球状弾性表面波モジュール
【課題】 整合回路での弾性表面波の損失を抑制できる球状弾性表面波モジュールを提供すること。
【解決手段】 球状弾性表面波モジュールは、球面の周回帯の一部である円弧状帯１２を定義可能な３次元基材１３と、円弧状帯１２上に設けられ、円弧状帯１２に沿って弾性表面波１４を励起する電気音響変換素子１５とを有する球状弾性表面波素子１１と、球状弾性表面波素子１１に接続された整合回路２０とを具備してなり、整合回路２０での弾性表面波１４の損失が減少するように、整合回路２０の入力端での反射損失を増加させたことを特徴とする。
【解決手段】 球状弾性表面波モジュールは、球面の周回帯の一部である円弧状帯１２を定義可能な３次元基材１３と、円弧状帯１２上に設けられ、円弧状帯１２に沿って弾性表面波１４を励起する電気音響変換素子１５とを有する球状弾性表面波素子１１と、球状弾性表面波素子１１に接続された整合回路２０とを具備してなり、整合回路２０での弾性表面波１４の損失が減少するように、整合回路２０の入力端での反射損失を増加させたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波素子と整合回路とを接続してなる球状弾性表面波モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
基材上に弾性表面波を発生させるとともに基材上に発生された弾性表面波を受信する弾性表面波素子は従来から良く知られている。弾性表面波とは、通常のバルク波と呼ばれる縦波や横波と異なり、物質表面にそのエネルギーの多くを集中して伝搬する弾性波である。弾性表面波としては、レーリー波、セザワ波、擬セザワ波、ラブ波等を例示することができ、異方性材料の表面にも存在しえる。
【０００３】
従来の弾性表面波素子では、平坦な基材上に配置された平坦な圧電体上に１対のすだれ状電極が設けられている。一方のすだれ状電極に高周波電流が供給されることにより、基材上で一方のすだれ状電極の並んでいる方向に圧電体から弾性表面波が発生される。他方のすだれ状電極は、基材上で一方のすだれ状電極から発生される弾性表面波の移動方向に配置されていて上記弾性表面波を受け取る。
【０００４】
弾性表面波素子は、遅延線、発信機のための発振素子および共振素子、周波数を選択するためのフィルター、化学センサ、バイオセンサまたはリモートタグ等に使用されている。１対のすだれ状電極の発生する弾性表面波の伝搬方向に対し直交する方向における上記弾性表面波の幅は、一般的に一方のすだれ状電極の複数の電極指の交差幅と他方のすだれ状電極の複数の電極指の交差幅とが相互に対面する長さに等しい。
【０００５】
弾性表面波素子において１対のすだれ状電極間を伝わる弾性表面波の共振周波数の精度を高めるためには、１対のすだれ状電極相互間を弾性表面波が伝搬する際の伝搬損失をできる限り小さくすることが望まれている。しかしながら、通常の弾性表面波素子は１対のすだれ状電極が設けられている圧電体の表面および基材の表面が平坦であるので、一方のすだれ状電極により発生された弾性表面波は基材の平坦な表面上を他方のすだれ状電極に向かい伝搬する間に上記表面上で弾性表面波の伝搬方向と直交する方向に拡散し弱まってしまう。このために弾性表面波の伝搬損失を小さくすることができず、ひいては弾性表面波素子における性能を高めることに限界がある。
【０００６】
一方、非特許文献１においては、球上の弾性表面波の無回折伝搬による多重周回する報告がなされており、球上の弾性表面波を利用したセンサが報告されている。上記文献によれば、高感度、高速応答で、なおかつ機械的に丈夫なセンサヘッドおよびこれを用いたガスセンサ、更にはセンサヘッドを実装したセンサユニットが提供でき、大気中や気相化学プロセス等における種々のガス成分を分析する分野に利用可能である。
【０００７】
また、特許文献１は、球形状の弾性表面波素子（以下、ボールＳＡＷデバイスや球状弾性表面波素子と称することもある）を開示している。ボールＳＡＷデバイスの基材は、弾性表面波が励起可能であり励起された弾性表面波を伝搬させることが可能な球形状の表面を有している。ボールＳＡＷデバイスにおける電気音響変換素子は、基材の球形状の表面において円環状に連続している所定の幅を有した帯域に配置されており、前記表面に励起した弾性表面波を前記帯域が連続している方向に沿い伝搬させ繰り返し周回させるよう構成される。ボールＳＡＷデバイスでは、基材の表面の円環状に連続している弾性表面波伝搬帯域に電気音響変換素子により励起された弾性表面波を、弾性表面波伝搬帯域内で実質的に減衰することなく上記表面を繰り返し周回させることができる。
【０００８】
ここで、球状の基材に弾性表面波を多数回周回させる方法において、検討した結果、さらに以下のような課題があることが分かった。弾性表面波が多数回周回してすだれ状電極を伝搬するごとに、すだれ状電極で機械的に反射される成分が発生する。また、球状弾性表面波素子はインピーダンスが高く、多くの場合、伝送線路との整合をとる整合回路を接続して、高周波電気信号を入出力する。このとき、弾性表面波が多数回周回してすだれ状電極に達すると、すだれ状電極に電流が発生して整合回路が励起され、すだれ状電極に電位が発生し、その電位が弾性表面波を再励起する。
【０００９】
このように、高周波電気信号を入力直後に励起される弾性表面波が、多数回周回して伝搬するに伴い、すだれ状電極で機械的に反射された弾性表面波の成分と、整合回路から再励起された弾性表面波の成分が周回ごとに増加して相互に強度のやりとりをして、混在して伝搬する。ここで、高周波電気信号を入力直後に励起された弾性表面波、機械的に反射された弾性表面波、再励起された弾性表面波の周波数特性が異なってしまうことが測定結果から確認された。
【００１０】
すなわち、入力直後の弾性表面波の中心周波数が、すだれ状電極の中心周波数と異なると、機械的に反射された弾性表面波の中心周波数は、入力直後の弾性表面波とすだれ状電極の周波数特性の畳み込みの中心周波数となる。弾性表面波が多数回周回するとともに、機械的に反射された弾性表面波の成分が強まる。
【００１１】
また、再励起された弾性表面波の周波数特性は、伝搬してきた弾性表面波とすだれ状電極と整合回路の周波数特性の畳み込みとなり、弾性表面波が多数回周回するとともに、すだれ状電極または整合回路の中心周波数の周波数成分が強まる。
【００１２】
通常の平面基板の弾性表面波素子と異なる、球状弾性表面波での多数回周回する特徴は、このような、弾性表面波が伝搬するとともにすだれ状電極での機械的反射や、整合回路での再励起が多数回、影響を及ぼすことを引き起こす。また、再励起の際、整合回路の抵抗成分で弾性表面波の電力が消費され、減衰が大きくなることが測定結果から確認されている。弾性表面波の周波数特性が変化していき、複数の中心周波数が生じてくることは、周波数分散や、波形の歪みなどを引き起こすため望ましくなく、このような特性を把握した上で、整合回路での弾性表面波の減衰を低減して回周回の低減を抑制するとともに、周波数分散や波形の歪みを抑圧する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】国際公開 ＷＯ ０１／４５２５５ 号公報
【非特許文献１】電子情報通信学会技術研究報告（Technical Report of Institute of Electronics, Information and Communication Engineers）US2000 巻14号（2000）p.49
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、整合回路での弾性表面波の損失を抑制できる球状弾性表面波モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一態様による球状弾性表面波モジュールは、球面の周回帯の一部である円弧状帯を定義可能な３次元基材と、前記円弧状帯上に設けられ、前記円弧状帯に沿って弾性表面波を励起する電気音響変換素子とを有する球状弾性表面波素子と、前記球状弾性表面波素子に接続された整合回路とを具備してなり、前記整合回路での前記弾性表面波の損失が減少するように、前記整合回路の入力端での反射損失を増加させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、整合回路での弾性表面波の損失を抑制できる球状弾性表面波モジュールを実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る球状弾性表面波モジュールを用いた弾性表面波センサを示す実施図である。
【図２】整合回路の反射損失を変化させたときの反射損失と周回数の関係を示す模式図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る球状弾性表面波モジュールを示す模式図である。
【図４】反射損失を変化させたときの、時間と多数回周回した弾性表面波の強度の包絡線との関係を示した模式図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る球状弾性表面波モジュールを示す模式図である。
【図６】本発明の第３の実施形態を示信号の波形図である。
【図７】整合回路の構成例を示す等価回路図である。
【図８】電気音響変換素子の配置例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図１、図２を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る球状弾性表面波モジュールを用いた弾性表面波センサを示す実施図である。
【００２０】
球状弾性表面波素子１１は、球面の周回帯の一部である円弧状帯１２を定義可能な曲面を有する３次元基材１３と、３次元基材１３の円弧状帯１２上に位置し、円弧状帯１２に沿って弾性表面波１４を励起する電気音響変換素子１５を備える。弾性表面波１４を励起し測定するために高周波信号発生部１６、切り替え部１７、アンプ１８および検出・出力部１９を備えている。高周波信号発生部１６、切り替え部１７などの特性インピーダンスは通常５０オームであり、球状弾性表面波素子１１は、例えば３次元基材１３が水晶で、円弧状帯１２の直径が３．３ｍｍ、電気音響変換素子１５が１５０ＭＨｚの弾性表面波１４を励起する１０対のすだれ状電極であった場合、数千オーム程度となり、特性インピーダンスよりはるかに高い値となる。そのため、整合回路２０で整合を球状弾性表面波素子１１に接続して整合をとる球状弾性表面波モジュール２１として、高周波信号発生部１６から高周波電気信号を球状弾性表面波素子１１に、効率的に伝送できるようにする。
【００２１】
図７（ａ）および図７（ｂ）に、整合回路２０の構成例を示す。図７（ａ）は、球状弾性表面波素子１１に対して２個の可変コンデンサＣ１，Ｃ２を並列に接続し、これらの２個の可変コンデンサＣ１，Ｃ２の間にコイルＬを直列に接続してなるπ形の構成を示している。一方、図７（ｂ）は、球状弾性表面波素子１１に対して２個の可変コンデンサＣ１，Ｃ２を直列に接続し、これらの２個の可変コンデンサＣ１，Ｃ２の間にコイルＬを並列に接続してなるＴ形の構成を示している。可変コンデンサＣ１，Ｃ２の少なくとも一方を調整することで、整合回路２０での弾性表面波１４の損失（電力損失）が減少するように、整合回路２０の入力端での反射損失を増加させることができる。
【００２２】
電気音響変換素子１５は、所謂オルターニット・フェーズアレイであり、高周波信号発生部１６から切替部１７、整合回路２０を介して供給された高周波電気信号を圧電変換して弾性表面波１４を励起する。電気音響変換素子１５が当該分野においては既知の一般的なすだれ状電極の場合、弾性表面波１４は双方向に励起される。さらに、電気音響変換素子１５は、円弧状帯１２を伝搬して多重周回した弾性表面波を圧電変換して、再び高周波電気信号に変換する機能をも兼ねている。
【００２３】
電気音響変換素子１５で弾性表面波１４から再び高周波電気信号に圧電変換された高周波電気信号は、切替部１７、整合回路２０を介して、アンプ１８で増幅され、検出・出力部１９に供給され、検出・出力部１９で検出される。切替部１７は、高周波信号発生部１６と検出・出力部１９を切り換える。高周波信号発生部１６から高周波電気信号を電気音響変換素子１５に供給して、電気音響変換素子１５が弾性表面波１４を送出後、所定の反射回数（第ｎ周回：ｎ≧１）目の弾性表面波が戻ってくる前に、電気音響変換素子１５からの信号経路を検出・出力部１９に切り換える。勿論、高周波信号発生部１６から電気音響変換素子１５の方向、および電気音響変換素子１５から検出・出力部１９の方向への、方向性結合回路等でも構わない。
【００２４】
球状弾性表面波素子１１を、ガスセンサとして用いる場合、円弧状帯１２に感応膜２２を設ける。感応膜２２は、特定のガスと接触することにより、弾性表面伝搬速度に変化を及ぼすものであることが必要である。例えば、気体を表面に吸着させ、その質量効果により弾性表面波の伝搬速度が遅くなっても良いし、あるいは、気体を感応膜２２内に吸蔵し、その薄膜の機械的堅さが変化し、弾性表面波の伝搬速度や減衰に変化を及ぼすものでも良い。さらには、気体と反応することにより吸熱あるいは発熱反応を起こし、弾性表面波の伝搬速度に影響を及ぼすものであっても良い。この感応膜２２は、特定の気体とのみ選択的に反応を起こし、なおかつ、可逆反応を起こす材料であることが望ましい。
【００２５】
例えば、このような感応膜２２として、水素（Ｈ2）を収蔵し、水素化物を形成して機械的性質が変化するパラジウム（Ｐｄ）、アンモニア（ＮＨ3）に対する吸着性が高いプラチナ（Ｐｔ）、水素化物を吸着する酸化タングステン（ＷＯ3）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ2）、二酸化硫黄（ＳＯ2）、二酸化窒素（ＮＯ2）等を選択的に吸着するフタロシアニン（Phthalocyanine）等が知られている。
【００２６】
ここで、弾性表面波１４が多数回周回して、電気音響変換素子１５を伝搬すると、圧電効果により電圧が発生し、電流が整合回路２０に流れ、再び弾性表面波が励起され、弾性表面波１４に加わる。このとき、電気音響変換素子１５と整合回路２０の抵抗成分によって、圧電効果で発生した電力が消費される。そこで、整合回路２０において、伝送路に対する反射損失を大きくすれば、テブナンの定理の関係から、電気音響変換素子１５から、整合回路２０に流れる電流も少なくなり、そのため整合回路２０での弾性表面波１４の電力の消費が少なくなり、弾性表面波１４がより多数回周回すると考えられる。
【００２７】
この影響を、整合回路２０の反射損失を変化させて測定した。図２は整合回路２０の反射損失を変化させたときの反射損失と周回数の関係を示す模式図である。図２では、高周波信号発生部１６からインパルス信号を入力し、６２周までの弾性表面波１４の強度を測定した。用いた球状弾性表面波素子１１は、３次元基材１３として直径３．３ｍｍの水晶球であり、電気音響変換素子１５として、１５０MHｚの中心周波数の弾性表面波１４を励起する、正規型すだれ状電極を用いた。
【００２８】
図２（ｄ）のように、反射損失（ＳパラメーターのＳ11）が−０．５デシベル、すなわち、ほとんど反射損失なく球状弾性表面波素子１１に電力を伝送した場合に比較し、反射損失が−６デシベルの図２（ｃ）、−８デシベルの図２（ｂ）、−２２デシベルの図２（ａ）と、反射損失を大きくするにつれて、減衰が少なくなっている（消費電力の減少）。このように、反射損失を大きくすることで、整合回路２０での弾性表面波１４の減衰（電力の消費）は小さくなり、弾性表面波１４の周回回数は多くなる。このように弾性表面波１４の周回回数が多くなることで、センサとしての感度を高めることができる。
【００２９】
以下に図３、図４を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００３０】
（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態に係る球状弾性表面波モジュールを示す模式図である。
【００３１】
球状弾性表面波素子３１に整合回路３２を接続して、球状弾性表面波モジュール３３として高周波信号源３４、伝送路３５と整合をとる。球状弾性表面波素子３１のインピーダンスは数千オーム以上であり非常に高く、一般的な伝送路の特性インピーダンスである５０オームとの整合ロスが大きく、整合回路３２が必要となる。
【００３２】
ここで、反射損失３６を大きくすることで、球状弾性表面波素子３１での弾性表面波の周回数が増えることを第１の実施形態で示した。反射損失３６を大きくして、球状弾性表面波素子３１での弾性表面波の周回数が増えることに関しては、周回数に比例して第２の実施形態で示した場合のセンサ利用時などのＳＮ比が高くなるが、高周波信号源３４から一定の強度で高周波信号を入力した場合、反射損失３６が大きくなることで、一周目の弾性表面波の強度は低下し、強度に関してはＳＮ比が低下する。そこで、高周波信号源３４から入力できる高周波信号の強度に一定の制限がある範囲において、反射損失３６による弾性表面波の一周目の強度の低下と、周回数が増えることの相反する関係から、最も高いＳＮ比となる整合回路の条件を求めることができる。
【００３３】
図４は、反射損失を変化させたときの、時間と多数回周回した弾性表面波の強度の包絡線との関係を示した模式図である。ここでは、高周波信号源３４から入力する高周波信号の入力強度が、一定であるとする。反射損失３５を変化させたとき、反射損失３５の小さい弾性表面波波形４１では、弾性表面波の一周目の強度が高くなるが、時間とともに、すなわち大きい周回数になるにつれての減衰が大きくなる。逆に、反射損失の小さい弾性表面波波形４２では、弾性表面波の一周目の強度が低くなるが、時間とともに、すなわち大きい周回数になっても減衰が小さい。
【００３４】
それぞれの反射損失条件での弾性表面波波形４１と、弾性表面波波形４２での、センサとしてのＳＮ比は、周回時間４４と信号強度４５の積、および、周回時間４４と信号強度４６の積と雑音レベル４３の比から求められ、この場合、弾性表面波波形４１のほうが、あきらかにＳＮ比が高くなる。このように、一定の雑音強度のもとでは、反射損失を変化させ、周回時間と信号強度の積が、最も高くなる反射損失とすることで、最もＳＮ比を高くすることができる。高周波信号源３４から入力する高周波信号の入力強度や、ここでは図示していないが検出・測定部のアンプの増幅率を変化させて、信号強度、雑音強度が変化する場合でも同様に求められる。
【００３５】
（第３の実施形態）
以下に図５、図６を参照して本発明の第３の実施の形態を説明する。図５は本発明の第３の実施形態に係る球状弾性表面波モジュールを示す模式図である。図６は、本発明の第３の実施形態を示す信号の波形図である。
【００３６】
整合回路５１が球状弾性表面波素子のすだれ状電極５２に接続された、球状弾性表面波モジュール５３において、すだれ状電極５２の中心周波数と、整合回路５１の中心周波数が異なるとする。すだれ状電極５２の中心周波数は、すだれ状電極５２のピッチと、３次元基材５４での弾性表面波の音速から定まる。整合回路５１の中心周波数と、すだれ状電極５２の中心周波数が異なるとき、球状弾性表面波モジュール５３の入力端５５から、インパルス信号を入力する。
【００３７】
入力端５５にインパルス信号が入力されると、多数回周回する弾性表面波が励起される。一周目のインパルス応答波形６１では、中心周波数は整合回路５１の中心周波数となる。しかし、弾性表面波が多数回周回する際、弾性表面波５６がすだれ状電極５２に入射すると、すだれ状電極５２が３次元基材５５上に存在することによって生ずる音響特性の変化により、弾性表面波の機械的に反射した弾性表面波５７が発生する。また、弾性表面波５６がすだれ状電極５２に電位を発生し、電流５８が整合回路５１を流れ、再励起した弾性表面波５９を発生する。
【００３８】
このとき、機械的に反射した弾性表面波５７の中心周波数は、すだれ状電極５３の周波数特性と、入射する弾性表面波５６の積の中心周波数となる。一方、再励起した弾性表面波５９は、整合回路５１の中心周波数となる。そのため、弾性表面波が多数回周回するとともに、ｍ周目のインパルス応答波形６２では、波形が分離していき、波形に２個のピークが現れる。２個のピークはそれぞれ、周波数では、整合回路５１の中心周波数と、すだれ状電極５３の中心周波数である。さらに多数回周回したｎ周目のインパルス応答波形６３では、さらに波形の分離が進む。このように、整合回路５１とすだれ状電極５２の中心周波数が異なると、周回するとともに波形が分離し、複数のピークの中心周波数が生じてしまう。
【００３９】
複数のピークの中心周波数が生ずると、わずかに異なる周波数が混在することによるビートを引き起こすことや、波形において複数のピークが生ずること、また周回ごとに周波数特性が異なることによって周回時間が一定でないことなどの問題が生ずる。弾性表面波が従来にない多数回周回する特徴がある球状弾性表面波素子において、整合回路５１とすだれ状電極５２の中心周波数を等しくすることで、波形や周波数特性において複数のピークが生ずることを防ぐことができる。
【００４０】
次に、図８を参照し、すだれ状電極の配置（電極配置）について説明する。図８において、７０は、水晶のような圧電性単結晶の基材を示しており、この基材７０は、球面の一部で形成され最大径の外周線を含み円環状に延出している表面領域７１（円弧状帯）を含んでおり、表面領域７１には弾性表面波が励起可能であり励起された弾性表面波を表面領域７１の円環状の延出方向に沿い周回させることが可能である。ここでは、基材７０は球形状であるが、表面領域１２以外の部分を削除した形状としても構わない。Ｚ軸は上記外周線の中心を通る上記球面の中心軸である。
【００４１】
図８には、２種類の電極配置７２，７３が示されている。電極配置７２（通常電極配置）では、すだれ状電極の配置は基材７０の赤道上に沿って配置される。一方、電極配置７３（蛇行電極配置）では、すだれ状電極の配置は、基材７０の赤道上に沿って配置され、かつ、表面領域７１内において蛇行して配置される。本発明者の鋭意研究によると、電極配置７３（蛇行電極配置）は電極配置７２（通常電極配置）に比べて、良い特性（弾性表面波の強度や減衰定数や周回速度）が得られることが分かった。これにより、弾性表面波素子の個体差を解消して、球状弾性表面波モジュールの量産化が可能となる。
【００４２】
第１−第３の実施形態で述べた効果は、どちらの電極配置７２，７３を採用しても得られるが、上記の説明から分かるように、電極配置７３を採用したほうが好ましい。また、第１−第３の実施形態で述べた効果は、少なくとも球面の一部で形成されていて円弧状帯である表面を有している基材を採用した場合でも得られる。
【００４３】
さらに、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００４４】
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施できる。
【符号の説明】
【００４５】
１１…球状弾性表面波素子
１２…円弧状帯
１３…３次元基材
１４…弾性表面波
１５…電気音響変換素子
１６…高周波信号発生部
１７…切り替え部
１８…アンプ
１９…検出・出力部
２０…整合回路
２１…球状弾性表面波モジュール
２２…感応膜
３１…球状弾性表面波素子
３２…整合回路
３３…球状弾性表面波モジュール
３４…高周波信号源
３５…伝送路
３６…反射損失
４１…弾性表面波波形
４２…弾性表面波波形
４３…雑音強度
４４…周回時間
４５…信号強度
４６…信号強度
５１…整合回路
５２…すだれ状電極
５３…球状弾性表面波モジュール
５４…３次元基材
５５…入力端
５６…弾性表面波
５７…機械的に反射した弾性表面波
５８…電流
５９…再励起した弾性表面波
６１…一周目のインパルス応答波形
６２…ｍ周目のインパルス応答波形
６３…ｎ周目のインパルス応答波形
７１…表面領域
７２…通常電極配置
７３…蛇行電極配置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波素子と整合回路とを接続してなる球状弾性表面波モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
基材上に弾性表面波を発生させるとともに基材上に発生された弾性表面波を受信する弾性表面波素子は従来から良く知られている。弾性表面波とは、通常のバルク波と呼ばれる縦波や横波と異なり、物質表面にそのエネルギーの多くを集中して伝搬する弾性波である。弾性表面波としては、レーリー波、セザワ波、擬セザワ波、ラブ波等を例示することができ、異方性材料の表面にも存在しえる。
【０００３】
従来の弾性表面波素子では、平坦な基材上に配置された平坦な圧電体上に１対のすだれ状電極が設けられている。一方のすだれ状電極に高周波電流が供給されることにより、基材上で一方のすだれ状電極の並んでいる方向に圧電体から弾性表面波が発生される。他方のすだれ状電極は、基材上で一方のすだれ状電極から発生される弾性表面波の移動方向に配置されていて上記弾性表面波を受け取る。
【０００４】
弾性表面波素子は、遅延線、発信機のための発振素子および共振素子、周波数を選択するためのフィルター、化学センサ、バイオセンサまたはリモートタグ等に使用されている。１対のすだれ状電極の発生する弾性表面波の伝搬方向に対し直交する方向における上記弾性表面波の幅は、一般的に一方のすだれ状電極の複数の電極指の交差幅と他方のすだれ状電極の複数の電極指の交差幅とが相互に対面する長さに等しい。
【０００５】
弾性表面波素子において１対のすだれ状電極間を伝わる弾性表面波の共振周波数の精度を高めるためには、１対のすだれ状電極相互間を弾性表面波が伝搬する際の伝搬損失をできる限り小さくすることが望まれている。しかしながら、通常の弾性表面波素子は１対のすだれ状電極が設けられている圧電体の表面および基材の表面が平坦であるので、一方のすだれ状電極により発生された弾性表面波は基材の平坦な表面上を他方のすだれ状電極に向かい伝搬する間に上記表面上で弾性表面波の伝搬方向と直交する方向に拡散し弱まってしまう。このために弾性表面波の伝搬損失を小さくすることができず、ひいては弾性表面波素子における性能を高めることに限界がある。
【０００６】
一方、非特許文献１においては、球上の弾性表面波の無回折伝搬による多重周回する報告がなされており、球上の弾性表面波を利用したセンサが報告されている。上記文献によれば、高感度、高速応答で、なおかつ機械的に丈夫なセンサヘッドおよびこれを用いたガスセンサ、更にはセンサヘッドを実装したセンサユニットが提供でき、大気中や気相化学プロセス等における種々のガス成分を分析する分野に利用可能である。
【０００７】
また、特許文献１は、球形状の弾性表面波素子（以下、ボールＳＡＷデバイスや球状弾性表面波素子と称することもある）を開示している。ボールＳＡＷデバイスの基材は、弾性表面波が励起可能であり励起された弾性表面波を伝搬させることが可能な球形状の表面を有している。ボールＳＡＷデバイスにおける電気音響変換素子は、基材の球形状の表面において円環状に連続している所定の幅を有した帯域に配置されており、前記表面に励起した弾性表面波を前記帯域が連続している方向に沿い伝搬させ繰り返し周回させるよう構成される。ボールＳＡＷデバイスでは、基材の表面の円環状に連続している弾性表面波伝搬帯域に電気音響変換素子により励起された弾性表面波を、弾性表面波伝搬帯域内で実質的に減衰することなく上記表面を繰り返し周回させることができる。
【０００８】
ここで、球状の基材に弾性表面波を多数回周回させる方法において、検討した結果、さらに以下のような課題があることが分かった。弾性表面波が多数回周回してすだれ状電極を伝搬するごとに、すだれ状電極で機械的に反射される成分が発生する。また、球状弾性表面波素子はインピーダンスが高く、多くの場合、伝送線路との整合をとる整合回路を接続して、高周波電気信号を入出力する。このとき、弾性表面波が多数回周回してすだれ状電極に達すると、すだれ状電極に電流が発生して整合回路が励起され、すだれ状電極に電位が発生し、その電位が弾性表面波を再励起する。
【０００９】
このように、高周波電気信号を入力直後に励起される弾性表面波が、多数回周回して伝搬するに伴い、すだれ状電極で機械的に反射された弾性表面波の成分と、整合回路から再励起された弾性表面波の成分が周回ごとに増加して相互に強度のやりとりをして、混在して伝搬する。ここで、高周波電気信号を入力直後に励起された弾性表面波、機械的に反射された弾性表面波、再励起された弾性表面波の周波数特性が異なってしまうことが測定結果から確認された。
【００１０】
すなわち、入力直後の弾性表面波の中心周波数が、すだれ状電極の中心周波数と異なると、機械的に反射された弾性表面波の中心周波数は、入力直後の弾性表面波とすだれ状電極の周波数特性の畳み込みの中心周波数となる。弾性表面波が多数回周回するとともに、機械的に反射された弾性表面波の成分が強まる。
【００１１】
また、再励起された弾性表面波の周波数特性は、伝搬してきた弾性表面波とすだれ状電極と整合回路の周波数特性の畳み込みとなり、弾性表面波が多数回周回するとともに、すだれ状電極または整合回路の中心周波数の周波数成分が強まる。
【００１２】
通常の平面基板の弾性表面波素子と異なる、球状弾性表面波での多数回周回する特徴は、このような、弾性表面波が伝搬するとともにすだれ状電極での機械的反射や、整合回路での再励起が多数回、影響を及ぼすことを引き起こす。また、再励起の際、整合回路の抵抗成分で弾性表面波の電力が消費され、減衰が大きくなることが測定結果から確認されている。弾性表面波の周波数特性が変化していき、複数の中心周波数が生じてくることは、周波数分散や、波形の歪みなどを引き起こすため望ましくなく、このような特性を把握した上で、整合回路での弾性表面波の減衰を低減して回周回の低減を抑制するとともに、周波数分散や波形の歪みを抑圧する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】国際公開 ＷＯ ０１／４５２５５ 号公報
【非特許文献１】電子情報通信学会技術研究報告（Technical Report of Institute of Electronics, Information and Communication Engineers）US2000 巻14号（2000）p.49
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、整合回路での弾性表面波の損失を抑制できる球状弾性表面波モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一態様による球状弾性表面波モジュールは、球面の周回帯の一部である円弧状帯を定義可能な３次元基材と、前記円弧状帯上に設けられ、前記円弧状帯に沿って弾性表面波を励起する電気音響変換素子とを有する球状弾性表面波素子と、前記球状弾性表面波素子に接続された整合回路とを具備してなり、前記整合回路での前記弾性表面波の損失が減少するように、前記整合回路の入力端での反射損失を増加させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、整合回路での弾性表面波の損失を抑制できる球状弾性表面波モジュールを実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る球状弾性表面波モジュールを用いた弾性表面波センサを示す実施図である。
【図２】整合回路の反射損失を変化させたときの反射損失と周回数の関係を示す模式図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る球状弾性表面波モジュールを示す模式図である。
【図４】反射損失を変化させたときの、時間と多数回周回した弾性表面波の強度の包絡線との関係を示した模式図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る球状弾性表面波モジュールを示す模式図である。
【図６】本発明の第３の実施形態を示信号の波形図である。
【図７】整合回路の構成例を示す等価回路図である。
【図８】電気音響変換素子の配置例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図１、図２を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る球状弾性表面波モジュールを用いた弾性表面波センサを示す実施図である。
【００２０】
球状弾性表面波素子１１は、球面の周回帯の一部である円弧状帯１２を定義可能な曲面を有する３次元基材１３と、３次元基材１３の円弧状帯１２上に位置し、円弧状帯１２に沿って弾性表面波１４を励起する電気音響変換素子１５を備える。弾性表面波１４を励起し測定するために高周波信号発生部１６、切り替え部１７、アンプ１８および検出・出力部１９を備えている。高周波信号発生部１６、切り替え部１７などの特性インピーダンスは通常５０オームであり、球状弾性表面波素子１１は、例えば３次元基材１３が水晶で、円弧状帯１２の直径が３．３ｍｍ、電気音響変換素子１５が１５０ＭＨｚの弾性表面波１４を励起する１０対のすだれ状電極であった場合、数千オーム程度となり、特性インピーダンスよりはるかに高い値となる。そのため、整合回路２０で整合を球状弾性表面波素子１１に接続して整合をとる球状弾性表面波モジュール２１として、高周波信号発生部１６から高周波電気信号を球状弾性表面波素子１１に、効率的に伝送できるようにする。
【００２１】
図７（ａ）および図７（ｂ）に、整合回路２０の構成例を示す。図７（ａ）は、球状弾性表面波素子１１に対して２個の可変コンデンサＣ１，Ｃ２を並列に接続し、これらの２個の可変コンデンサＣ１，Ｃ２の間にコイルＬを直列に接続してなるπ形の構成を示している。一方、図７（ｂ）は、球状弾性表面波素子１１に対して２個の可変コンデンサＣ１，Ｃ２を直列に接続し、これらの２個の可変コンデンサＣ１，Ｃ２の間にコイルＬを並列に接続してなるＴ形の構成を示している。可変コンデンサＣ１，Ｃ２の少なくとも一方を調整することで、整合回路２０での弾性表面波１４の損失（電力損失）が減少するように、整合回路２０の入力端での反射損失を増加させることができる。
【００２２】
電気音響変換素子１５は、所謂オルターニット・フェーズアレイであり、高周波信号発生部１６から切替部１７、整合回路２０を介して供給された高周波電気信号を圧電変換して弾性表面波１４を励起する。電気音響変換素子１５が当該分野においては既知の一般的なすだれ状電極の場合、弾性表面波１４は双方向に励起される。さらに、電気音響変換素子１５は、円弧状帯１２を伝搬して多重周回した弾性表面波を圧電変換して、再び高周波電気信号に変換する機能をも兼ねている。
【００２３】
電気音響変換素子１５で弾性表面波１４から再び高周波電気信号に圧電変換された高周波電気信号は、切替部１７、整合回路２０を介して、アンプ１８で増幅され、検出・出力部１９に供給され、検出・出力部１９で検出される。切替部１７は、高周波信号発生部１６と検出・出力部１９を切り換える。高周波信号発生部１６から高周波電気信号を電気音響変換素子１５に供給して、電気音響変換素子１５が弾性表面波１４を送出後、所定の反射回数（第ｎ周回：ｎ≧１）目の弾性表面波が戻ってくる前に、電気音響変換素子１５からの信号経路を検出・出力部１９に切り換える。勿論、高周波信号発生部１６から電気音響変換素子１５の方向、および電気音響変換素子１５から検出・出力部１９の方向への、方向性結合回路等でも構わない。
【００２４】
球状弾性表面波素子１１を、ガスセンサとして用いる場合、円弧状帯１２に感応膜２２を設ける。感応膜２２は、特定のガスと接触することにより、弾性表面伝搬速度に変化を及ぼすものであることが必要である。例えば、気体を表面に吸着させ、その質量効果により弾性表面波の伝搬速度が遅くなっても良いし、あるいは、気体を感応膜２２内に吸蔵し、その薄膜の機械的堅さが変化し、弾性表面波の伝搬速度や減衰に変化を及ぼすものでも良い。さらには、気体と反応することにより吸熱あるいは発熱反応を起こし、弾性表面波の伝搬速度に影響を及ぼすものであっても良い。この感応膜２２は、特定の気体とのみ選択的に反応を起こし、なおかつ、可逆反応を起こす材料であることが望ましい。
【００２５】
例えば、このような感応膜２２として、水素（Ｈ2）を収蔵し、水素化物を形成して機械的性質が変化するパラジウム（Ｐｄ）、アンモニア（ＮＨ3）に対する吸着性が高いプラチナ（Ｐｔ）、水素化物を吸着する酸化タングステン（ＷＯ3）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ2）、二酸化硫黄（ＳＯ2）、二酸化窒素（ＮＯ2）等を選択的に吸着するフタロシアニン（Phthalocyanine）等が知られている。
【００２６】
ここで、弾性表面波１４が多数回周回して、電気音響変換素子１５を伝搬すると、圧電効果により電圧が発生し、電流が整合回路２０に流れ、再び弾性表面波が励起され、弾性表面波１４に加わる。このとき、電気音響変換素子１５と整合回路２０の抵抗成分によって、圧電効果で発生した電力が消費される。そこで、整合回路２０において、伝送路に対する反射損失を大きくすれば、テブナンの定理の関係から、電気音響変換素子１５から、整合回路２０に流れる電流も少なくなり、そのため整合回路２０での弾性表面波１４の電力の消費が少なくなり、弾性表面波１４がより多数回周回すると考えられる。
【００２７】
この影響を、整合回路２０の反射損失を変化させて測定した。図２は整合回路２０の反射損失を変化させたときの反射損失と周回数の関係を示す模式図である。図２では、高周波信号発生部１６からインパルス信号を入力し、６２周までの弾性表面波１４の強度を測定した。用いた球状弾性表面波素子１１は、３次元基材１３として直径３．３ｍｍの水晶球であり、電気音響変換素子１５として、１５０MHｚの中心周波数の弾性表面波１４を励起する、正規型すだれ状電極を用いた。
【００２８】
図２（ｄ）のように、反射損失（ＳパラメーターのＳ11）が−０．５デシベル、すなわち、ほとんど反射損失なく球状弾性表面波素子１１に電力を伝送した場合に比較し、反射損失が−６デシベルの図２（ｃ）、−８デシベルの図２（ｂ）、−２２デシベルの図２（ａ）と、反射損失を大きくするにつれて、減衰が少なくなっている（消費電力の減少）。このように、反射損失を大きくすることで、整合回路２０での弾性表面波１４の減衰（電力の消費）は小さくなり、弾性表面波１４の周回回数は多くなる。このように弾性表面波１４の周回回数が多くなることで、センサとしての感度を高めることができる。
【００２９】
以下に図３、図４を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００３０】
（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態に係る球状弾性表面波モジュールを示す模式図である。
【００３１】
球状弾性表面波素子３１に整合回路３２を接続して、球状弾性表面波モジュール３３として高周波信号源３４、伝送路３５と整合をとる。球状弾性表面波素子３１のインピーダンスは数千オーム以上であり非常に高く、一般的な伝送路の特性インピーダンスである５０オームとの整合ロスが大きく、整合回路３２が必要となる。
【００３２】
ここで、反射損失３６を大きくすることで、球状弾性表面波素子３１での弾性表面波の周回数が増えることを第１の実施形態で示した。反射損失３６を大きくして、球状弾性表面波素子３１での弾性表面波の周回数が増えることに関しては、周回数に比例して第２の実施形態で示した場合のセンサ利用時などのＳＮ比が高くなるが、高周波信号源３４から一定の強度で高周波信号を入力した場合、反射損失３６が大きくなることで、一周目の弾性表面波の強度は低下し、強度に関してはＳＮ比が低下する。そこで、高周波信号源３４から入力できる高周波信号の強度に一定の制限がある範囲において、反射損失３６による弾性表面波の一周目の強度の低下と、周回数が増えることの相反する関係から、最も高いＳＮ比となる整合回路の条件を求めることができる。
【００３３】
図４は、反射損失を変化させたときの、時間と多数回周回した弾性表面波の強度の包絡線との関係を示した模式図である。ここでは、高周波信号源３４から入力する高周波信号の入力強度が、一定であるとする。反射損失３５を変化させたとき、反射損失３５の小さい弾性表面波波形４１では、弾性表面波の一周目の強度が高くなるが、時間とともに、すなわち大きい周回数になるにつれての減衰が大きくなる。逆に、反射損失の小さい弾性表面波波形４２では、弾性表面波の一周目の強度が低くなるが、時間とともに、すなわち大きい周回数になっても減衰が小さい。
【００３４】
それぞれの反射損失条件での弾性表面波波形４１と、弾性表面波波形４２での、センサとしてのＳＮ比は、周回時間４４と信号強度４５の積、および、周回時間４４と信号強度４６の積と雑音レベル４３の比から求められ、この場合、弾性表面波波形４１のほうが、あきらかにＳＮ比が高くなる。このように、一定の雑音強度のもとでは、反射損失を変化させ、周回時間と信号強度の積が、最も高くなる反射損失とすることで、最もＳＮ比を高くすることができる。高周波信号源３４から入力する高周波信号の入力強度や、ここでは図示していないが検出・測定部のアンプの増幅率を変化させて、信号強度、雑音強度が変化する場合でも同様に求められる。
【００３５】
（第３の実施形態）
以下に図５、図６を参照して本発明の第３の実施の形態を説明する。図５は本発明の第３の実施形態に係る球状弾性表面波モジュールを示す模式図である。図６は、本発明の第３の実施形態を示す信号の波形図である。
【００３６】
整合回路５１が球状弾性表面波素子のすだれ状電極５２に接続された、球状弾性表面波モジュール５３において、すだれ状電極５２の中心周波数と、整合回路５１の中心周波数が異なるとする。すだれ状電極５２の中心周波数は、すだれ状電極５２のピッチと、３次元基材５４での弾性表面波の音速から定まる。整合回路５１の中心周波数と、すだれ状電極５２の中心周波数が異なるとき、球状弾性表面波モジュール５３の入力端５５から、インパルス信号を入力する。
【００３７】
入力端５５にインパルス信号が入力されると、多数回周回する弾性表面波が励起される。一周目のインパルス応答波形６１では、中心周波数は整合回路５１の中心周波数となる。しかし、弾性表面波が多数回周回する際、弾性表面波５６がすだれ状電極５２に入射すると、すだれ状電極５２が３次元基材５５上に存在することによって生ずる音響特性の変化により、弾性表面波の機械的に反射した弾性表面波５７が発生する。また、弾性表面波５６がすだれ状電極５２に電位を発生し、電流５８が整合回路５１を流れ、再励起した弾性表面波５９を発生する。
【００３８】
このとき、機械的に反射した弾性表面波５７の中心周波数は、すだれ状電極５３の周波数特性と、入射する弾性表面波５６の積の中心周波数となる。一方、再励起した弾性表面波５９は、整合回路５１の中心周波数となる。そのため、弾性表面波が多数回周回するとともに、ｍ周目のインパルス応答波形６２では、波形が分離していき、波形に２個のピークが現れる。２個のピークはそれぞれ、周波数では、整合回路５１の中心周波数と、すだれ状電極５３の中心周波数である。さらに多数回周回したｎ周目のインパルス応答波形６３では、さらに波形の分離が進む。このように、整合回路５１とすだれ状電極５２の中心周波数が異なると、周回するとともに波形が分離し、複数のピークの中心周波数が生じてしまう。
【００３９】
複数のピークの中心周波数が生ずると、わずかに異なる周波数が混在することによるビートを引き起こすことや、波形において複数のピークが生ずること、また周回ごとに周波数特性が異なることによって周回時間が一定でないことなどの問題が生ずる。弾性表面波が従来にない多数回周回する特徴がある球状弾性表面波素子において、整合回路５１とすだれ状電極５２の中心周波数を等しくすることで、波形や周波数特性において複数のピークが生ずることを防ぐことができる。
【００４０】
次に、図８を参照し、すだれ状電極の配置（電極配置）について説明する。図８において、７０は、水晶のような圧電性単結晶の基材を示しており、この基材７０は、球面の一部で形成され最大径の外周線を含み円環状に延出している表面領域７１（円弧状帯）を含んでおり、表面領域７１には弾性表面波が励起可能であり励起された弾性表面波を表面領域７１の円環状の延出方向に沿い周回させることが可能である。ここでは、基材７０は球形状であるが、表面領域１２以外の部分を削除した形状としても構わない。Ｚ軸は上記外周線の中心を通る上記球面の中心軸である。
【００４１】
図８には、２種類の電極配置７２，７３が示されている。電極配置７２（通常電極配置）では、すだれ状電極の配置は基材７０の赤道上に沿って配置される。一方、電極配置７３（蛇行電極配置）では、すだれ状電極の配置は、基材７０の赤道上に沿って配置され、かつ、表面領域７１内において蛇行して配置される。本発明者の鋭意研究によると、電極配置７３（蛇行電極配置）は電極配置７２（通常電極配置）に比べて、良い特性（弾性表面波の強度や減衰定数や周回速度）が得られることが分かった。これにより、弾性表面波素子の個体差を解消して、球状弾性表面波モジュールの量産化が可能となる。
【００４２】
第１−第３の実施形態で述べた効果は、どちらの電極配置７２，７３を採用しても得られるが、上記の説明から分かるように、電極配置７３を採用したほうが好ましい。また、第１−第３の実施形態で述べた効果は、少なくとも球面の一部で形成されていて円弧状帯である表面を有している基材を採用した場合でも得られる。
【００４３】
さらに、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００４４】
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施できる。
【符号の説明】
【００４５】
１１…球状弾性表面波素子
１２…円弧状帯
１３…３次元基材
１４…弾性表面波
１５…電気音響変換素子
１６…高周波信号発生部
１７…切り替え部
１８…アンプ
１９…検出・出力部
２０…整合回路
２１…球状弾性表面波モジュール
２２…感応膜
３１…球状弾性表面波素子
３２…整合回路
３３…球状弾性表面波モジュール
３４…高周波信号源
３５…伝送路
３６…反射損失
４１…弾性表面波波形
４２…弾性表面波波形
４３…雑音強度
４４…周回時間
４５…信号強度
４６…信号強度
５１…整合回路
５２…すだれ状電極
５３…球状弾性表面波モジュール
５４…３次元基材
５５…入力端
５６…弾性表面波
５７…機械的に反射した弾性表面波
５８…電流
５９…再励起した弾性表面波
６１…一周目のインパルス応答波形
６２…ｍ周目のインパルス応答波形
６３…ｎ周目のインパルス応答波形
７１…表面領域
７２…通常電極配置
７３…蛇行電極配置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球面の周回帯の一部である円弧状帯を定義可能な３次元基材と、前記円弧状帯上に設けられ、前記円弧状帯に沿って弾性表面波を励起する電気音響変換素子とを有する球状弾性表面波素子と、
前記球状弾性表面波素子に接続された整合回路と
を具備してなり、
前記整合回路での前記弾性表面波の損失が減少するように、前記整合回路の入力端での反射損失を増加させたことを特徴とする球状弾性表面波モジュール。
【請求項２】
前記整合回路に入力される信号の強度が一定の場合、前記球状弾性表面波素子のＳＮ比が最も高くなるように、前記整合回路の入力端での前記反射損失が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の球状弾性表面波モジュール。
【請求項３】
前記整合回路の中心周波数と前記電気音響変換素子の中心周波数とが一致することを特徴とする請求項１または２に記載の球状弾性表面波モジュール。
【請求項４】
前記整合回路は、前記球状弾性表面波素子に対して２個の可変コンデンサを並列に接続し、これらの２個の可変コンデンサの間にコイルを直列に接続してなるπ形の構成、または、前記球状弾性表面波素子に対して２個の可変コンデンサを直列に接続し、これらの２個の可変コンデンサの間にコイルを並列に接続してなるＴ形の構成を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の球状弾性表面波モジュール。
【請求項５】
電気音響変換素子は、前記円弧状帯内において蛇行して配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の球状弾性表面波モジュール。
【請求項１】
球面の周回帯の一部である円弧状帯を定義可能な３次元基材と、前記円弧状帯上に設けられ、前記円弧状帯に沿って弾性表面波を励起する電気音響変換素子とを有する球状弾性表面波素子と、
前記球状弾性表面波素子に接続された整合回路と
を具備してなり、
前記整合回路での前記弾性表面波の損失が減少するように、前記整合回路の入力端での反射損失を増加させたことを特徴とする球状弾性表面波モジュール。
【請求項２】
前記整合回路に入力される信号の強度が一定の場合、前記球状弾性表面波素子のＳＮ比が最も高くなるように、前記整合回路の入力端での前記反射損失が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の球状弾性表面波モジュール。
【請求項３】
前記整合回路の中心周波数と前記電気音響変換素子の中心周波数とが一致することを特徴とする請求項１または２に記載の球状弾性表面波モジュール。
【請求項４】
前記整合回路は、前記球状弾性表面波素子に対して２個の可変コンデンサを並列に接続し、これらの２個の可変コンデンサの間にコイルを直列に接続してなるπ形の構成、または、前記球状弾性表面波素子に対して２個の可変コンデンサを直列に接続し、これらの２個の可変コンデンサの間にコイルを並列に接続してなるＴ形の構成を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の球状弾性表面波モジュール。
【請求項５】
電気音響変換素子は、前記円弧状帯内において蛇行して配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の球状弾性表面波モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２７８８６３（Ｐ２０１０−２７８８６３Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３０４３５（Ｐ２００９−１３０４３５）
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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