(57)【要約】【課題】通過帯域幅を確保しつつ通過帯域端部の急峻性が改善された弾性波フィルタを提供する。【解決手段】弾性波フィルタ１０は、圧電性を有する基板に形成されたＩＤＴ電極を有する直列腕共振子１０１〜１０５を備え、直列腕共振子１０１〜１０５の共振周波数は弾性波フィルタ１０の通過帯域内に位置し、ＩＤＴ電極は、弾性波伝搬方向と交差する方向に延伸し、互いに平行に配置された複数の電極指と、当該複数の電極指を構成する電極指の一方端同士を接続するバスバー電極とで構成された櫛形電極を一対有し、反共振周波数が最も低い直列腕共振子１０１のＩＤＴ電極は、一対の櫛形電極のうちの一方の櫛形電極を構成する電極指を挟まずに配置された２以上の浮き間引き電極を有する。【選択図】図４Ａ
2020123819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの入出力端子を結ぶ経路上に配置された１以上の直列腕共振子を少なくとも備えた弾性波フィルタであって、
前記１以上の直列腕共振子のそれぞれは、圧電性を有する基板上に形成されたＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極を有する弾性波共振子であり、
前記１以上の直列腕共振子の共振周波数は、前記弾性波フィルタの通過帯域内に位置し、
前記ＩＤＴ電極は、弾性波伝搬方向と交差する方向に延伸し、互いに平行に配置された複数の電極指と、当該複数の電極指を構成する電極指の一方端同士を接続するバスバー電極とで構成された櫛形電極を一対有し、
前記複数の電極指のうち、いずれの前記バスバー電極とも接続されていない電極指を浮き間引き電極と定義し、
前記１以上の直列腕共振子のうち反共振周波数が最も低い直列腕共振子である第１直列腕共振子の前記ＩＤＴ電極は、前記一対の櫛形電極のうちの一方の櫛形電極を構成する電極指を挟まずに配置された２以上の前記浮き間引き電極を有する、
弾性波フィルタ。
【請求項２】
２つの入出力端子を結ぶ経路とグランドとの間に配置された１以上の並列腕共振子を少なくとも備えた弾性波フィルタであって、
前記１以上の並列腕共振子のそれぞれは、圧電性を有する基板上に形成されたＩＤＴ電極を有する弾性波共振子であり、
前記１以上の並列腕共振子の反共振周波数は、前記弾性波フィルタの通過帯域内に位置し、
前記ＩＤＴ電極は、弾性波伝搬方向と交差する方向に延伸し、互いに平行に配置された複数の電極指と、当該複数の電極指を構成する電極指の一方端同士を接続するバスバー電極とで構成された櫛形電極を一対有し、
前記複数の電極指のうち、いずれの前記バスバー電極とも接続されていない電極指を浮き間引き電極と定義し、
前記１以上の並列腕共振子のうち共振周波数が最も高い並列腕共振子である第１並列腕共振子の前記ＩＤＴ電極は、前記一対の櫛形電極のうちの一方の櫛形電極を構成する電極指を挟まずに配置された２以上の前記浮き間引き電極を有する、
弾性波フィルタ。
【請求項３】
前記２以上の前記浮き間引き電極は、前記一対の櫛形電極のうちの他方の櫛形電極を構成する１つの電極指を挟んで配置されている、
請求項１または２に記載の弾性波フィルタ。
【請求項４】
前記２以上の前記浮き間引き電極は、前記一対の櫛形電極のうちの他方の櫛形電極を構成する電極指を挟まずに連続して配置されている、
請求項１または２に記載の弾性波フィルタ。
【請求項５】
前記２以上の前記浮き間引き電極は、前記ＩＤＴ電極の前記弾性波伝搬方向における中心に対して非対称に配置されている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ。
【請求項６】
前記基板は、
前記ＩＤＴ電極が一方の面上に形成された圧電膜と、
前記圧電膜を伝搬する弾性波音速よりも、伝搬するバルク波音速が高速である高音速支持基板と、
前記高音速支持基板と前記圧電膜との間に配置され、前記圧電膜を伝搬するバルク波音速よりも、伝搬するバルク波音速が低速である低音速膜と、を備える、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性波フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、間引き電極を有する弾性波フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信機器などのＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路に使用される帯域フィルタとして、弾性表面波フィルタが実用化されている。無線通信のための周波数資源を有効活用するという観点から、携帯電話機などの通信帯域として、多くの周波数帯域が割り当てられるため、隣接する周波数帯域の間隔は狭くなっている。この周波数帯域の割り当て状況に鑑み、弾性表面波フィルタには、通過帯域低周波側における通過帯域から減衰帯域への挿入損失の変化率（以降、低周波端の急峻性と記す）、および、通過帯域高周波側における通過帯域から減衰帯域への挿入損失の変化率（以降、高周波端の急峻性と記す）が重要な設計パラメータとなっている。
【０００３】
特許文献１には、直列腕共振子と並列腕共振子とで構成されたラダー型の弾性表面波フィルタにおいて、高周波端または低周波端の急峻性を改善すべく、全ての直列腕共振子のＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極または全ての並列腕共振子のＩＤＴ電極に、所定の周期で電極指の一部を除外した、いわゆる間引き法による重みづけを施した構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２３６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した間引き法では、高周波端または低周波端の急峻性は改善されるが、弾性波共振子の比帯域が小さくなる。これにより、通過帯域端部の急峻性と通過帯域幅の確保とを両立させることが困難である。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、直列腕共振子および並列腕共振子で構成された弾性波フィルタにおいて、通過帯域幅を確保しつつ通過帯域端部の急峻性が改善された弾性波フィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る弾性波フィルタは、２つの入出力端子を結ぶ経路上に配置された１以上の直列腕共振子を少なくとも備えた弾性波フィルタであって、前記１以上の直列腕共振子のそれぞれは、圧電性を有する基板上に形成されたＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極を有する弾性波共振子であり、前記１以上の直列腕共振子の共振周波数は、前記弾性波フィルタの通過帯域内に位置し、前記ＩＤＴ電極は、弾性波伝搬方向と交差する方向に延伸し、互いに平行に配置された複数の電極指と、当該複数の電極指を構成する電極指の一方端同士を接続するバスバー電極とで構成された櫛形電極を一対有し、前記複数の電極指のうち、いずれの前記バスバー電極とも接続されていない電極指を浮き間引き電極と定義し、前記１以上の直列腕共振子のうち反共振周波数が最も低い直列腕共振子である第１直列腕共振子の前記ＩＤＴ電極は、前記一対の櫛形電極のうちの一方の櫛形電極を構成する電極指を挟まずに配置された２以上の前記浮き間引き電極を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る弾性波フィルタによれば、通過帯域幅を確保しつつ通過帯域端部の急峻性を改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る弾性波フィルタの回路構成の一例を示す図である。
【図２Ａ】実施の形態に係る弾性波共振子の一例を模式的に表す平面図および断面図である。
【図２Ｂ】実施の形態の変形例に係る弾性波共振子を模式的に表す断面図である。
【図３】ラダー型の弾性波フィルタの動作原理を説明する回路構成図および周波数特性を表すグラフである。
【図４Ａ】実施例１に係る弾性波フィルタを構成する第１直列腕共振子のＩＤＴ電極の構成の一例を示す概略平面図である。
【図４Ｂ】実施例１および従来例に係る弾性波フィルタを構成する直列腕共振子の共振特性を比較したグラフである。
【図４Ｃ】実施例１および従来例に係る弾性波フィルタの通過特性を比較したグラフである。
【図５Ａ】実施例２に係る弾性波フィルタを構成する第１並列腕共振子のＩＤＴ電極の構成の一例を示す概略平面図である。
【図５Ｂ】実施例２および従来例に係る弾性波フィルタを構成する並列腕共振子の共振特性を比較したグラフである。
【図５Ｃ】実施例２および従来例に係る弾性波フィルタの通過特性を比較したグラフである。
【図６Ａ】比較例１に係る弾性波フィルタを構成する直列腕共振子のＩＤＴ電極の構成の一例を示す概略平面図である。
【図６Ｂ】比較例１および従来例に係る弾性波フィルタを構成する直列腕共振子の共振特性を比較したグラフである。
【図６Ｃ】比較例１および従来例に係る弾性波フィルタの通過特性を比較したグラフである。
【図７Ａ】比較例２に係る弾性波フィルタを構成する並列腕共振子のＩＤＴ電極の構成の一例を示す概略平面図である。
【図７Ｂ】比較例２および従来例に係る弾性波フィルタを構成する並列腕共振子の共振特性を比較したグラフである。
【図７Ｃ】比較例２および従来例に係る弾性波フィルタの通過特性を比較したグラフである。
【図８Ａ】実施例３に係る弾性波フィルタを構成する第１並列腕共振子のＩＤＴ電極の構成の一例を示す概略平面図である。
【図８Ｂ】実施例３および従来例に係る弾性波フィルタを構成する並列腕共振子の共振特性を比較したグラフである。
【図９Ａ】実施例４に係る弾性波フィルタを構成する第１並列腕共振子のＩＤＴ電極の構成の一例を示す概略平面図である。
【図９Ｂ】実施例４および従来例に係る弾性波フィルタを構成する並列腕共振子の共振特性を比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、実施の形態および図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさまたは大きさの比は、必ずしも厳密ではない。
【００１１】
（実施の形態）
［１．弾性波フィルタの回路構成］
図１は、実施の形態に係る弾性波フィルタ１０の回路構成の一例を示す図である。同図に示すように、弾性波フィルタ１０は、直列腕共振子１０１、１０２、１０３、１０４および１０５と、並列腕共振子２０１、２０２、２０３および２０４と、入出力端子３１０および３２０と、を備える。
【００１２】
直列腕共振子１０１〜１０５は、２つの入出力端子３１０および３２０を結ぶ経路上に配置され、互いに直列接続されている。また、並列腕共振子２０１〜２０４は、上記経路上のノードとグランド端子との間に配置されている。並列腕共振子２０１、２０２および２０３が接続されたグランド端子は、共通化されている。直列腕共振子１０１〜１０５および並列腕共振子２０１〜２０４の上記接続構成により、弾性波フィルタ１０は、ラダー型のバンドパスフィルタを構成している。
【００１３】
なお、並列腕共振子２０１、２０２、２０３および２０４が接続されたグランド端子の共通化および個別化は、図１に示された接続態様に限定されるものではなく、弾性波フィルタ１０の減衰極を調整するという観点から、任意に設定されてもよい。
【００１４】
また、弾性波フィルタ１０を構成する直列腕共振子の数は、図１に示された５つに限定されず、１以上であればよい。また、弾性波フィルタ１０を構成する並列腕共振子の数は、図１に示された４つに限定されず、１以上であればよい。
【００１５】
また、直列腕共振子１０１〜１０５、並列腕共振子２０１〜２０４、ならびに、入出力端子３１０および３２０の間に、インダクタおよびキャパシタなどの回路素子ならびに、縦結合型共振器などが挿入されていてもよい。この場合には、弾性波フィルタ１０は、例えば、直列腕共振子１０１と縦結合型共振器とで構成されていてもよく、または、並列腕共振子２０１と縦結合型共振器とで構成されていてもよい。つまり、弾性波フィルタ１０は、１以上の直列腕共振子および１以上の並列腕共振子の少なくともいずれかを備えていればよい。
【００１６】
以下では、弾性波フィルタ１０を構成する直列腕共振子および並列腕共振子の基本構造について説明する。
【００１７】
［２．弾性波共振子の構造］
図２Ａは、本実施の形態に係る弾性波共振子の一例を模式的に表す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）に示した一点鎖線における断面図である。図２Ａには、弾性波フィルタ１０を構成する直列腕共振子１０１〜１０５および並列腕共振子２０１〜２０４の基本構造を有する弾性波共振子１００が例示されている。なお、図２Ａに示された弾性波共振子１００は、弾性波共振子の典型的な構造を説明するためのものであって、電極を構成する電極指の本数および長さなどは、これに限定されない。
【００１８】
弾性波共振子１００は、圧電性を有する基板５と、櫛形電極１００ａおよび１００ｂとで構成されている。
【００１９】
図２Ａに示すように、基板５の上には、互いに対向する一対の櫛形電極１００ａおよび１００ｂが形成されている。櫛形電極１００ａは、互いに平行に配置された複数の電極指１５０ａと、複数の電極指１５０ａを構成する電極指の一方端同士を接続するバスバー電極１６０ａとで構成されている。また、櫛形電極１００ｂは、互いに平行に配置された複数の電極指１５０ｂと、複数の電極指１５０ｂを構成する電極指の一方端同士を接続するバスバー電極１６０ｂとで構成されている。複数の電極指１５０ａおよび１５０ｂは、弾性波伝搬方向（Ｘ軸方向）と交差する方向に延伸するように形成されている。
【００２０】
また、複数の電極指１５０ａおよび１５０ｂ、ならびに、バスバー電極１６０ａおよび１６０ｂで構成されるＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極５４は、図２Ａの（ｂ）に示すように、密着層５４０と主電極層５４２との積層構造となっている。
【００２１】
密着層５４０は、基板５と主電極層５４２との密着性を向上させるための層であり、材料として、例えば、Ｔｉが用いられる。密着層５４０の膜厚は、例えば、１２ｎｍである。
【００２２】
主電極層５４２は、材料として、例えば、Ｃｕを１％含有したＡｌが用いられる。主電極層５４２の膜厚は、例えば１６２ｎｍである。
【００２３】
保護層５５は、櫛形電極１００ａおよび１００ｂを覆うように形成されている。保護層５５は、主電極層５４２を外部環境から保護する、周波数温度特性を調整する、および、耐湿性を高めるなどを目的とする層であり、例えば、二酸化ケイ素を主成分とする誘電体膜である。保護層５５の厚さは、例えば２５ｎｍである。
【００２４】
なお、密着層５４０、主電極層５４２および保護層５５を構成する材料は、上述した材料に限定されない。さらに、ＩＤＴ電極５４は、上記積層構造でなくてもよい。ＩＤＴ電極５４は、例えば、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄなどの金属または合金から構成されてもよく、また、上記の金属または合金から構成される複数の積層体から構成されてもよい。また、保護層５５は、図２Ａの（ｂ）のように、ＩＤＴ電極５４の形成の有無に対応して一定の膜厚となるように、凹凸形状となっていてもよいし、ＩＤＴ電極５４の形成の有無に対応せず、保護層５５の上面が平面となっていてもよい。さらに、保護層５５は形成されていなくてもよい。
【００２５】
次に、基板５の積層構造について説明する。
【００２６】
図２Ａの（ｃ）に示すように、基板５は、高音速支持基板５１と、低音速膜５２と、圧電膜５３とを備え、高音速支持基板５１、低音速膜５２および圧電膜５３がこの順で積層された構造を有している。
【００２７】
圧電膜５３は、例えば、５０°ＹカットＸ伝搬ＬｉＴａＯ３圧電単結晶または圧電セラミックス（Ｘ軸を中心軸としてＹ軸から５０°回転した軸を法線とする面で切断したタンタル酸リチウム単結晶、またはセラミックスであって、Ｘ軸方向に弾性表面波が伝搬する単結晶またはセラミックス）からなる。圧電膜５３は、例えば、厚みが６００ｎｍである。なお、各フィルタの要求仕様により、圧電膜５３として使用される圧電単結晶の材料およびカット角が適宜選択される。
【００２８】
高音速支持基板５１は、低音速膜５２、圧電膜５３ならびにＩＤＴ電極５４を支持する基板である。高音速支持基板５１は、さらに、圧電膜５３を伝搬する表面波および境界波などの弾性波よりも、高音速支持基板５１中のバルク波の音速が高速となる基板であり、弾性表面波を圧電膜５３および低音速膜５２が積層されている部分に閉じ込め、高音速支持基板５１より下方に漏れないように機能する。高音速支持基板５１は、例えば、シリコン基板であり、厚みは、例えば２００μｍである。
【００２９】
低音速膜５２は、圧電膜５３を伝搬するバルク波よりも、低音速膜５２中のバルク波の音速が低速となる膜であり、圧電膜５３と高音速支持基板５１との間に配置される。この構造と、弾性波が本質的に低音速な媒質にエネルギーが集中するという性質とにより、弾性表面波エネルギーのＩＤＴ電極外への漏れが抑制される。低音速膜５２は、例えば、二酸化ケイ素を主成分とする膜であり、厚みは、例えば６７０ｎｍである。
【００３０】
なお、基板５の上記積層構造によれば、圧電基板を単層で使用している従来の構造と比較して、共振周波数および反共振周波数におけるＱ値を大幅に高めることが可能となる。すなわち、Ｑ値が高い弾性波共振子を構成し得るので、当該弾性波共振子を用いて、挿入損失が小さいフィルタを構成することが可能となる。
【００３１】
また、弾性波フィルタ１０の通過帯域低周波端および通過帯域高周波端の急峻性を改善すべく、後述するように、弾性波共振子に浮き間引き電極が適用されると、間引き率によっては弾性波共振子のＱ値が等価的に小さくなる場合が想定される。しかしながら、上記基板の積層構造によれば、弾性波共振子１００のＱ値を高い値に維持できる。よって、通過帯域内の低損失が維持された弾性波フィルタ１０を形成することが可能となる。
【００３２】
なお、高音速支持基板５１は、支持基板と、圧電膜５３を伝搬する表面波および境界波などの弾性波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速となる高音速膜とが積層された構造を有していてもよい。この場合、支持基板は、サファイア、リチウムタンタレート、リチウムニオベイト、水晶等の圧電体、アルミナ、マグネシア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト等の各種セラミック、ガラス等の誘電体またはシリコン、窒化ガリウム等の半導体および樹脂基板等を用いることができる。また、高音速膜は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、ＤＬＣ膜またはダイヤモンド、上記材料を主成分とする媒質、上記材料の混合物を主成分とする媒質等、様々な高音速材料を用いることができる。
【００３３】
また、図２Ｂは、実施の形態の変形例１に係る弾性波共振子を模式的に表す断面図である。図２Ａに示した弾性波共振子１００では、ＩＤＴ電極５４が、圧電膜５３を有する基板５上に形成された例を示したが、当該ＩＤＴ電極５４が形成される基板は、図２Ｂに示すように、圧電体層の単層からなる圧電単結晶基板５７であってもよい。圧電単結晶基板５７は、例えば、ＬｉＮｂＯ３の圧電単結晶で構成されている。本変形例に係る弾性波共振子１００は、ＬｉＮｂＯ３の圧電単結晶基板５７と、ＩＤＴ電極５４と、圧電単結晶基板５７上およびＩＤＴ電極５４上に形成された保護層５５と、で構成されている。
【００３４】
上述した圧電膜５３および圧電単結晶基板５７は、弾性波フィルタ装置の要求通過特性などに応じて、適宜、積層構造、材料、カット角、および、厚みを変更してもよい。上述したカット角以外のカット角を有するＬｉＴａＯ３圧電基板などを用いた弾性波共振子１００であっても、上述した圧電膜５３を用いた弾性波共振子１００と同様の効果を奏することができる。
【００３５】
また、ＩＤＴ電極５４が形成される基板は、支持基板と、エネルギー閉じ込め層と、圧電膜がこの順で積層された構造を有していてもよい。圧電膜上にＩＤＴ電極５４が形成される。圧電膜は、例えば、ＬｉＴａＯ３圧電単結晶または圧電セラミックスが用いられる。支持基板は、圧電膜、エネルギー閉じ込め層、およびＩＤＴ電極５４を支持する基板である。
【００３６】
エネルギー閉じ込め層は１層または複数の層からなり、その少なくとも１つの層を伝搬する弾性バルク波の音速は、圧電膜近傍を伝搬する弾性波の音速よりも高速である。例えば、低音速層と、高音速層との積層構造となっていてもよい。低音速層は、圧電膜を伝搬するバルク波の音速よりも、低音速層中のバルク波の音速が低速となる膜である。高音速層は、圧電膜を伝搬する弾性波の音速よりも、高音速層中のバルク波の音速が高速となる膜である。なお、支持基板を高音速層としてもよい。
【００３７】
また、エネルギー閉じ込め層は、音響インピーダンスが相対的に低い低音響インピーダンス層と、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス層とが、交互に積層された構成を有する音響インピーダンス層であってもよい。
【００３８】
ここで、弾性波共振子１００を構成するＩＤＴ電極の電極パラメータの一例について説明する。
【００３９】
弾性波共振子の波長とは、図２Ａの（ｂ）に示すＩＤＴ電極５４を構成する複数の電極指１５０ａまたは１５０ｂの繰り返し周期である波長λで規定される。また、電極ピッチは、波長λの１／２であり、櫛形電極１００ａおよび１００ｂを構成する電極指１５０ａおよび１５０ｂのライン幅をＷとし、隣り合う電極指１５０ａと電極指１５０ｂとの間のスペース幅をＳとした場合、（Ｗ＋Ｓ）で定義される。また、一対の櫛形電極１００ａおよび１００ｂの交叉幅Ｌは、図２Ａの（ａ）に示すように、電極指１５０ａと電極指１５０ｂとの弾性波伝搬方向（Ｘ軸方向）から見た場合の重複する電極指長さである。また、各弾性波共振子の電極デューティーは、複数の電極指１５０ａおよび１５０ｂのライン幅占有率であり、複数の電極指１５０ａおよび１５０ｂのライン幅とスペース幅との加算値に対する当該ライン幅の割合であり、Ｗ／（Ｗ＋Ｓ）で定義される。また、櫛形電極１００ａおよび１００ｂの高さをｈとしている。
【００４０】
［３．弾性波フィルタの動作原理］
次に、本実施の形態に係るラダー型の弾性波フィルタの動作原理について説明する。
【００４１】
図３は、ラダー型の弾性波フィルタの動作原理を説明する回路構成図および周波数特性を表すグラフである。
【００４２】
図３の（ａ）に示された弾性波フィルタは、１つの直列腕共振子１０１および１つの並列腕共振子２０１で構成された基本的なラダー型フィルタである。図３の（ｂ）に示すように、並列腕共振子２０１は、共振特性において共振周波数ｆｒｐおよび反共振周波数ｆａｐ（＞ｆｒｐ）を有している。また、直列腕共振子１０１は、共振特性において共振周波数ｆｒｓおよび反共振周波数ｆａｓ（＞ｆｒｓ＞ｆｒｐ）を有している。
【００４３】
ラダー型の弾性波共振子を用いてバンドパスフィルタを構成するにあたり、並列腕共振子２０１の反共振周波数ｆａｐと直列腕共振子１０１の共振周波数ｆｒｓとを近接させる。これにより、並列腕共振子２０１のインピーダンスが０に近づく共振周波数ｆｒｐ近傍は、低周波側阻止域となる。また、これより周波数が高くなると、反共振周波数ｆａｐ近傍で並列腕共振子２０１のインピーダンスが高くなり、かつ、共振周波数ｆｒｓ近傍で直列腕共振子１０１のインピーダンスが０に近づく。これにより、反共振周波数ｆａｐ〜共振周波数ｆｒｓの近傍では、入出力端子３１０から３２０への信号経路において信号通過域となる。さらに、周波数が高くなり、反共振周波数ｆａｓ近傍になると、直列腕共振子１０１のインピーダンスが高くなり、高周波側阻止域となる。
【００４４】
なお、並列腕共振子および直列腕共振子で構成される共振段の段数は、要求仕様に応じて、適宜最適化される。一般的に、複数の共振段で弾性波フィルタが構成される場合には、複数の並列腕共振子の反共振周波数ｆａｐを略一致させ、複数の直列腕共振子の反共振周波数ｆａｓを略一致させる。
【００４５】
上記動作原理を有する弾性波フィルタにおいて、入出力端子３１０から高周波信号が入力されると、入出力端子３１０と基準端子との間で電位差が生じ、これにより、圧電体層が歪むことでＸ軸方向に伝搬する弾性表面波が発生する。ここで、ＩＤＴ電極５４の波長λと、通過帯域の波長とを略一致させておくことにより、通過させたい周波数成分を有する高周波信号のみが当該弾性波フィルタを通過する。
【００４６】
なお、弾性波フィルタが、縦結合型共振器と直列腕共振子とで構成されている場合には、直列腕共振子の共振周波数ｆｒｓを通過帯域内に位置させる。これにより、共振周波数ｆｒｓ近傍で直列腕共振子のインピーダンスが０に近づく。これにより、共振周波数ｆｒｓの近傍では、信号通過域となる。さらに、周波数が高くなり、反共振周波数ｆａｓ近傍になると、直列腕共振子のインピーダンスが高くなり、高周波側阻止域となる。
【００４７】
また、弾性波フィルタが、縦結合型共振器と並列腕共振子とで構成されている場合には、並列腕共振子の反共振周波数ｆａｐを通過帯域内に位置させる。並列腕共振子のインピーダンスが０に近づく共振周波数ｆｒｐ近傍は、低周波側阻止域となる。また、反共振周波数ｆａｐ近傍では並列腕共振子のインピーダンスが高くなり、信号通過域となる。
【００４８】
［４．実施例１および２に係る弾性波フィルタの電極構成および通過特性］
次に、本実施の形態に係る弾性波フィルタ１０の特徴的な構成であるＩＤＴ電極構成および通過特性について、実施例に係る弾性波フィルタのＩＤＴ電極構成および通過特性を例示して説明する。
【００４９】
図４Ａは、実施例１に係る弾性波フィルタ１０Ａを構成する直列腕共振子１０１のＩＤＴ電極の構成の一例を示す概略平面図である。実施例１に係る弾性波フィルタ１０Ａは、図１に示された実施の形態に係る弾性波フィルタ１０と比較して、同じ回路構成をしており、弾性波共振子のＩＤＴ電極構成が具体化されている。
【００５０】
なお、実施例１に係る弾性波フィルタ１０Ａは、圧電性を有する基板としてＬｉＮｂＯ３の圧電単結晶を用いており、いわゆるＬＮレイリー波を主モードとして利用している。
【００５１】
実施例１に係る弾性波フィルタ１０Ａにおいて、直列腕共振子１０１〜１０５のそれぞれの共振周波数ｆｒｓは、弾性波フィルタ１０Ａの通過帯域内に位置している。また、直列腕共振子１０１は、直列腕共振子１０１〜１０５のうち反共振周波数ｆａｓが最も低い第１直列腕共振子である。
【００５２】
なお、本明細書では、弾性波共振子が有するＩＤＴ電極において、弾性波伝搬方向と交差する方向に延伸した複数の電極指のうち、いずれのバスバー電極とも接続されていない電極指を、浮き間引き電極と定義する。
【００５３】
図４Ａに示すように、直列腕共振子１０１のＩＤＴ電極は、一対の櫛形電極１０１ａおよび１０１ｂ、２つの浮き間引き電極１５２、ならびに、一対の櫛形電極の両端に配置された反射器１４１で構成されている。櫛形電極１０１ａは、複数の電極指１５１ａと、複数の電極指１５１ａの一方端が接続されたバスバー電極１６１ａとで構成されている。櫛形電極１０１ｂは、複数の電極指１５１ｂと、複数の電極指１５１ｂの一方端が接続されたバスバー電極１６１ｂとで構成されている。
【００５４】
実施例１に係る弾性波フィルタ１０Ａでは、図４Ａに示すように、直列腕共振子１０１（第１直列腕共振子）のＩＤＴ電極は、一対の櫛形電極１０１ａおよび１０１ｂのうちの一方の櫛形電極１０１ｂを構成する電極指１５１ｂを挟まず、かつ、一対の櫛形電極のうちの他方の櫛形電極１０１ａを構成する１本の電極指１５１ａを挟んで配置された２つの浮き間引き電極１５２を有している。また、図示していないが、直列腕共振子１０２〜１０５および並列腕共振子２０１〜２０４では、上記のような２つの浮き間引き電極１５２が配置されていない。
【００５５】
なお、反共振周波数ｆａｓが最も低い第１直列腕共振子は、直列腕共振子１０１でなくてもよく、直列腕共振子１０２〜１０５のいずれかであってもよい。つまり、反共振周波数ｆａｓが最も低い第１直列腕共振子は、入出力端子３１０または３２０に近く配置されているか否かは関係ない。
【００５６】
図４Ｂは、実施例１および従来例に係る弾性波フィルタを構成する直列腕共振子の共振特性を比較したグラフである。同図には、実施例１に係る弾性波フィルタ１０Ａを構成する直列腕共振子１０１、および、従来例に係る弾性波フィルタを構成する直列腕共振子の共振特性（通過特性）が示されている。
【００５７】
なお、従来例に係る弾性波フィルタは、実施例１に係る弾性波フィルタ１０Ａと比較して、図１に示された回路構成を有しているが、全ての直列腕共振子のうち反共振周波数が最も低い直列腕共振子には、浮き間引き電極および間引き電極が配置されていない。つまり、全ての直列腕共振子および全ての並列腕共振子には、浮き間引き電極および間引き電極が配置されていない。
【００５８】
図４Ｂに示すように、実施例１に係る弾性波フィルタ１０Ａを構成する直列腕共振子１０１では、共振周波数ｆｒｓおよび反共振周波数ｆａｓの間に、新たな挿入損失の極小点および極大点が現れるモードが発生（図４Ｂの破線枠内）している。また、従来例に係る弾性波フィルタを構成する直列腕共振子と比較して、共振周波数ｆｒｓおよび反共振周波数ｆａｓがほぼ周波数シフトしていない。
【００５９】
実施例１に係る弾性波フィルタ１０Ａの直列腕共振子１０１において、共振周波数ｆｒｓおよび反共振周波数ｆａｓの間に発生する上記の新たなモードは、２つの浮き間引き電極１５２を境界として直列腕共振子１０１のＩＤＴ電極が２つに分割されたことにより発生したモードと考えられる。
【００６０】
図４Ｃは、実施例１および従来例に係る弾性波フィルタの通過特性を比較したグラフである。同図に示すように、実施例１に係る弾性波フィルタ１０Ａは、従来例に係る弾性波フィルタと比較して、通過帯域内の挿入損失および通過帯域低域端の急峻性は、ほぼ同様となっているが、通過帯域高域端の急峻性が良化している（図４Ｃの破線枠内）。
【００６１】
つまり、弾性波フィルタ１０Ａによれば、通過帯域幅を確保しつつ通過帯域高域端の急峻性を改善することが可能となる。
【００６２】
なお、実施例１に係る弾性波フィルタ１０Ａでは、反共振周波数ｆａｓが最も低い直列腕共振子１０１のみに２つの浮き間引き電極１５２が配置された構成としたが、他の直列腕共振子１０２〜１０５も２つの浮き間引き電極１５２が配置されていてもよい。
【００６３】
なお、実施例１に係る弾性波フィルタ１０Ａにおいて、２つの浮き間引き電極１５２は、ＩＤＴ電極の弾性波伝搬方向における中心に対して非対称に配置されていてもよい。つまり、図４Ａにおいて、２つの浮き間引き電極１５２よりも弾性表面波伝搬方向側の電極指本数と、２つの浮き間引き電極１５２よりも弾性表面波伝搬方向と逆方向側の電極指本数とが異なっていてもよい。
【００６４】
図５Ａは、実施例２に係る弾性波フィルタ１０Ｂを構成する並列腕共振子２０１のＩＤＴ電極の構成の一例を示す概略平面図である。実施例２に係る弾性波フィルタ１０Ｂは、図１に示された実施の形態に係る弾性波フィルタ１０と比較して、同じ回路構成をしており、弾性波共振子のＩＤＴ電極構成が具体化されている。
【００６５】
なお、実施例２に係る弾性波フィルタ１０Ｂは、圧電性を有する基板としてＬｉＮｂＯ３の圧電単結晶を用いており、いわゆるＬＮレイリー波を主モードとして利用している。
【００６６】
実施例２に係る弾性波フィルタ１０Ｂにおいて、並列腕共振子２０１〜２０４のそれぞれの反共振周波数ｆａｐは、弾性波フィルタ１０Ｂの通過帯域内に位置している。また、並列腕共振子２０１は、並列腕共振子２０１〜２０４のうち共振周波数ｆｒｐが最も高い第１並列腕共振子である。
【００６７】
図５Ａに示すように、並列腕共振子２０１のＩＤＴ電極は、一対の櫛形電極２０１ａおよび２０１ｂ、２つの浮き間引き電極２５２、ならびに、一対の櫛形電極の両端に配置された反射器２４１で構成されている。櫛形電極２０１ａは、複数の電極指２５１ａと、複数の電極指２５１ａの一方端が接続されたバスバー電極２６１ａとで構成されている。櫛形電極２０１ｂは、複数の電極指２５１ｂと、複数の電極指２５１ｂの一方端が接続されたバスバー電極２６１ｂとで構成されている。
【００６８】
実施例２に係る弾性波フィルタ１０Ｂでは、図５Ａに示すように、並列腕共振子２０１のＩＤＴ電極は、一対の櫛形電極のうちの一方の櫛形電極２０１ｂを構成する電極指２５１ｂを挟まず、かつ、一対の櫛形電極のうちの他方の櫛形電極２０１ａを構成する１本の電極指２５１ａを挟んで配置された２つの浮き間引き電極２５２を有している。また、図示していないが、直列腕共振子１０１〜１０５および並列腕共振子２０２〜２０４では、上記のような２つの浮き間引き電極２５２が配置されていない。
【００６９】
なお、共振周波数ｆｒｐが最も高い第１並列腕共振子は、並列腕共振子２０１でなくてもよく、並列腕共振子２０１〜２０４のいずれかであってもよい。つまり、共振周波数ｆｒｐが最も高い第１並列腕共振子は、入出力端子３１０または３２０に近く配置されているか否かは関係ない。
【００７０】
図５Ｂは、実施例２および従来例に係る弾性波フィルタを構成する並列腕共振子の共振特性を比較したグラフである。同図には、実施例２に係る弾性波フィルタ１０Ｂを構成する並列腕共振子２０１、および、従来例に係る弾性波フィルタを構成する並列腕共振子の共振特性（通過特性）が示されている。
【００７１】
なお、従来例に係る弾性波フィルタは、実施例２に係る弾性波フィルタ１０Ｂと比較して、図１に示された回路構成を有しているが、全ての並列腕共振子のうち共振周波数が最も高い並列腕共振子には、浮き間引き電極および間引き電極が配置されていない。つまり、全ての直列腕共振子および全ての並列腕共振子には、浮き間引き電極および間引き電極が配置されていない。
【００７２】
図５Ｂに示すように、実施例２に係る弾性波フィルタ１０Ｂを構成する並列腕共振子２０１では、共振周波数ｆｒｐおよび反共振周波数ｆａｐの間に、新たな挿入損失の極小点および極大点が現れるモードが発生（図５Ｂの破線枠内）している。また、従来例に係る弾性波フィルタを構成する並列腕共振子と比較して、共振周波数ｆｒｐおよび反共振周波数ｆａｐがほぼ周波数シフトしていない。
【００７３】
実施例２に係る弾性波フィルタ１０Ｂの並列腕共振子２０１において、共振周波数ｆｒｐおよび反共振周波数ｆａｐの間に発生する上記の新たなモードは、２つの浮き間引き電極２５２を境界として並列腕共振子２０１のＩＤＴ電極が２つに分割されたことにより発生したモードと考えられる。
【００７４】
図５Ｃは、実施例２および従来例に係る弾性波フィルタの通過特性を比較したグラフである。同図に示すように、実施例２に係る弾性波フィルタ１０Ｂは、従来例に係る弾性波フィルタと比較して、通過帯域内の挿入損失および通過帯域高域端の急峻性は、ほぼ同様となっているが、通過帯域低域端の急峻性が良化している（図５Ｃの破線枠内）。
【００７５】
つまり、弾性波フィルタ１０Ｂによれば、通過帯域幅を確保しつつ通過帯域低域端の急峻性を改善することが可能となる。
【００７６】
なお、実施例２に係る弾性波フィルタ１０Ｂでは、共振周波数ｆｒｐが最も高い並列腕共振子２０１のみに２つの浮き間引き電極２５２が配置された構成としたが、他の並列腕共振子２０２〜２０４も２つの浮き間引き電極２５２が配置されていてもよい。
【００７７】
なお、実施例２に係る弾性波フィルタ１０Ｂにおいて、２つの浮き間引き電極２５２は、ＩＤＴ電極の弾性波伝搬方向における中心に対して非対称に配置されていてもよい。つまり、図５Ａにおいて、２つの浮き間引き電極２５２よりも弾性表面波伝搬方向側の電極指本数と、２つの浮き間引き電極２５２よりも弾性表面波伝搬方向と逆方向側の電極指本数とが異なっていてもよい。
【００７８】
図６Ａは、比較例１に係る弾性波フィルタ５００Ａを構成する直列腕共振子５０１のＩＤＴ電極の構成の一例を示す概略平面図である。比較例１に係る弾性波フィルタ５００Ａは、実施例１に係る弾性波フィルタ１０Ａと比較して、反共振周波数ｆａｓが最も低い直列腕共振子５０１のＩＤＴ電極構成が異なる。つまり、比較例１に係る弾性波フィルタ５００Ａは、直列腕共振子５０１、１０２、１０３、１０４および１０５と、並列腕共振子２０１、２０２、２０３および２０４と、入出力端子３１０および３２０と、を備える。
【００７９】
比較例１に係る弾性波フィルタ５００Ａにおいて、直列腕共振子５０１、１０２〜１０５のそれぞれの共振周波数ｆｒｓ、および、並列腕共振子２０１〜２０４のそれぞれの反共振周波数ｆａｐは、弾性波フィルタ５００Ａの通過帯域内に位置している。また、直列腕共振子５０１は、直列腕共振子５０１および１０２〜１０５のうち反共振周波数ｆａｓが最も低い弾性波共振子である。
【００８０】
図６Ａに示すように、直列腕共振子５０１のＩＤＴ電極は、一対の櫛形電極５０１ａおよび５０１ｂ、ならびに、一対の櫛形電極の両端に配置された反射器５４１で構成されている。櫛形電極５０１ａは、複数の電極指５５１ａと、電極指５５２と、複数の電極指５５１ａおよび電極指５５２の一方端が接続されたバスバー電極５６１ａとで構成されている。櫛形電極５０１ｂは、複数の電極指５５１ｂと、複数の電極指５５１ｂの一方端が接続されたバスバー電極５６１ｂとで構成されている。バスバー電極５６１ａに接続された電極指５５２と隣り合う電極指は、同じバスバー電極５６１ａに接続されている。つまり、電極指５５２は、本来、電極指の規則性からバスバー電極５６１ｂに接続されているものであるが、バスバー電極５６１ａに接続されている。つまり、電極指５５２は、電極指の規則性からバスバー電極５６１ｂに接続されているべき電極指が間引かれた間引き電極である。つまり、比較例１に係る弾性波フィルタ５００Ａでは、反共振周波数ｆａｓが最も低い直列腕共振子５０１のＩＤＴ電極が、１本の間引き電極（電極指５５２）を有している。
【００８１】
なお、反共振周波数ｆａｓが最も低い直列腕共振子は、直列腕共振子５０１でなくてもよく、直列腕共振子１０２〜１０５のいずれかであってもよい。つまり、反共振周波数ｆａｓが最も低い直列腕共振子は、入出力端子３１０または３２０に近く配置されているか否かは関係ない。
【００８２】
図６Ｂは、比較例１および従来例に係る弾性波フィルタを構成する直列腕共振子の共振特性を比較したグラフである。同図には、比較例１に係る弾性波フィルタ５００Ａを構成する直列腕共振子５０１、および、従来例に係る弾性波フィルタを構成する直列腕共振子の共振特性（通過特性）が示されている。
【００８３】
なお、従来例に係る弾性波フィルタは、比較例１に係る弾性波フィルタ５００Ａと比較して、図１に示された回路構成を有しているが、全ての直列腕共振子のうち反共振周波数が最も低い直列腕共振子には、間引き電極および浮き間引き電極が配置されていない。つまり、全ての直列腕共振子および全ての並列腕共振子には、間引き電極および浮き間引き電極が配置されていない。
【００８４】
図６Ｂに示すように、比較例１に係る弾性波フィルタ５００Ａを構成する直列腕共振子５０１では、従来例に係る弾性波フィルタを構成する直列腕共振子と比較して、共振周波数ｆｒｓはシフトしていないが、反共振周波数ｆａｓが低周波側にシフトしている。また、実施例１に係る弾性波フィルタ１０Ａの直列腕共振子１０１に見られた、共振周波数ｆｒｓおよび反共振周波数ｆａｓの間の新たなモードは発生していない。なお、比較例１に係る弾性波フィルタ５００Ａの直列腕共振子５０１のように、１本のみの間引き電極（電極指５５２）または１本のみの浮き間引き電極を有する構成では、上記の新たなモードは発生しない。さらに、複数の浮き間引き電極を有しても、一対の櫛形電極の一方の電極指および一対の櫛形電極の他方の電極指の双方が２つの浮き間引き電極の間に配置される構成では、有為的な上記の新たなモードは発生しない。
【００８５】
図６Ｃは、比較例１および従来例に係る弾性波フィルタの通過特性を比較したグラフである。同図に示すように、比較例１に係る弾性波フィルタ５００Ａは、従来例に係る弾性波フィルタと比較して、通過帯域低域端の急峻性は、ほぼ同様となっているが、通過帯域高域端の急峻性が良化している（図６Ｃの破線枠内）。しかしながら、通過帯域内の高域端の挿入損失が悪化している（図６Ｃの破線枠内）。これは、通過帯域高域端の急峻性を良化させるべく、直列腕共振子５０１のＩＤＴ電極に１本の間引き電極（電極指５５２）を配置することで、直列腕共振子５０１の共振周波数ｆｒｓと反共振周波数ｆａｓとの間隔（比帯域）を小さくしたことに起因するものと解される。
【００８６】
これに対して、実施例１に係る弾性波フィルタ１０Ａでは、通過帯域高域端の急峻性を良化させるべく、直列腕共振子１０１のＩＤＴ電極に２本の浮き間引き電極１５２を配置しているが、直列腕共振子１０１の共振周波数ｆｒｓと反共振周波数ｆａｓとの間隔（比帯域）は小さくならない。このため、弾性波フィルタ１０Ａの通過帯域幅は狭くならない。また、通過帯域高域端の急峻性の良化は、直列腕共振子１０１の共振周波数ｆｒｓと反共振周波数ｆａｓとの間に発生した新たなモードにより実現される。
【００８７】
図７Ａは、比較例２に係る弾性波フィルタ５００Ｂを構成する並列腕共振子６０１のＩＤＴ電極の構成の一例を示す概略平面図である。比較例２に係る弾性波フィルタ５００Ｂは、実施例２に係る弾性波フィルタ１０Ｂと比較して、共振周波数ｆｒｐが最も高い並列腕共振子６０１のＩＤＴ電極構成が異なる。つまり、比較例２に係る弾性波フィルタ５００Ｂは、直列腕共振子１０１、１０２、１０３、１０４および１０５と、並列腕共振子６０１、２０２、２０３および２０４と、入出力端子３１０および３２０と、を備える。
【００８８】
比較例２に係る弾性波フィルタ５００Ｂにおいて、直列腕共振子１０１〜１０５のそれぞれの共振周波数ｆｒｓ、および、並列腕共振子６０１、２０２〜２０４のそれぞれの反共振周波数ｆａｐは、弾性波フィルタ５００Ｂの通過帯域内に位置している。また、並列腕共振子６０１は、並列腕共振子６０１および２０２〜２０４のうち共振周波数ｆｒｐが最も高い弾性波共振子である。
【００８９】
図７Ａに示すように、並列腕共振子６０１のＩＤＴ電極は、一対の櫛形電極６０１ａおよび６０１ｂ、ならびに、一対の櫛形電極の両端に配置された反射器６４１で構成されている。櫛形電極６０１ａは、複数の電極指６５１ａと、電極指６５２と、複数の電極指６５１ａの一方端が接続されたバスバー電極６６１ａとで構成されている。櫛形電極６０１ｂは、複数の電極指６５１ｂと、複数の電極指６５１ｂの一方端が接続されたバスバー電極６６１ｂとで構成されている。バスバー電極６６１ａに接続された電極指６５２と隣り合う電極指は、同じバスバー電極６６１ａに接続されている。つまり、電極指６５２は、本来、電極指の規則性からバスバー電極６６１ｂに接続されているものであるが、バスバー電極６６１ａに接続されている。つまり、電極指６５２は、電極指の規則性からバスバー電極６６１ｂに接続されているべき電極指が間引かれた間引き電極である。つまり、比較例２に係る弾性波フィルタ５００Ｂでは、共振周波数ｆｒｐが最も高い並列腕共振子６０１のＩＤＴ電極が、１本の間引き電極（電極指６５２）を有している。
【００９０】
なお、共振周波数ｆｒｐが最も高い並列腕共振子は、並列腕共振子６０１でなくてもよく、並列腕共振子２０２〜２０４のいずれかであってもよい。つまり、共振周波数ｆｒｐが最も高い並列腕共振子は、入出力端子３１０または３２０に近く配置されているか否かは関係ない。
【００９１】
図７Ｂは、比較例２および従来例に係る弾性波フィルタを構成する並列腕共振子の共振特性を比較したグラフである。同図には、比較例２に係る弾性波フィルタ５００Ｂを構成する並列腕共振子６０１、および、従来例に係る弾性波フィルタを構成する並列腕共振子の共振特性（通過特性）が示されている。
【００９２】
なお、従来例に係る弾性波フィルタは、比較例２に係る弾性波フィルタ５００Ｂと比較して、図１に示された回路構成を有しているが、全ての並列腕共振子のうち共振周波数が最も高い並列腕共振子には、間引き電極および浮き間引き電極が配置されていない。つまり、全ての直列腕共振子および全ての並列腕共振子には、間引き電極および浮き間引き電極が配置されていない。
【００９３】
図７Ｂに示すように、比較例２に係る弾性波フィルタ５００Ｂを構成する並列腕共振子６０１では、従来例に係る弾性波フィルタを構成する並列腕共振子と比較して、共振周波数ｆｒｐが高周波側にシフトしている。
【００９４】
図７Ｃは、比較例２および従来例に係る弾性波フィルタの通過特性を比較したグラフである。同図に示すように、比較例２に係る弾性波フィルタ５００Ｂは、従来例に係る弾性波フィルタと比較して、通過帯域高域端の急峻性は、ほぼ同様となっているが、通過帯域低域端の急峻性が良化している（図７Ｃの破線枠内）。しかしながら、通過帯域内の低域端の挿入損失が悪化している（図７Ｃの破線枠内）。これは、通過帯域低域端の急峻性を良化させるべく、並列腕共振子６０１のＩＤＴ電極に１本の間引き電極（電極指６５２）を配置することで、並列腕共振子６０１の共振周波数ｆｒｐと反共振周波数ｆａｐとの間隔（比帯域）を小さくしたことに起因するものと解される。
【００９５】
これに対して、実施例２に係る弾性波フィルタ１０Ｂでは、通過帯域低域端の急峻性を良化させるべく、並列腕共振子２０１のＩＤＴ電極に２本の浮き間引き電極２５２を配置しているが、並列腕共振子２０１の共振周波数ｆｒｐと反共振周波数ｆａｐとの間隔（比帯域）は小さくならない。このため、弾性波フィルタ１０Ｂの通過帯域幅は狭くならない。また、通過帯域低域端の急峻性の良化は、並列腕共振子２０１の共振周波数ｆｒｐと反共振周波数ｆａｐとの間に新たに発生した共振モードにより実現される。
【００９６】
以上、実施例１に係る弾性波フィルタ１０Ａは、２つの入出力端子３１０および３２０を結ぶ経路上に配置された１以上の直列腕共振子１０１〜１０５を備える。１以上の直列腕共振子１０１〜１０５のそれぞれは、圧電性を有する基板上に形成されたＩＤＴ電極を有する弾性波共振子であり、１以上の直列腕共振子１０１〜１０５の共振周波数ｆｒｓは、弾性波フィルタの通過帯域内に位置する。上記ＩＤＴ電極は、弾性波伝搬方向と交差する方向に延伸し、互いに平行に配置された複数の電極指と、当該複数の電極指を構成する電極指の一方端同士を接続するバスバー電極とで構成された櫛形電極を一対有し、１以上の直列腕共振子１０１〜１０５のうち反共振周波数ｆａｓが最も低い直列腕共振子１０１のＩＤＴ電極は、一対の櫛形電極のうちの一方の櫛形電極を構成する電極指を挟まずに配置された２以上の浮き間引き電極を有する。
【００９７】
これによれば、直列腕共振子１０１のＩＤＴ電極に配置された２本の浮き間引き電極により、共振周波数と反共振周波数との間隔を小さくしない状態、つまり直列腕共振子１０１の比帯域を狭くしない状態で、共振周波数と反共振周波数の間に新たな共振モードが発生する。よって、弾性波フィルタの通過帯域幅を狭くせずに、通過帯域高域端の急峻性を良化させることが可能となる。つまり、通過帯域幅を確保しつつ通過帯域高域端の急峻性を改善することが可能となる。
【００９８】
また、実施例２に係る弾性波フィルタ１０Ｂは、２つの入出力端子３１０および３２０を結ぶ経路とグランドとの間に配置された１以上の並列腕共振子２０１〜２０４を備える。１以上の並列腕共振子２０１〜２０４のそれぞれは、圧電性を有する基板上に形成されたＩＤＴ電極を有する弾性波共振子であり、１以上の並列腕共振子２０１〜２０４の反共振周波数ｆａｐは、弾性波フィルタの通過帯域内に位置する。上記ＩＤＴ電極は、弾性波伝搬方向と交差する方向に延伸し、互いに平行に配置された複数の電極指と、当該複数の電極指を構成する電極指の一方端同士を接続するバスバー電極とで構成された櫛形電極を一対有し、１以上の並列腕共振子２０１〜２０４のうち共振周波数ｆｒｐが最も高い並列腕共振子２０１のＩＤＴ電極は、一対の櫛形電極のうちの一方の櫛形電極を構成する電極指を挟まずに配置された２以上の浮き間引き電極を有する。
【００９９】
これによれば、並列腕共振子２０１のＩＤＴ電極に配置された２本の浮き間引き電極により、共振周波数と反共振周波数との間隔を小さくしない状態、つまり並列腕共振子２０１の比帯域を狭くしない状態で、共振周波数と反共振周波数の間に新たな共振モードが発生する。よって、弾性波フィルタの通過帯域幅を狭くせずに、通過帯域低域端の急峻性を良化させることが可能となる。つまり、通過帯域幅を確保しつつ通過帯域端部の急峻性を改善することが可能となる。
【０１００】
なお、実施例１および実施例２に係る弾性波フィルタは、直列腕共振子および並列腕共振子のいずれか一方のみに、上述した２つの浮き間引き電極が配置された構成を有しているが、本実施の形態に係る弾性波フィルタは、直列腕共振子および並列腕共振子の双方に、上述した２つの浮き間引き電極が配置された構成を有していてもよい。
【０１０１】
これによれば、直列腕共振子および並列腕共振子の双方のＩＤＴ電極に配置された２本の浮き間引き電極により、共振周波数と反共振周波数との間隔を小さくしない状態で、共振周波数と反共振周波数の間に新たな共振モードが発生する。よって、弾性波フィルタの通過帯域幅を狭くせずに、通過帯域低域端および高域端の急峻性を良化させることが可能となる。
【０１０２】
［５．実施例３および４に係る弾性波フィルタの電極構成および通過特性］
図８Ａは、実施例３に係る弾性波フィルタ１０Ｃを構成する並列腕共振子３０１のＩＤＴ電極の構成の一例を示す概略平面図である。実施例３に係る弾性波フィルタ１０Ｃは、実施例２に係る弾性波フィルタ１０Ｂと比較して、共振周波数ｆｒｐが最も高い並列腕共振子３０１のＩＤＴ電極構成が異なる。つまり、実施例３に係る弾性波フィルタ１０Ｃは、直列腕共振子１０１、１０２、１０３、１０４および１０５と、並列腕共振子３０１、２０２、２０３および２０４と、入出力端子３１０および３２０と、を備える。
【０１０３】
実施例３に係る弾性波フィルタ１０Ｃにおいて、並列腕共振子３０１、２０２〜２０４のそれぞれの反共振周波数ｆａｐは、弾性波フィルタ１０Ｃの通過帯域内に位置している。また、並列腕共振子３０１は、並列腕共振子３０１および２０２〜２０４のうち共振周波数ｆｒｐが最も高い弾性波共振子である。
【０１０４】
図８Ａに示すように、並列腕共振子３０１のＩＤＴ電極は、一対の櫛形電極３０１ａおよび３０１ｂ、３つの浮き間引き電極３５２、ならびに、一対の櫛形電極の両端に配置された反射器３４１で構成されている。櫛形電極３０１ａは、複数の電極指３５１ａと、複数の電極指３５１ａの一方端が接続されたバスバー電極３６１ａとで構成されている。櫛形電極３０１ｂは、複数の電極指３５１ｂと、複数の電極指３５１ｂの一方端が接続されたバスバー電極３６１ｂとで構成されている。
【０１０５】
実施例３に係る弾性波フィルタ１０Ｃでは、図８Ａに示すように、並列腕共振子３０１（第１並列腕共振子）のＩＤＴ電極は、一対の櫛形電極３０１ａおよび３０１ｂのうちの一方の櫛形電極３０１ｂを構成する電極指３５１ｂを挟まず、かつ、他方の櫛形電極３０１ａを構成する電極指３５１ａを挟まずに連続して配置された３つの浮き間引き電極３５２を有している。また、図示していないが、直列腕共振子１０１〜１０５および並列腕共振子２０２〜２０４では、上記のような３つの連続した浮き間引き電極３５２が配置されていない。
【０１０６】
なお、共振周波数ｆｒｐが最も高い並列腕共振子は、並列腕共振子３０１でなくてもよく、並列腕共振子２０２〜２０４のいずれかであってもよい。つまり、共振周波数ｆｒｐが最も高い並列腕共振子は、入出力端子３１０または３２０に近く配置されているか否かは関係ない。
【０１０７】
図８Ｂは、実施例３および従来例に係る弾性波フィルタを構成する並列腕共振子の共振特性を比較したグラフである。同図には、実施例３に係る弾性波フィルタ１０Ｃを構成する並列腕共振子３０１、および、従来例に係る弾性波フィルタを構成する並列腕共振子の共振特性（通過特性）が示されている。
【０１０８】
なお、従来例に係る弾性波フィルタは、実施例３に係る弾性波フィルタ１０Ｃと比較して、図１に示された回路構成を有しているが、全ての並列腕共振子のうち共振周波数が最も高い並列腕共振子には、浮き間引き電極および間引き電極が配置されていない。つまり、全ての直列腕共振子および全ての並列腕共振子には、浮き間引き電極および間引き電極が配置されていない。
【０１０９】
図８Ｂに示すように、実施例３に係る弾性波フィルタ１０Ｃを構成する並列腕共振子３０１では、共振周波数ｆｒｐおよび反共振周波数ｆａｐの間に、新たな挿入損失の極小点および極大点が現れるモードが発生（図８Ｂの破線枠内）している。また、従来例に係る弾性波フィルタを構成する並列腕共振子と比較して、共振周波数ｆｒｐおよび反共振周波数ｆａｐがほぼ周波数シフトしていない。これにより、弾性波フィルタ１０Ｃでは、通過帯域幅を確保しつつ通過帯域低域端の急峻性を改善することが可能となる。
【０１１０】
実施例３に係る弾性波フィルタ１０Ｃの並列腕共振子３０１において、共振周波数ｆｒｐおよび反共振周波数ｆａｐの間に発生する上記の新たなモードは、３つの連続した浮き間引き電極３５２を境界として並列腕共振子３０１のＩＤＴ電極が２つに分割されたことにより発生したモードと考えられる。
【０１１１】
なお、実施例３に係る弾性波フィルタ１０Ｃでは、共振周波数ｆｒｐが最も高い並列腕共振子３０１のみに３つの連続した浮き間引き電極３５２が配置された構成としたが、他の並列腕共振子２０２〜２０４も３つの連続した浮き間引き電極３５２が配置されていてもよい。
【０１１２】
また、共振周波数ｆｒｐが最も高い並列腕共振子３０１に配置された浮き間引き電極３５２は、３つ連続していることに限定されず、２つ連続していてもよく、また、４つ以上連続していてもよい。
【０１１３】
また、実施例３に係る弾性波フィルタ１０Ｃでは、共振周波数ｆｒｐが最も高い並列腕共振子３０１のみに３つの連続した浮き間引き電極３５２が配置された構成としたが、反共振周波数ｆａｓが最も低い直列腕共振子１０１に３つの連続した浮き間引き電極が配置されていてもよい。これにより、通過帯域幅を確保しつつ通過帯域高域端の急峻性を改善することが可能となる。また、反共振周波数ｆａｓが最も低い直列腕共振子１０１に配置された浮き間引き電極は、３つ連続していることに限定されず、２つ連続していてもよく、また、４つ以上連続していてもよい。
【０１１４】
なお、実施例３に係る弾性波フィルタ１０Ｃにおいて、３つの浮き間引き電極３５２は、ＩＤＴ電極の弾性波伝搬方向における中心に対して非対称に配置されていてもよい。つまり、図８Ａにおいて、３つの浮き間引き電極３５２よりも弾性表面波伝搬方向側の電極指本数と、３つの浮き間引き電極３５２よりも弾性表面波伝搬方向と逆方向側の電極指本数とが異なっていてもよい。
【０１１５】
図９Ａは、実施例４に係る弾性波フィルタ１０Ｄを構成する並列腕共振子４０１のＩＤＴ電極の構成の一例を示す概略平面図である。実施例４に係る弾性波フィルタ１０Ｄは、実施例２に係る弾性波フィルタ１０Ｂと比較して、共振周波数ｆｒｐが最も高い並列腕共振子４０１のＩＤＴ電極構成が異なる。つまり、実施例４に係る弾性波フィルタ１０Ｄは、直列腕共振子１０１、１０２、１０３、１０４および１０５と、並列腕共振子４０１、２０２、２０３および２０４と、入出力端子３１０および３２０と、を備える。
【０１１６】
実施例４に係る弾性波フィルタ１０Ｄにおいて、並列腕共振子４０１、２０２〜２０４のそれぞれの反共振周波数ｆａｐは、弾性波フィルタ１０Ｄの通過帯域内に位置している。また、並列腕共振子４０１は、並列腕共振子４０１および２０２〜２０４のうち共振周波数ｆｒｐが最も高い弾性波共振子である。
【０１１７】
図９Ａに示すように、並列腕共振子４０１のＩＤＴ電極は、一対の櫛形電極４０１ａおよび４０１ｂ、３つの浮き間引き電極４５２、ならびに、一対の櫛形電極の両端に配置された反射器４４１で構成されている。櫛形電極４０１ａは、複数の電極指４５１ａと、複数の電極指４５１ａの一方端が接続されたバスバー電極４６１ａとで構成されている。櫛形電極４０１ｂは、複数の電極指４５１ｂと、複数の電極指４５１ｂの一方端が接続されたバスバー電極４６１ｂとで構成されている。
【０１１８】
実施例４に係る弾性波フィルタ１０Ｄでは、図９Ａに示すように、並列腕共振子４０１のＩＤＴ電極は、一対の櫛形電極のうちの一方の櫛形電極４０１ｂを構成する電極指４５１ｂを挟まず、かつ、一対の櫛形電極のうちの他方の櫛形電極４０１ａを構成する１本の電極指４５１ａを挟んで配置された３つの浮き間引き電極４５２を有している。つまり、３つの浮き間引き電極４５２のうち、隣り合う浮き間引き電極４５２の間には１本の電極指４５１ａが配置されている。また、図示していないが、直列腕共振子１０１〜１０５および並列腕共振子２０２〜２０４では、上記のような３つの浮き間引き電極４５２が配置されていない。
【０１１９】
なお、共振周波数ｆｒｐが最も高い並列腕共振子は、並列腕共振子４０１でなくてもよく、並列腕共振子２０２〜２０４のいずれかであってもよい。つまり、共振周波数ｆｒｐが最も高い並列腕共振子は、入出力端子３１０または３２０に近く配置されているか否かは関係ない。
【０１２０】
図９Ｂは、実施例４および従来例に係る弾性波フィルタを構成する並列腕共振子の共振特性を比較したグラフである。同図には、実施例４に係る弾性波フィルタ１０Ｄを構成する並列腕共振子４０１、および、従来例に係る弾性波フィルタを構成する並列腕共振子の共振特性（通過特性）が示されている。
【０１２１】
なお、従来例に係る弾性波フィルタは、実施例４に係る弾性波フィルタ１０Ｄと比較して、図１に示された回路構成を有しているが、全ての並列腕共振子のうち共振周波数が最も高い並列腕共振子には、浮き間引き電極および間引き電極が配置されていない。つまり、全ての直列腕共振子および全ての並列腕共振子には、浮き間引き電極および間引き電極が配置されていない。
【０１２２】
図９Ｂに示すように、実施例４に係る弾性波フィルタ１０Ｄを構成する並列腕共振子４０１では、共振周波数ｆｒｐおよび反共振周波数ｆａｐの間に、新たな挿入損失の極小点および極大点が現れるモードが発生（図９Ｂの破線枠内）している。また、従来例に係る弾性波フィルタを構成する並列腕共振子と比較して、共振周波数ｆｒｐおよび反共振周波数ｆａｐがほぼ周波数シフトしていない。これにより、弾性波フィルタ１０Ｄでは、通過帯域幅を確保しつつ通過帯域低域端の急峻性を改善することが可能となる。
【０１２３】
実施例４係る弾性波フィルタ１０Ｄの並列腕共振子４０１において、共振周波数ｆｒｐおよび反共振周波数ｆａｐの間に発生する上記の新たなモードは、３つの浮き間引き電極４５２を境界として並列腕共振子４０１のＩＤＴ電極が２つに分割されたことにより発生したモードと考えられる。
【０１２４】
なお、実施例４に係る弾性波フィルタ１０Ｄでは、共振周波数ｆｒｐが最も高い並列腕共振子４０１のみに３つの浮き間引き電極４５２が配置された構成としたが、他の並列腕共振子２０２〜２０４も３つの浮き間引き電極４５２が配置されていてもよい。
【０１２５】
また、共振周波数ｆｒｐが最も高い並列腕共振子４０１に配置された浮き間引き電極４５２は、３つに限定されず、４つ以上であってもよい。
【０１２６】
また、実施例４に係る弾性波フィルタ１０Ｄでは、共振周波数ｆｒｐが最も高い並列腕共振子４０１のみに３つの浮き間引き電極４５２が配置された構成としたが、反共振周波数ｆａｓが最も低い直列腕共振子１０１に上記の３つの浮き間引き電極が配置されていてもよい。これにより、通過帯域幅を確保しつつ通過帯域高域端の急峻性を改善することが可能となる。また、反共振周波数ｆａｓが最も低い直列腕共振子１０１に配置された浮き間引き電極は、３つに限定されず、４つ以上であってもよい。
【０１２７】
なお、実施例４に係る弾性波フィルタ１０Ｄにおいて、３つの浮き間引き電極４５２は、ＩＤＴ電極の弾性波伝搬方向における中心に対して非対称に配置されていてもよい。つまり、図９Ａにおいて、３つの浮き間引き電極４５２よりも弾性表面波伝搬方向側の電極指本数と、３つの浮き間引き電極４５２よりも弾性表面波伝搬方向と逆方向側の電極指本数とが異なっていてもよい。
【０１２８】
（その他の変形例など）
以上、本発明の実施の形態に係る弾性波フィルタについて、実施の形態および実施例を挙げて説明したが、本発明の弾性波フィルタは、上記実施の形態および実施例に限定されるものではない。上記実施の形態および実施例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態および実施例に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明の実施の形態および実施例に係る弾性波フィルタを内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明は、マルチバンド化およびマルチモード化された周波数規格に適用できる急峻性の高い弾性波フィルタとして、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
【符号の説明】
【０１３０】
５    基板
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、５００Ａ、５００Ｂ    弾性波フィルタ
５１    高音速支持基板
５２    低音速膜
５３    圧電膜
５４    ＩＤＴ電極
５５    保護層
５７    圧電単結晶基板
１００    弾性波共振子
１００ａ、１００ｂ、１０１ａ、１０１ｂ、２０１ａ、２０１ｂ、３０１ａ、３０１ｂ、４０１ａ、４０１ｂ、５０１ａ、５０１ｂ、６０１ａ、６０１ｂ    櫛形電極
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、５０１    直列腕共振子
１４１、２４１、３４１、４４１、５４１、６４１    反射器
１５０ａ、１５０ｂ、１５１ａ、１５１ｂ、２５１ａ、２５１ｂ、３５１ａ、３５１ｂ、４５１ａ、４５１ｂ、５５１ａ、５５１ｂ、５５２、６５１ａ、６５１ｂ、６５２    電極指
１５２、２５２、３５２、４５２    浮き間引き電極
１６０ａ、１６０ｂ、１６１ａ、１６１ｂ、２６１ａ、２６１ｂ、３６１ａ、３６１ｂ、４６１ａ、４６１ｂ、５６１ａ、５６１ｂ、６６１ａ、６６１ｂ    バスバー電極
２０１、２０２、２０３、２０４、３０１、４０１、６０１    並列腕共振子
３１０、３２０    入出力端子
５４０    密着層
５４２    主電極層
【図１】
2020123819.tif 000003
【図２Ａ】
2020123819.tif 000004
【図２Ｂ】
2020123819.tif 000005
【図３】
2020123819.tif 000006
【図４Ａ】
2020123819.tif 000007
【図４Ｂ】
2020123819.tif 000008
【図４Ｃ】
2020123819.tif 000009
【図５Ａ】
2020123819.tif 000010
【図５Ｂ】
2020123819.tif 000011
【図５Ｃ】
2020123819.tif 000012
【図６Ａ】
2020123819.tif 000013
【図６Ｂ】
2020123819.tif 000014
【図６Ｃ】
2020123819.tif 000015
【図７Ａ】
2020123819.tif 000016
【図７Ｂ】
2020123819.tif 000017
【図７Ｃ】
2020123819.tif 000018
【図８Ａ】
2020123819.tif 000019
【図８Ｂ】
2020123819.tif 000020
【図９Ａ】
2020123819.tif 000021
【図９Ｂ】
2020123819.tif 000022