(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に一対の櫛歯状電極を並設してなり、少なくとも一方の櫛歯状電極を、弾性表面波の伝搬方向に沿って平行かつ相対向して延設された第１及び第２連結部と、前記第１及び第２連結部から直角方向にそれぞれ延設されて互いに交差する複数の第１及び第２電極指により構成してなり、前記複数の第１及び第２電極指との各交差部の交差長をそれぞれ異ならせるとともに各交差部の交差長方向の中心を結ぶ線を前記第１及び第２連結部の延設方向に対して所定角度だけ傾け、前記複数の第１及び第２電極指をそれぞれ前記第１及び第２連結部の延設方向に２つに分割した一対の分割電極指で構成し、かつ各一対の分割電極指の長さを互いに異ならせた弾性表面波フィルタ装置において、前記少なくとも一方の櫛歯状電極に、前記複数の第２電極指をそれぞれ構成する各分割電極指の延長線上にて前記第１連結部から同分割電極指の先端から所定距離だけ離れた位置までそれぞれ延設された複数の第１ダミー電極指と、前記複数の第１電極指をそれぞれ構成する各分割電極指の延長線上にて前記第２連結部から同分割電極指の先端から所定距離だけ離れた位置までそれぞれ延設された複数の第２ダミー電極指とを設けるとともに、前記複数の第１及び第２ダミー電極指の一部のダミー電極指の先端部を切り離して浮き電極とし、前記一部のダミー電極指の先端部を切り離した残りの部分が前記第１及び第２電極指に交差しないようにしたことを特徴とする弾性表面波フィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電基板上に一対の櫛歯状電極を弾性表面波の伝搬方向に並設して、所定の周波数特性を得るようにした弾性表面波フィルタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、この種の弾性表面波フィルタ装置において、図５(Ａ)に示すように、一対の櫛歯状電極のうちの少なくとも一方の櫛歯状電極１０を、弾性表面波の伝搬方向に沿って平行かつ相対向して延設された第１及び第２連結部１１，１２と、第１及び第２連結部１１，１２から直角方向にそれぞれ延設されて互いに交差する複数の第１及び第２電極指１３，１４とで構成し、複数の第１及び第２電極指１３，１４との各交差部の交差長Ｌ１をそれぞれ異ならせることにより所望の周波数特性を得ることができるようにするとともに、各交差部の交差長方向の中心Ｃ１を結ぶ線Ｌ２を第１及び第２連結部１１，１２の延設方向に対して所定角度だけ傾けることにより弾性表面波の再励起を防止するようにすることは知られていた。なお、図５(Ａ)の下部に示す(ａｉ)は最大交差長に対する各交差長の比率を示す重み付け係数であり、各交差部において第１電極指１３が図示右側に位置する場合を負で表すとともに、第２電極指１４が図示右側に位置する場合を正で表している。
【０００３】
また、従来から、複数の第１及び第２電極指１３，１４をそれぞれ第１及び第２連結部１１，１２の延設方向に２つに分割した一対の分割電極指１３ａ，１３ｂ及び１４ａ，１４ｂで構成することにより、弾性表面波の反射を軽減して弾性表面波の変換損失を低減することも知られていた。さらに、一方の櫛歯状電極１０に、複数の第２電極指１４をそれぞれ構成する各分割電極指１４ａ，１４ｂの延長線上にて第１連結部１１から同分割電極指１４ａ，１４ｂの先端から所定距離だけ離れた位置までそれぞれ延設された複数の第１ダミー電極指１５と、複数の第１電極指１３をそれぞれ構成する各分割電極指１３ａ，１３ｂの延長線上にて第２連結部１２から同分割電極指１３ａ，１３ｂの先端から所定距離だけ離れた位置までそれぞれ延設された複数の第２ダミー電極指１６とを設けることにより、弾性表面波の伝搬状態をなるべつ均一にして、同弾性表面波の波形が歪まないようにすることも知られていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の弾性表面波フィルタ装置において、前述したように弾性表面波の再励起が大きい場合には、図４(Ａ)に示すように各交差部の交差長方向の中心Ｃ１を結ぶ線Ｌ２が第１及び第２連結部１１，１２の延設方向と平行な櫛歯状電極１０を、同中心Ｃ１を結ぶ線Ｌ２の第１及び第２連結部１１，１２の延設方向に対する傾き角度を調整して、図４(Ｂ)に示すように構成する必要があった。また、図４(Ｃ)に示すように、前記中心Ｃ１を結ぶ線Ｌ２の第１及び第２連結部１１，１２の延設方向に対する傾きが大き過ぎて幾何学的に電極が構成できなくなる場合には、同傾きを小さくして図４(Ａ)，(Ｂ)に示すように櫛歯状電極１０を構成する必要があった。
【０００５】
しかし、前記傾きを変更する場合には、第１及び第２電極指１３，１４の各交差長Ｌ１（重み付け係数ａｉと実質的に同じ）を修正することが余儀なくされる。例えば、図５(Ａ)の櫛歯状電極において「−０．７」及び「０．６」の重み付け係数ａｉは、図５(Ｂ)に示すように「−０．９」及び「０．４」のように変更される。このことは周波数特性の変化を意味し、実際の設計にあたっては、前記再励起及び幾何学的に電極が構成できないという問題と、周波数特性が変化するという問題との折衷案を採用するようにしていた。
【０００６】
【発明の概要】
本発明は上記問題に対処するためになされもので、その目的は、上記周波数特性の変化を極力小さく抑えた上で、各交差部の交差長方向の中心Ｃ１を結ぶ線Ｌ２を第１及び第２連結部の延設方向に対して比較的自由に傾けることができるようにして、弾性表面波の再励起を減少させるようにした弾性表面波フィルタ装置を提供することにある。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、圧電基板上に弾性表面波の伝搬方向に一対の櫛歯状電極を並設してなり、少なくとも一方の櫛歯状電極を、弾性表面波の伝搬方向に沿って平行かつ相対向して延設された第１及び第２連結部と、第１及び第２連結部から直角方向にそれぞれ延設されて互いに交差する複数の第１及び第２電極指により構成してなり、複数の第１及び第２電極指との各交差部の交差長をそれぞれ異ならせるとともに各交差部の交差長方向の中心を結ぶ線を第１及び第２連結部の延設方向に対して所定角度だけ傾け、複数の第１及び第２電極指をそれぞれ第１及び第２連結部の延設方向に２つに分割した一対の分割電極指で構成し、かつ各一対の分割電極指の長さを互いに異ならせた弾性表面波フィルタ装置において、少なくとも一方の櫛歯状電極に、複数の第２電極指をそれぞれ構成する各分割電極指の延長線上にて第１連結部から同分割電極指の先端から所定距離だけ離れた位置までそれぞれ延設された複数の第１ダミー電極指と、複数の第１電極指をそれぞれ構成する各分割電極指の延長線上にて第２連結部から同分割電極指の先端から所定距離だけ離れた位置までそれぞれ延設された複数の第２ダミー電極指とを設けるとともに、複数の第１及び第２ダミー電極指の一部のダミー電極指の先端部を切り離して浮き電極とし、一部のダミー電極指の先端部を切り離した残りの部分が第１及び第２電極指に交差しないようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
上記本発明においては、第１及び第２電極指をそれぞれ一対の分割電極指で構成したので、第１電極指と第２電極指との一つの交差は、互いに隣合う第１電極指の一方の分割電極指と第２電極指の一方の分割電極指の交差によって実現される。そして、第１電極指の他方の分割電極指は前記とは反対側の第２電極指との交差を実現するために利用されるとともに、第２電極指の他方の分割電極指も前記とは反対側の第１電極指との交差を実現するために利用されることになる。また、第１及び第２電極指の各一対の分割電極指の長さを互いに異ならせるようにしたので、第１電極指の一方の分割電極指と第２電極指の一方の分割電極指の交差部の交差長、すなわち第１電極指と第２電極指との交差長を変更することなく、同交差の位置を第１及び第２電極指の延設方向に比較的自由に設定、すなわち各交差部の交差長方向の中心を比較的自由に同交差長方向に移動できる。したがって、本発明によれば、第１電極指と第２電極指との各交差部の交差長を変更することなく、各交差部の交差長方向の中心を結ぶ線を第１及び第２連結部の延設方向に対して比較的自由に傾けることができるので、弾性表面波フィルタ装置の周波数特性の変化を極力小さく抑えた上で、弾性表面波の再励起を良好に防止できる。
【００１０】
また本発明は、複数の第１及び第２ダミー電極指の一部のダミー電極指の先端部を切り離して浮き電極とし、一部のダミー電極指の先端部を切り離した残りの部分が第１及び第２電極指に交差しないようにしたので、第１又は第２電極指をそれぞれ構成する一対の分割電極指の長さが大きく異なる場合でも、第１又は第２ダミー電極指を有効に設けることができるとともに、浮き電極をダミー電極として有効に作用させることができる。その結果、本発明によれば、上述した効果に加え、圧電基板上における弾性表面波の伝搬状態をほぼ均一にして、同弾性表面波の波形が歪まないようにすることができ、弾性表面波フィルタ装置の信号伝達特性を良好にすることができる。
【００１１】
【実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置を図面を用いて説明すると、図１は同弾性表面波フィルタ装置を上面から見て概略的に示している。
【００１２】
この弾性表面波フィルタ装置は、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、タンタル酸リチウム(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、弾性表面波の伝搬方向にアポタイズ形に構成した櫛歯状電極３０と、正規化形に構成した櫛歯状電極４０とが並設されている。正規化形に構成した櫛歯状電極４０としては周知のものを利用できるとともに、本発明には直接関係しないので、詳しい説明を省略する。
【００１３】
櫛歯状電極３０は、図２，３に示すように、導電体帯により形成された第１及び第２連結部３１，３２、並びに複数の第１及び第２電極指３３，３４を備えている。第１及び第２連結部３１，３２は、所定距離だけ隔てて平行かつ相対向して弾性表面波の伝搬方向（図示矢印方向）に沿って延設されている。複数の第１及び第２電極指３３，３４は、第１及び第２連結部３１，３２から直角方向にそれぞれ延設されて互いに交差している。各第１電極指３３は、弾性表面波の反射を軽減して弾性表面波の変換損失を低減するために、第１及び第２連結部３１，３２の延設方向に２つに分割された一対の分割電極指３３ａ，３３ｂによりそれぞれ構成され、各分割電極指３３ａ，３３ｂは互いに異なる長さに設定されている。各第２電極指３４も、前記と同じ理由のために、第１及び第２連結部３１，３２の延設方向に２つに分割された一対の分割電極指３４ａ，３４ｂによりそれぞれ構成されており、各分割電極指３４ａ，３４ｂも互いに異なる長さに設定されている。
【００１４】
この場合、第１電極指３３と第２電極指３４との各交差部の交差長Ｌ１、すなわち第１電極指３３の分割電極指３３ａと第２電極指３４の分割電極指３４ｂとの各交差部の交差長Ｌ１、及び第１電極指３３の分割電極指３３ｂと第２電極指３４の分割電極指３４ａとの各交差部の交差長Ｌ１は、所定の周波数特性を得るためにそれぞれ異ならせてある。また、前記各交差部の交差長方向の中心Ｃ１を結ぶ線Ｌ２は、弾性表面波の再励起を防止するために、第１及び第２連結部３１，３２の延設方向に対して所定角度だけ傾いている。なお、図２，３の下部に示す(ａｉ)は最大交差長に対する各交差長の比率を示す重み付け係数であり、各交差部において第１電極指３３が図示右側に位置する場合（分割電極指３３ａ，３４ｂが交差する場合）を負で表すとともに、第２電極指３４が図示右側に位置する場合（分割電極指３３ｂ，３４ａが交差する場合）を正で表している。
【００１５】
また、櫛歯状電極３０は、弾性表面波の伝搬状態をなるべく均等にするために、第１及び第２連結部３１，３２からそれぞれ延設された導電体帯からなる第１及び第２ダミー電極指３５，３６を備えている。各第１ダミー電極指３５は、各分割電極指３４ａ，３４ｂの延長線上にて、第１連結部３１から分割電極指３４ａ，３４ｂの先端から所定距離だけ離れた位置まで延設されている。各第２ダミー電極指３６は、各分割電極指３３ａ，３３ｂの延長線上にて、第２連結部３２から分割電極指３３ａ，３３ｂの先端から所定距離だけ離れた位置まで延設されている。
【００１６】
複数の第１及び第２ダミー電極指３５，３６の一部のダミー電極指の先端部は、図３に示すように切り離されて浮き電極３５ａ，３６ａとして構成され、前記浮き電極３５ａ，３６ａの切り離されたダミー電極指３５，３６の残りの部分は第１及び第２電極指３３，３４の分割電極指３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂと交差しないようになっている。なお、浮き電極３５ａ，３６ａとは、電極指３３，３４の分割電極指３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ及びダミー電極指３５，３６に対して離れて位置していることを意味する。
【００１７】
次に、上記のように構成した実施形態の作用を説明する。この種の弾性表面波フィルタ装置においては、一般的に弾性表面波の再励起が大きい場合には、図４(Ａ)に示すように各交差部の交差長方向の中心Ｃ１を結ぶ線Ｌ２が第１及び第２連結部３１，３２の延設方向と平行な櫛歯状電極３０を、同中心Ｃ１を結ぶ線Ｌ２の第１及び第２連結部３１，３２の延設方向に対する傾き角度を調整して、図４(Ｂ)に示すように構成する必要がある。また、図４(Ｃ)に示すように、前記中心Ｃ１を結ぶ線Ｌ２の第１及び第２連結部３１，３２の延設方向に対する傾きが大き過ぎて幾何学的に電極が構成できなくなる場合には、同傾きを小さくして図４(Ａ)，(Ｂ)に示すように櫛歯状電極３０を構成する必要があった。
【００１８】
まず、前記傾きを大きく変更する必要のない場合について図２を用いて説明する。第１及び第２電極指３３，３４の各交差は、互いに隣合う分割電極指３４ｂ，３３ａ間の交差及び分割電極指３３ｂ，３４ａ間の交差によって実現される。したがって、分割電極指３４ｂ，３３ａ間の交差長を所定値（例えば重み付け係数ａｉを「−０．７」）に設定するとともに同交差位置を所定位置に設定しても、分割電極指３３ｂの長さを同電極指３３ｂと対をなす分割電極指３３ａの長さと異ならせるとともに同電極指３３ｂと隣合う分割電極指３４ａの長さを適当に定めることにより、分割電極指３３ｂ，３４ａ間の交差長を所定値（例えば重み付け係数ａｉを「０．６」）に保ったまま同交差位置を変更することが可能となる。逆に、分割電極指３３ｂ，３４ａ間の交差長及び交差位置を適宜設定した後で、両分割電極指３４ｂ，３３ａの長さを共に変更する場合も同じである。これにより、各交差長Ｌ１（各重み付け係数ａｉ）を所定値に保ったまま各交差位置（各交差部の中心Ｃ１）を比較的自由に第１及び第２電極指３３，３４の延設方向に移動させることができる。
【００１９】
すなわち、上記実施形態によれば、第１及び第２電極指３３，３４の各一対の分割電極指３３ａ，３３ｂ及び３４ａ，３４ｂの長さを互いに異ならせるようにしたので、第１及び第２電極指３３，３４の各交差長Ｌ１を変更することなく、各交差部の中心Ｃ１を結ぶ線Ｌ２を第１及び第２連結部３１，３２の延設方向に対して比較的自由に傾けることができるようになる。その結果、弾性表面波フィルタ装置の周波数特性の変化を極力小さく抑えた上で、弾性表面波の再励起を良好に防止できる。
【００２０】
次に、各交差部の中心Ｃ１を結ぶ線Ｌ２の傾きを大きく変更する必要がある場合について図３を用いて説明する。この場合も、各交差長Ｌ１（各重み付け係数ａｉ）を所定値に保った状態で、第１及び第２電極指３３，３４の各一対の分割電極指３３ａ，３３ｂ及び３４ａ，３４ｂの長さを互いに異ならせることにより、各交差位置（各交差部の中心Ｃ１）を変更する点は同じである。しかし、この場合には、分割電極指３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂの長さを大きく変更する関係で、長さを変更した分割電極指（例えば分割電極指３３ｂ）が、同分割電極指と対をなす分割電極指（例えば分割電極指３３ａ）の延長線上にあるダミー電極指（例えば第２ダミー電極指３６）と交差するおそれがある。この場合、上記実施形態によれば、ダミー電極指（例えば第２ダミー電極指３６）の先端部が切り離されて浮き電極（例えば浮き電極３６ａ）とされているので、浮き電極が切り離された残りのダミー電極指（例えば第２ダミー電極指３６）が分割電極指（例えば分割電極指３３ｂ）と交差することを回避できる。
【００２１】
すなわち、上記実施形態によれば、複数の第１及び第２ダミー電極指３５，３６の一部のダミー電極指の先端部を切り離して浮き電極３５ａ，３６ａとし、前記一部のダミー電極指の先端部を切り離した残りの部分が第１及び第２電極指３３，３４に交差しないようにしたので、第１又は第２ダミー電極指３５，３６を有効に設けることができる。また、浮き電極３５ａ，３６ａも一種のダミー電極として作用して、第１及び第２ダミー電極指３５，３６と同様に圧電基板２０上における弾性表面波の伝搬状態をほぼ均一にするように作用するので、同弾性表面波の波形が歪まないようにすることができ、弾性表面波フィルタ装置の信号伝達特性を良好にすることができる。
【００２２】
なお、上記実施形態において、第１ダミー電極指３５、第２ダミー電極指３６及び浮き電極３５ａ，３６ａは弾性表面波の伝搬状態を均一にするものであるから、これらのダミー電極指３５，３６及び浮き電極３５ａ，３６ａを設けなくても弾性表面波の伝搬状態が均一であれば、同ダミー電極指３５，３６及び浮き電極３５ａ，３６ａを設ける必要はない。
【００２３】
また、上記実施形態においては、対をなす全ての分割電極指３３ａ，３３ｂ及び３４ａ，３４ｂの長さが互いに異なる例について説明したが、各交差部の中心Ｃ１を結ぶ線Ｌ２の傾きによっては、対をなす一部の分割電極指３３ａ，３３ｂ及び３４ａ，３４ｂの長さを互いに異ならせれば済む場合もあるから、本発明は前記一部の分割電極指３３ａ，３３ｂ及び３４ａ，３４ｂの長さを互いに異ならせた弾性表面波フィルタ装置にも適用できるものである。また、浮き電極３５ａ，３６ａに関しても同様であり、本発明は一部に浮き電極３５ａ，３６ａを設けた弾性表面波フィルタ装置にも適用できるものである。
【００２４】
さらに、上記実施形態においては、一対の櫛歯状電極３０，４０のうちの一方の櫛歯状電極３０のみを本発明に係るアポタイズ形の電極で構成したが、マルチストリップカプラを設けるなどの工夫をすることにより、両櫛歯状電極３０，４０を共に本発明に係るアポタイズ形の電極で構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置を上面から見た概略図である。
【図２】  図２の一方の櫛歯状電極の一部を拡大した一例を示す平面図である。
【図３】  同櫛歯状電極の一部を拡大した他の例を示す平面図である。
【図４】  (Ａ)〜(Ｃ)は同櫛歯状電極の交差部の中心の傾き状態を説明するための櫛歯状電極の概略平面図である。
【図５】  (Ａ)，(Ｂ)は従来の櫛歯状電極を示す平面図である。
【符号の説明】
２０…圧電基板、３０，４０…櫛歯状電極、３１，３２…連結部、３３，３４…電極指、３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ…分割電極指、３５，３６…ダミー電極指、３５ａ，３６ａ…浮き電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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