】

【数１３】 Δｆ_B ＝ｆ₁₀−ｆ₂₀＝ｆ₁₀−ｆ₁₀×ｒ＝ｆ₁₀（１−ｒ）

【００６０】例えば、第１のＳＡＷＲ２１Ａの共振周波
数ｆ₁₀がｆ₁₀＝４００ＭＨｚ、バイアス周波数Δｆ_B と
してΔｆ_B ＝４００ＫＨｚが得られるように設計する
と、第２の共振周波数ｆ₂₀はｆ₂₀＝３９９．６ＭＨｚと
なり、縮小率はｒ＝０．９９９となる。即ち、９９．９
％のシュリンクをかければよい。

【００６１】図２を参照して本発明による外力センサの
梁１１の他の構成例を示す。本例によると、梁１１は２
枚の薄い梁１１−１と１１−２を接合することによって
製造される。互いに相似形である２つのＳＡＷＲ２１
Ａ、２１Ｂは、接合されて形成された１枚の梁１１の両
面１１Ａ、１１Ｂにそれぞれ形成されている。

【００６２】ＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂは２枚の薄い梁１
１−１、１１−２を接合した後に形成してよいが、好ま
しくは、２枚の薄い梁１１−１、１１−２を接合する前
に形成される。例えば、２枚の薄い梁１１−１、１１−
２の各面１１Ａ、１１Ｂに、順次、リソグラフィ法によ
ってＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂし、それから２枚の薄い梁
１１−１、１１−２を接合してよい。それによって、効
率的にＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂを形成することができ
る。

【００６３】図３に本発明による外力センサの梁１１の
他の構成例を示す。この例では図２に示したのと同様な
２枚の薄い梁１１−１と１１−２を使用する。２枚の薄
い梁１１−１、１１−２は、その間に支持部材１３と重
り１５を挟んだ状態で、それらと接合される。

【００６４】ＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂは、上側の薄い梁
１１−１の上面１１Ａと下側の薄い梁１１−２の下面１
１Ｂにそれぞれ形成されている。

【００６５】同様に、ＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂは２枚の
薄い梁１１−１、１１−２を支持部材１３及び重り１５
に接合した後に形成してよいが、好ましくは、２枚の薄
い梁１１−１、１１−２を接合する前に形成される。例
えば、２枚の薄い梁１１−１、１１−２の各面１１Ａ、
１１Ｂに、順次、リソグラフィ法によってＳＡＷＲ２１
Ａ、２１Ｂし、それから接合してよい。それによって、
効率的にＳＡＷＲ２１Ａ、２１Ｂを形成することができ
る。

【００６６】以上本発明の実施例について詳細に説明し
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。

【００６７】

【発明の効果】本発明によると、表面弾性波型の外力セ
ンサにおいて、バイアス周波数Δｆ_Bを設けても、出力
信号は温度の影響を受けることがない利点がある。

【００６８】本発明によると、表面弾性波型の外力セン
サにおいて、極めて簡単な方法で、２つのＳＡＷＲの温
度特性を同一にすることができる利点がある。

【００６９】本発明によると、表面弾性波型の外力セン
サにおいて、極めて簡単な方法で、バイアス周波数Δｆ
_B を所望の値に設定することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による外力センサのＳＡＷＲの例を示す
説明図である。

【図２】本発明による外力センサの梁の構成例を説明す
るための説明図である。

【図３】本発明による外力センサの梁の他の構成例を説
明するための説明図である。

【図４】従来の外力センサの構成例を示す図である。

【図５】従来の外力センサのバイアス周波数Δｆ_B の機
能を説明するための説明図である。

【図６】従来の外力センサのＳＡＷＲの例を示す説明図
である。

【図７】従来の外力センサのＳＡＷＲの温度特性を説明
する説明図である。

【符号の説明】

１１ 弾性体、梁 １１−１、１１−２ 梁 １１Ａ 上面 １１Ｂ 下面 １３ 支持部材 １５ 重り ２０Ａ、２０Ｂ 発振回路 ２１Ａ、２１Ｂ 表面弾性波共振器（ＳＡＷＲ） ２１−１、２１−１Ａ、２１−１Ｂ 入力インターディ
ジタルトランスデューサ（ＩＤＴ） ２１−２、２１−２Ａ、２１−２Ｂ 出力インターディ
ジタルトランスデューサ（ＩＤＴ） ２１−３Ａ、２１−３Ｂ 反射器 ２１−４Ａ、２１−４Ｂ 反射器 ２５Ａ、２５Ｂ 増幅器 ２７Ａ、２７Ｂ バッファアンプ ３１ ミキサ ３３ フィルタ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年２月１５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】図５を参照してバイアス周波数Δｆ_B と外
力センサの動作範囲の関係について説明する。図５は入
力加速度Ａと発振周波数の差Δｆの関係を示す。入力加
速度Ａが− maxＡ〜＋ maxＡの範囲にて、発振周波数の
差Δｆの最小値Δｆmin がゼロ近傍にならないように設
定しなければならない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大内 秀樹 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株式 会社トキメック内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外力を歪みに変換するための単結晶圧電板
   によって形成され片持ち支持された梁と、該梁の２つの
   面に装着され該梁に発生した歪みを共振周波数の変化に
   変換するための表面弾性波共振器と、を有する外力セン
   サにおいて、 上記梁の第１の面に形成された第１の表面弾性波共振器
   のパターンと上記梁の第２の面に形成された第２の表面
   弾性波共振器のパターンとは互いに相似形であることを
   特徴とする外力センサ。
2. 【請求項２】請求項２記載の外力センサにおいて、 上記第１の表面弾性波共振器のパターンと上記第２の表
   面弾性波共振器のパターンはフォトマスク作成時にシュ
   リンクテクニックを用いて互いに相似形に形成されたこ
   とを特徴とする外力センサ。