(57)【要約】【課題】弾性表面波センサの感度の低下を抑制する弾性表面波素子を提供する。【解決手段】弾性表面波素子１は、圧電基板１１の面上に形成され、弾性表面波を面上に励振する励振電極１２と、面上で励振電極１２と異なる箇所に形成され、弾性表面波を伝搬する膜状の導波路１３と、導波路１３の途中に形成され、弾性表面波を励振電極１２側に一部反射する反射部１４または反射部群とを備える。また、励振電極１２は、導波路１３に向かって凹の形状であってもよい。【選択図】図１
2015226083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板の面上に形成され、弾性表面波を前記面上に励振する励振電極と、
前記面上で前記励振電極と異なる箇所に形成され、前記弾性表面波を伝搬する膜状の導波路と、
前記導波路の途中に形成され、前記弾性表面波を前記励振電極側に一部反射する反射部と、
を備えることを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項２】
前記反射部は、前記導波路のスリットであることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波素子。
【請求項３】
前記反射部は、前記導波路の突起または窪みであることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波素子。
【請求項４】
前記反射部は、前記導波路内で材料が一部異なる部分であることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波素子。
【請求項５】
前記反射部は、前記弾性表面波の波長の半分の整数倍の間隔で形成された複数の前記反射部を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の弾性表面波素子。
【請求項６】
前記励振電極は、前記導波路に向かって凹の形状であることを特徴とする請求項１〜５
のいずれか一つに記載の弾性表面波素子。
【請求項７】
前記励振電極と前記導波路は同じ材料で形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の弾性表面波素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、弾性表面波素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）を応用し、ワイヤレスでの個体識別およびセンシングを行うワイヤレス弾性表面波センサが知られている（例えば、下記特許文献１を参照）。
【０００３】
この特許文献１に係るワイヤレス弾性表面波センサでは、送受信電極で励起された弾性表面波が反射器で反射されて、再び送受信電極に戻ってくるときに、外部環境の変化に伴って信号が変化することを利用している。このワイヤレス弾性表面波センサでは、測定対象物の状態変化を、位相、周波数、遅延時間といった弾性表面波の伝搬特性の変化という形で抽出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０４０８７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、上述した従来技術では、送受信電極によって励振された弾性表面波は、回折現象によって拡散する。そのため、送受信電極によって励振された弾性表面波は、拡散により散逸した部分が送受信電極に戻らず、戻らない部分は損失になってしまい、弾性表面波センサの感度が低下するという問題があった。
【０００６】
この発明は、上述した従来技術による問題を解消するため、弾性表面波センサの感度の低下を抑制する弾性表面波素子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】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明に係る弾性表面波素子は、圧電基板の面上に形成され、弾性表面波を前記面上に励振する励振電極と、前記面上で前記励振電極と異なる箇所に形成され、前記弾性表面波を伝搬する膜状の導波路と、前記導波路の途中に形成され、前記弾性表面波を前記励振電極側に一部反射する反射部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る弾性表面波素子によれば、圧電基板上に形成された導波路を用いることで、弾性表面波センサの感度の低下を抑制する弾性表面波素子を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明に係る実施の形態１の弾性表面波素子１の外観の一例を示す説明図である。
【図２】この発明に係る実施の形態１の導波路１３の第１の例を示す説明図である。
【図３】この発明に係る実施の形態１の導波路１３の第２の例を示す説明図である（その１）。
【図４】この発明に係る実施の形態１の導波路１３の第２の例を示す説明図である（その２）。
【図５】この発明に係る実施の形態１の導波路１３の第３の例を示す説明図である。
【図６】この発明に係る実施の形態２の弾性表面波素子２の外観の一例を示す説明図である。
【図７】この発明に係る実施の形態３の弾性表面波素子３の外観の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る弾性表面波素子の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
（実施の形態１の弾性表面波素子１の外観）
図１は、この発明に係る実施の形態１の弾性表面波素子１の外観の一例を示す説明図である。図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線についての縦断面図である。図１に示すように、弾性表面波素子１は、圧電基板１１、２つの励振電極１２（図１では励振電極１２−１と１２−２）、導波路１３、反射部１４（図１では２つの反射部１４−１と１４−２）およびアンテナ１５を備えている。励振電極１２―１は、アンテナ１５に接続され、励振電極１２―２は、接地されている。
【００１２】
圧電基板１１は、圧力を加えると圧力に応じて電圧を発生し、電場を印加すると電場の強さに応じて変形する圧電材料で形成された基板である。圧電材料として、例えば、ニオブ酸リチウムＬｉＮｂＯ3を用いることができる。
【００１３】
励振電極１２は、圧電基板１１の面上に形成され、電気信号を印加すると弾性表面波を励振する電極である。また、励振電極１２は、弾性表面波を受けると弾性表面波を電気信号に変換する電極である。例えば、励振電極１２は、一対の櫛歯電極を対向させ、一方の電極間に他方の電極が位置するように互い違いに配置されている電極である。このような電極配置構造は、一般に、ＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ）構造と称されている。櫛歯電極では、電気信号を印加された櫛歯電極の櫛歯が振動することで、圧電基板１１上に弾性表面波を励振する。なお、弾性表面波とは、物体表面に集中して伝播する波のことである。
【００１４】
ここで、励振電極１２の電極間の距離λは、励振させる弾性表面波の波長に合わせて設計することができる。また、励振電極１２の電極と、隣り合う他方の励振電極１２の電極間の距離は、λ／２であることが好ましい。図１の例では、励振電極１２−１の電極と、励振電極１２−２の電極間の距離は、λ／２である。また、励振電極１２の電極の幅はλ／４であることが好ましい。
【００１５】
導波路１３は、励振電極１２が形成された圧電基板１１の面上で励振電極１２と異なる箇所に形成され、弾性表面波を内部に閉じこめて伝搬させる膜である。例えば、導波路１３は、圧電基板１１上にスパッタリングにより成膜された金属薄膜である。弾性表面波は、金属薄膜の部分では、伝搬速度が遅くなり、圧電基板１１と金属薄膜の間では、伝搬速度の差が生じて、弾性表面波の入射角が浅い場合、圧電基板１１と金属薄膜の境界面で弾性表面波が全反射し、金属薄膜内に弾性表面波を閉じこめることができる。
【００１６】
反射部１４は、導波路１３の途中に形成され、弾性表面波の一部を励振電極１２側に反射させ、弾性表面波の他の部分を透過させるものである。図１の例では、反射部１４−１と反射部１４−２が、励振電極１２から距離が異なるところに設置される。
【００１７】
アンテナ１５は、電波を受信すると励振電極１２に電気信号を印加する。また、アンテナ１５は、励振電極１２に発生した電気信号より電波を送信する。なお、アンテナ１５は１つの手段であり、励振電極１２に電気信号を入力する手段、および励振電極１２に発生した電気信号を出力する手段であれば、別の手段でもかまわない。
【００１８】
図１に示す例では励振電極１２にアンテナ１５を接続することで無線通信が可能な構成とする場合について説明したが、弾性表面波素子１の構成はこれに限らない。例えば、アンテナ１５に代えて電気的な入端子を設け、無線通信が可能な構成としてもよい。
【００１９】
（実施の形態１の弾性表面波素子１の動作例）
実施の形態１の弾性表面波素子１は、例えば、以下のようにして、物理量の変化を測定することができる。アンテナ１５は、電波を受信すると、受信した電波に応じた電気信号を励振電極１２に印加する。励振電極１２は、印加された電気信号により、圧電基板１１上に弾性表面波を励振する。励振された弾性表面波は回折現象により圧電基板１１上を拡散する。しかしながら、弾性表面波は、導波路１３に到達すると、導波路１３と圧電基板１１との境界面で全反射を繰り返しながら伝搬する。このため、弾性表面波は、導波路１３に閉じこめられ拡散しない。導波路１３内を拡散することなく伝搬する弾性表面波は、反射部１４−１で励振電極１２側に一部反射される。
【００２０】
反射された弾性表面波は導波路１３内を拡散することなく伝搬し、励振電極１２に到達する。励振電極１２は、到達した弾性表面波を電気信号に変換する。変換された電気信号により、アンテナ１５から電波が送信される。また、反射部１４−１を透過した一部の弾性表面波は、反射部１４−２で励振電極１２側に一部反射される。反射された弾性表面波は導波路１３内を拡散することなく伝搬し、励振電極１２に到達する。励振電極１２は、到達した弾性表面波を電気信号に変換する。変換された電気信号により、アンテナ１５から電波が送信される。
【００２１】
反射部１４−２で反射された弾性表面波は、反射部１４−１で反射された弾性表面波よりも２Ｌの長さだけ長く導波路１３内を伝搬する。ここで、Ｌは、反射部１４−１と反射部１４−２との間の距離である。また、弾性表面波が導波路１３の２Ｌの長さを伝搬する時間は、物理量の変化に相関する。このため、反射部１４−１で反射された弾性表面波による電波と反射部１４−２で反射された弾性表面波による電波との受信時間の差の変化から、物理量を測定することが可能になる。
【００２２】
以上説明したように、実施の形態１の弾性表面波素子１は、電気信号の印加により励振電極１２が励振した弾性表面波を導波路１３に閉じこめ、反射部１４で反射された弾性表面波を励振電極１２が電気信号に変換する。弾性表面波素子１は、弾性表面波を導波路１３に閉じこめるため、拡散による損失が少ない。また、弾性表面波素子１は、反射され励振電極１２に戻ってくる弾性表面波の拡散による損失も少ない。
【００２３】
このため、励振電極１２は、電圧が高い電気信号を発生することができる。例えば、励振電極１２にアンテナ１５が接続される場合、弾性表面波素子１は、強い電波を送信することができ、通信距離を長くすることができる効果を有する。また、ワイヤレスセンサに弾性表面波素子１を使用した場合、弾性表面波素子１を使用したワイヤレスセンサは、従来の弾性表面波素子を使用したワイヤレスセンサに比べて、長い通信距離を達成することが可能になる。ここで、ワイヤレスセンサとは、センサで検知した情報を電波で送信する装置である。
【００２４】
さらに、弾性表面波素子１は、弾性表面波の拡散による損失が少ないため、導波路１３を長くして、弾性表面波の伝搬距離を長くすることができる効果を有する。また、物理量センサに弾性表面波素子１を使用した場合、弾性表面波素子１による物理量センサは、従来の弾性表面波素子を使用した物理量センサに比べて、弾性表面波の伝搬距離を長くすることができるため、センシングの感度を高めることが可能になる。ここで、物理量センサとは、温度、圧力、磁気等の物理量を測定する装置である。また、センシングとは、センサを利用して温度、圧力、磁気等の物理量を測定することである。
【００２５】
また、実施の形態１の弾性表面波素子１は、導波路１３の途中に反射部１４を形成する。このため、励振電極１２が弾性表面波の励振と弾性表面波の電気信号への変換の両方を行うことができ、弾性表面波素子１は、導波路１３の反対側に励振電極１２を形成しなくてもよい。さらに、弾性表面波が導波路１３を往復するため、弾性表面波素子１は、弾性表面波の伝搬距離を長くすることができ、センシングの感度を高めることが可能になる。
【００２６】
また、弾性表面波は前段の反射部１４−１、後段の反射部１４−２、導波路１３の端面でそれぞれ弾性表面波を反射する。前段の反射部１４−１が所定の反射率で一部弾性表面波を反射することによる弾性表面波の減衰と、伝搬距離に応じた導波路中の弾性表面波の減衰とにより、反射部１４−２で反射される弾性表面波は、反射部１４−１で反射される弾性表面波と比較して小さくなる。つまり、反射部１４−１と１４−２との配置によってアンテナ１５から発信する電気信号の強度を調整することができる。
【００２７】
また、実施の形態１の弾性表面波素子１の励振電極１２と導波路１３は、同じ金属材料から形成されてもよい。この場合、例えば、励振電極１２と導波路１３はスパッタリングにより同時に成膜し、フォトリソグラフィにより同時に形成することができる。これにより、弾性表面波素子１は、励振電極１２と導波路１３を別々に作成するよりも少ない工程で作成することができる。
【００２８】
また、実施の形態１の弾性表面波素子１は、導波路１３の途中に複数の反射部１４（図１の例では２つ）を形成してもよい。この場合、反射部１４−１で反射された弾性表面波による電波と反射部１４−２で反射された弾性表面波による電波との受信時間の差は、弾性表面波が導波路１３の２Ｌの長さを伝搬する時間のみに依存する。このため、物理量の変化の測定において、弾性表面波が圧電基板１１を伝搬する時間および弾性表面波が励振電極１２で電気信号に変換されるまでの時間等を考慮しなくてもよい。
【００２９】
また、導波路１３の幅Ｗ１２は、励振電極１２の幅Ｗ１１と同じ長さであってもよい。この場合、励振電極１２によって励振された弾性表面波が拡散して、導波路１３に入射しない部分が少なくなり、さらに反射部１４で反射された弾性表面波が導波路１３を出た後圧電基板１１上で拡散して、励振電極１２に集まらない部分が少なくなるため、弾性表面波の損失が少なくなる。このため、励振電極１２は電圧が高い電気信号を発生することができる。例えば、励振電極１２にアンテナ１５が接続される場合、強い電波を送信することができ、通信距離を長くすることができる。
【００３０】
また、導波路１３と励振電極１２との間の間隔は、短いことが好ましい。この場合、励振電極１２によって励振された弾性表面波が拡散して、導波路１３に入射しない部分が少なくなり、さらに反射部１４で反射された弾性表面波が拡散して、励振電極１２に入射しない部分が少なくなるため、弾性表面波の損失が少なくなる。このため、励振電極１２は電圧が高い電気信号を発生することができる。例えば、励振電極１２にアンテナ１５が接続される場合、強い電波を送信することができ、通信距離を長くすることができる。
【００３１】
（実施の形態１の導波路１３の第１の例）
図２は、この発明に係る実施の形態１の導波路１３の第１の例を示す説明図である。図２（ａ）はその斜視図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線についての縦断面図である。本例では、導波路１３の途中に膜を作らない部分（膜が一部途切れる部分）であるスリットを設けることで反射部１４を形成する。膜とスリットでは、弾性表面波の伝搬速度が異なるため、弾性表面波が膜とスリットの境界に到達すると、境界で弾性表面波の一部が反射される。
【００３２】
図２において説明したように、第１の例の反射部１４は導波路１３のスリットとすることができる。この場合、反射部１４は、導波路１３と同時に形成できる。例えば、圧電基板１１上にスパッタリングで金属被膜を成膜し、フォトリソグラフィでパターンを形成することで反射部１４と導波路１３を同時に形成できる。また、導波路１３と励振電極１２を同じ材料とした場合、圧電基板１１上に１種類の金属薄膜を成膜し、励振電極１２と反射部１４と導波路１３とを同時に形成することができる。
【００３３】
（実施の形態１の導波路１３の第２の例）
図３および図４は、この発明に係る実施の形態１の導波路１３の第２の例を示す説明図である。図３（ａ）、図３（ｂ）は、導波路１３に突起を設けた例であり、図３（ａ）はその斜視図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線についての縦断面図である。図４（ａ）、図４（ｂ）は、導波路１３に窪みを設けた例であり、図４（ａ）はその斜視図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線についての縦断面図である。本例では、導波路１３に突起または窪みを設けることで反射部１４を形成する。例えば、突起は、導波路１３の途中で膜厚を他の部分より厚くすることで形成され、窪みは、導波路１３の途中で膜厚を他の部分より薄くすることで形成される。例えば、金属薄膜を２層積層し、フォトリソグラフィで上層の一部のみを残すことで突起が形成され、フォトリソグラフィで上層の一部を除去することで窪みを形成することができる。ここで、膜厚が異なる部分の位置、長さは、第１の例のスリットの位置、長さと同じにすることができる。また、弾性表面波は圧電基板１１上に載ってくる重量で反射の特性が変わるため、突起の高さまたは窪みの深さによって弾性表面波の反射量を変化させることができる。
【００３４】
図３および図４において説明したように、第２の例の反射部１４は突起または窪みとすることができる。この場合、第２の例の反射部１４を有する導波路１３は、突起の高さまたは窪みの深さを変えることによって、弾性表面波の反射量を変化させることができる。
【００３５】
（実施の形態１の導波路１３の第３の例）
図５は、この発明に係る実施の形態１の導波路１３の第３の例を示す説明図である。図５（ａ）はその斜視図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線についての縦断面図である。本例では、導波路１３において材料が一部異なる部分を設けることで反射部１４を形成する。ここで、反射部１４（異なる材料で形成された部分）の位置、長さは、第１の例のスリットの位置、長さと同じにすることができる。また、弾性表面波は圧電基板１１上に載ってくる重量で反射の特性が変わるため、材料の違いによって弾性表面波の反射量を変化させることができる。異なる材料で形成された部分は、例えば、導波路１３と異なる材料の金属で形成されることができる。例えば、導波路１３が金、プラチナ等の重金属である場合、反射部１４は、アルミニウム等の軽金属で形成することができる。また、導波路１３がアルミニウム等の軽金属で、反射部１４を金、プラチナ等の重金属とすることもできる。例えば、図２のスリットを設けた導波路１３を第１の金属で形成した後、スリットにスパッタリングで第２の金属の薄膜を成膜することで形成することができる。
【００３６】
図５において説明したように、第３の例の反射部１４は、一部異なる材料で形成された部分とすることができる。この場合、第３の例の反射部１４を有する導波路１３は、材料を変えることによって、弾性表面波の反射量を変化させることができる。
【００３７】
（実施の形態２の弾性表面波素子２の実施例）
図６は、この発明に係る実施の形態２の弾性表面波素子２の外観の一例を示す説明図である。図６に示すように、弾性表面波素子２は、圧電基板２１、２つの励振電極２２（図６では励振電極２２−１と２２−２）、導波路２３、反射部群２４（図６では２つの反射部群２４−１と２４−２）およびアンテナ２５を備えている。励振電極２２―１は、アンテナ２５に接続され、励振電極２２―２は、接地されている。
【００３８】
圧電基板２１、励振電極２２、導波路２３およびアンテナ２５は、実施の形態１の圧電基板１１、励振電極１２、導波路１３およびアンテナ１５と同様の構成である。一方、反射部群２４は、弾性表面波の波長の半分の整数倍の間隔で、弾性表面波の進行方向に形成された複数の反射部を含むものである。反射部群２４の反射部の個数は、反射部群２４での弾性表面波の反射量に合わせて設計することができる。
【００３９】
図６の例では、励振電極２２の電極間の距離λは、励振させる弾性表面波の波長に合わせて設計され、反射部群２４−１と２４−２は、それぞれ励振電極２２の電極間の距離λの１／２の間隔で反射部が３つ形成されたものである。また、図６の例では、反射部群２４−１と反射部群２４−２が、励振電極２２から距離が異なるところに設置される。
【００４０】
反射部群２４の反射部は、実施の形態１の反射部１４と同様に、導波路２３の途中に形成され、弾性表面波の一部を励振電極２２側に反射させ、弾性表面波の他の部分を透過させるものである。また、反射部群２４の反射部は、実施の形態１の反射部１４と同様に、スリット、突起、窪み、または一部異なる材料で形成された部分とすることができる。
【００４１】
実施の形態２の弾性表面波素子２によれば、反射部群２４は、弾性表面波の波長の半分の整数倍の間隔で、弾性表面波の進行方向に形成された複数の反射部を含むものである。これにより、反射部群２４の複数の反射部が周期構造となり、ブラッグ反射により各反射部で生じた反射波を重畳させることができ、反射部群２４は実施の形態１の反射部１４より多く弾性表面波を反射し、励振電極２２により多く弾性表面波を入射することができる。このため、励振電極２２は電圧が高い電気信号を発生することができる。例えば、励振電極２２にアンテナ２５が接続される場合、強い電波を送信することができ、通信距離を長くすることができる。
【００４２】
また、反射部群２４は、反射の強弱を反射部の数で調整できるため、反射部の数によって弾性表面波の反射量を変化させることができる。また、反射部群２４は、反射部の幅は、λ／４であることが好ましい。
【００４３】
また、導波路２３が金属薄膜で、反射部群２４の反射部をスリットとすることも好ましい。この場合、上述した弾性表面波の伝搬速度が異なることによる反射に加え、電気的反射を起こすことが可能になり、反射部群２４でより強い反射を得ることができる。
【００４４】
電気的反射とは、反射部群２４に複数のスリットを設けることによって、複数の金属ライン（金属ストリップ）が形成され、この金属ラインに弾性表面波が伝搬した際に、電界が金属ラインに電荷を誘起し、弾性表面波が再励振されるため、実効的に金属ラインで反射が生じることである。図６の例では、反射部群２４の３つのスリットによって、２つの金属ラインが形成される。
【００４５】
（実施の形態３の弾性表面波素子３の実施例）
図７は、この発明に係る実施の形態３の弾性表面波素子３の外観の一例を示す説明図である。図７に示すように、弾性表面波素子３は、圧電基板３１、２つの励振電極３２、導波路３３、２つの反射部３４（図７では２つの反射部３４−１と３４−２）およびアンテナ３５を備えている。励振電極３２の１つは、アンテナ３５に接続され、励振電極３２の他の１つは、接地されている。
【００４６】
圧電基板３１、導波路３３、反射部３４およびアンテナ３５は、実施の形態１の圧電基板１１、導波路１３、反射部１４およびアンテナ１５と同様の構成である。一方、励振電極３２は、導波路３３に向かって凹の形状で形成されている。また、反射部３４は、実施の形態２の反射部群２４と同様の構成であってもよい。
【００４７】
実施の形態３の弾性表面波素子３によれば、励振電極３２は、導波路３３に向かって凹の形状をしているため、励振した弾性表面波を導波路３３に集束させることができる。また、励振電極３２は、導波路３３に向かって凹の形状をしているため、反射部３４によって反射され戻ってきて、導波路３３を出た後圧電基板３１上で拡散する弾性表面波を励振電極３２に集めることができる。これにより、実施の形態３の弾性表面波素子３は、実施の形態１の弾性表面波素子１よりも、拡散による損失を少なくすることができる。
【００４８】
また、実施の形態３の弾性表面波素子３の励振電極３２は、導波路３３に向かって凹である円弧の形状であってもよい。この場合、励振電極３２は、励振電極３２の他の形状よりも、励振した弾性表面波を多く導波路３３に集束させることができる。
【００４９】
また、実施の形態３の弾性表面波素子３の励振電極３２は、導波路３３に向かって凹である円弧の形状であり、導波路３３の励振電極３２に近い端は、円弧の焦点位置付近にあってもよい。この場合、励振電極３２は、導波路３３の他の位置よりも、励振した弾性表面波を多く導波路３３に集束させることができる。
【００５０】
また、実施の形態３の弾性表面波素子３の励振電極３２の幅Ｗ３１は、導波路３３の幅Ｗ３２より大きくてもよい。この場合、励振電極３２は反射部３４によって反射され戻ってきて、導波路３３を出た後圧電基板３１上で拡散する弾性表面波を励振電極３２に、より多く集めることができる。
【００５１】
また、実施の形態３の弾性表面波素子３の励振電極３２と導波路３３は、実施の形態１の弾性表面波素子１の励振電極１２と導波路１３と同様に、同じ金属材料から形成されてもよい。
【００５２】
（本発明の弾性表面波素子の使用例）
以下に本発明の弾性表面波素子の使用例を説明する。第１の使用例として、弾性表面波素子を温度センサに使用する場合を説明する。導波路を伝搬する弾性表面波の音速は温度により変化するため、温度と弾性表面波の導波路上での音速ｖとの関係を事前に測定しておく。第１の反射部で反射された弾性表面波による電波と第２の反射部で反射された弾性表面波による電波との受信時間の差は、第１の反射部と第２の反射部間の距離の２倍を弾性表面波が伝搬する時間であるため、音速を求めることができる。求めた音速と上記関係とから温度を算出することができる。
【００５３】
本発明の弾性表面波素子は、従来技術の弾性表面波素子に比べて弾性表面波の損失が少ないため、第１の反射部と第２の反射部間の距離を長くすることができる。このため、精度を向上させた温度センサを実現できる。また、第１の反射部と第２の反射部間の距離を従来技術の弾性表面波素子と同じにした場合、本発明の弾性表面波素子は、励振電極で発生する電気信号の電圧が高いため、アンテナは高出力の電波を送信できる。このため、本発明の弾性表面波素子をワイヤレス温度センサに使用した場合、従来技術の弾性表面波素子を使用したワイヤレス温度センサより、通信距離の長いワイヤレス温度センサを実現できる。
【００５４】
第２の使用例として、本発明の弾性表面波素子をＲＦ−ＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）に使用する場合を説明する。ＲＦ−ＩＤとは、ＩＤ情報を埋め込んだＲＦタグから、電波などを用いて近距離（数ｃｍ〜数ｍ）の無線通信によって情報をやりとりするものである。
【００５５】
本発明の弾性表面波素子に対して、複数の反射部を導波路内に形成する位置を事前に決めておく。ある位置に反射部が形成された場合は、励振電極は、この反射部で反射した弾性表面波から電気信号を発生し、アンテナはこの反射部に対応する電波を送信する。一方、ある位置に反射部が形成されない場合は、この反射部で反射する弾性表面波が存在しないため、励振電極は、電気信号を発生することなく、アンテナはこの反射部に対応する電波を送信しない。そこで、電波が送信される場合と電波が送信されない場合をそれぞれデジタル信号として、１、０を割り当てて符号化することによって、本発明の弾性表面波素子を数〜数十ビットのＲＦ−ＩＤとして使用することができる。
【００５６】
本発明の弾性表面波素子は、励振電極で発生する電気信号の電圧が高いため、アンテナは高出力の電波を送信できる。このため、本発明の弾性表面波素子は、従来技術の弾性表面波素子を使用したＲＦ−ＩＤより、通信距離の長いＲＦ−ＩＤを実現できる。
【００５７】
また、本発明の弾性表面波素子は、そのほかに、導波路の上に圧力を感知する膜、磁気を感知する膜を成膜することにより、圧力センサ、磁気センサとして利用することも可能である。
【００５８】
以上のように、本発明の弾性表面波素子は、励振電極で発生する電気信号の電圧が高いため、アンテナは高出力の電波を送信でき、ワイヤレスパッシブＳＡＷセンサに適している。ワイヤレスパッシブＳＡＷセンサとは、ＳＡＷを利用して外部から電源を供給されることなく、測定した温度等の物理量を電波で送信する装置である。また、本発明の弾性表面波素子の使用例として、温度センサ、ＲＦ−ＩＤ、圧力センサ、磁気センサを説明してきたが、本発明の弾性表面波素子の使用例はこれらに限定されるものではない。
【００５９】
また、本発明の弾性表面波素子は、以下の構成材料を使用することもできる。圧電基板１１は、圧電材料としてニオブ酸リチウムＬｉＮｂＯ3の他に、水晶、ランガテイトＬａ3Ｔａ0.5Ｇａ5.5Ｏ14（ＬＴＧ）、ランガサイトＬａ3Ｓｉ0.5Ｇａ5.5Ｏ14（ＬＳＧ）、タンタル酸リチウムＬｉＴａＯ3、ニオブ酸カリウムＫＮｂＯ3、四ホウ酸リチウムＬｉ2Ｂ4Ｏ7等を用いることもできる。
【００６０】
また、励振電極の構成材料は、銅、チタン、クロム、金、アルミニウム等を使用することができる。さらにこれらの材料を積層化、あるいは合金化することも可能である。励振電極の膜厚は、例えば、励振電極１２の電極間の距離λの５％とすることができる。また、導波路の構成材料は、励振電極の構成材料と同じにすることができる。導波路の膜厚は、励振電極の膜厚と同じにすることができる。導波路の長さはセンサの感度を上げるため長いほどよい。導波路の長さは、例えば１ｃｍとすることができる。
【００６１】
また、導波路の構成材料は、金属材料を用いて説明したが、これらに限定されるものではなく、たとえばＳｉＯ2やＴｉＯ2等の酸化物を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上のように、本発明に係る弾性表面波素子は、物理量を測定する物理量センサに有用であり、特に、長い通信距離を有するワイヤレスパッシブＳＡＷセンサに適している。
【符号の説明】
【００６３】
１、２、３      弾性表面波素子
１１、２１、３１  圧電基板
１２、２２、３２  励振電極
１３、２３、３３  導波路
１４、３４  反射部
１５、２５、３５  アンテナ
２４  反射部群
【図１】
2015226083.tif 000003
【図２】
2015226083.tif 000004
【図３】
2015226083.tif 000005
【図４】
2015226083.tif 000006
【図５】
2015226083.tif 000007
【図６】
2015226083.tif 000008
【図７】
2015226083.tif 000009