弾性表面波デバイス
【課題】小型化、低背化を図りつつ、周波数をより大きな可変幅で効率良く可変制御し得るＳＡＷデバイスを提供する。
【解決手段】ＳＡＷデバイス１は、圧電基板４の主面にＳＡＷを励振するためのＩＤＴ５を有するＳＡＷ素子３と、ＳＡＷ素子を圧電基板のＳＡＷ伝搬方向の一方の端部４ａで片持ちに支持固定するベース２と、印加電圧に応じて自由端部９ａを長さ方向に変位させるアクチュエータ９とを備える。アクチュエータの自由端部は、圧電基板のＳＡＷ伝搬方向にＩＤＴよりも他方の端部４ｂ側においてその裏面４ｃに、該アクチュエータの長さ方向に関して４５°より小さい角度で当接し、圧電基板をその他方の端部を押し上げて撓ませる。アクチュエータの自由端部が、圧電基板裏面に摺接しつつ印加電圧により長さ方向に変位して圧電基板の撓み量を変化させ、ＳＡＷデバイスの周波数を線形に変化させる。
【解決手段】ＳＡＷデバイス１は、圧電基板４の主面にＳＡＷを励振するためのＩＤＴ５を有するＳＡＷ素子３と、ＳＡＷ素子を圧電基板のＳＡＷ伝搬方向の一方の端部４ａで片持ちに支持固定するベース２と、印加電圧に応じて自由端部９ａを長さ方向に変位させるアクチュエータ９とを備える。アクチュエータの自由端部は、圧電基板のＳＡＷ伝搬方向にＩＤＴよりも他方の端部４ｂ側においてその裏面４ｃに、該アクチュエータの長さ方向に関して４５°より小さい角度で当接し、圧電基板をその他方の端部を押し上げて撓ませる。アクチュエータの自由端部が、圧電基板裏面に摺接しつつ印加電圧により長さ方向に変位して圧電基板の撓み量を変化させ、ＳＡＷデバイスの周波数を線形に変化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電基板上に弾性表面波（ＳＡＷ）を励振するＩＤＴ（すだれ状トランスデューサ）を形成した弾性表面波素子を備える弾性表面波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、情報通信機器等の様々な電子機器に、ＳＡＷ素子を用いた共振子、フィルタ、発振器等のＳＡＷデバイスが広く使用されている。ＳＡＷデバイスの周波数は、ＩＤＴを構成する交差指電極の電極指ピッチによって決定される。ＳＡＷデバイスの周波数を変えたい場合は、別個の可変容量素子や回路等の追加手段を設けるのが一般的である。
【０００３】
ＳＡＷデバイスの周波数は、ＩＤＴを形成した圧電基板に撓み等の変形を加えて、電極指ピッチを狭く又は広く変化させると、それに対応して高く又は低く変化する。この特性を利用することにより、追加手段を設けることなく周波数を可変化したＳＡＷ装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。このＳＡＷ装置は、互いに逆極性に分極された２枚の圧電セラミックを貼着したバイモルフ型又は積層型の圧電アクチュエータの上面にＳＡＷ素子を接着し、外部電圧により圧電アクチュエータと共に圧電基板を屈曲させて、ＳＡＷ素子の周波数を変化させる。
【０００４】
また、印加電圧に応じて少なくとも一方向の長さが変化するような圧電アクチュエータを用いて圧電基板に歪を与え、印加電圧に応じて周波数特性を可変できるようにした圧電デバイスが知られている（例えば、特許文献２を参照）。この圧電アクチュエータは、複数の板状の圧電素子を上下方向に積層しかつこれらの間にプラス電極及びマイナス電極を交互に介在させたもので、これと支持体とに圧電基板の両端を固着させ、圧電アクチュエータの長さを印加電圧に応じて上下方向に変化させることにより、圧電基板を撓ませるようにした圧電デバイスが開示されている。
【０００５】
特許文献２記載の圧電デバイスは、印加電圧の単位変化量に対する周波数特性の可変量が必ずしも大きくない。そのため、周波数特性を効率的に可変し得るＳＡＷデバイスが提案されている（例えば、特許文献３を参照）。このＳＡＷデバイスは、圧電薄膜の多層構造からなる圧電アクチュエータの、薄膜積層方向の側方に圧電基板を固着し、かつ圧電基板を圧電アクチュエータよりも十分薄くすることによって、圧電アクチュエータへの印加電圧に応じて圧電基板を効果的に伸縮させ得るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平１−１１９２１４号公報（実願昭６３−１４０３２号明細書）
【特許文献２】特開平５−６３２５１号公報
【特許文献３】特開平５−２５１９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の周波数可変ＳＡＷデバイスは、圧電アクチュエータへの印加電圧に対する圧電基板の変形量が少ないため、周波数を十分に大きく変化させることができない、という問題があった。この問題を解消するために、特許文献３記載のＳＡＷデバイスは、圧電アクチュエータを圧電基板よりも十分大きくして、印加電圧に対する圧電アクチュエータの長さ変化をより大きくしている。特許文献２記載の圧電デバイスも、圧電基板の端部に固着した圧電アクチュエータの高さを十分に大きくすれば、その印加電圧に対する高さの変化量を大きくすることができる。
【０００８】
しかしながら、いずれの場合も、圧電アクチュエータを大型化するので、これに伴ってデバイス全体が大型化、高背化する。そのため、ＳＡＷデバイスに対する小型化、薄型化の要求には、十分に対応することができない。
【０００９】
そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化、低背化を図りつつ、周波数をより大きな可変幅で効率良く可変制御し得るＳＡＷデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のＳＡＷデバイスは、上記目的を達成するために、例えば周波数温度特性が良好で安定性に優れた水晶からなる圧電基板及び該圧電基板の主面に形成されてＳＡＷを励振するためのＩＤＴを有するＳＡＷ素子と、該ＳＡＷ素子を圧電基板のＳＡＷ伝搬方向の一方の端部で固定しかつ他方の端部を圧電基板の撓み方向に変位可能に浮かせて片持ちに支持するベースと、印加電圧に応じて長さ方向に変位可能な自由端部を有するアクチュエータとを備え、
アクチュエータの自由端部が、圧電基板の裏面にＩＤＴよりも他方の端部側においてアクチュエータの長さ方向に関して４５°より小さい角度で摺接しつつ、該圧電基板の他方の端部を撓み方向に変位させるように長さ方向に変位することを特徴とする。
【００１１】
このように圧電基板の裏面に４５°より小さい角度をもたせて摺接させることにより、アクチュエータの自由端部を変位させてＳＡＷ素子の圧電基板を押し上げ、その撓み量に応じてＳＡＷデバイスの周波数を高くするように変化させることができる。アクチュエータの自由端部と圧電基板裏面との摺接角度を小さくするほど、圧電基板をより円滑に押し上げて撓ませることができ、かつアクチュエータの長さ方向を圧電基板の平面に対してより平行に配置できるので、デバイス全体を高背化させることなく、アクチュエータを長くすることができる。従って、ＳＡＷデバイスの低背化を図りつつ、アクチュエータを十分に長くしてその長さ方向の変位幅を拡大し、アクチュエータへの印加電圧に対する圧電基板の撓み量をより大きくすることができる。その結果、ＳＡＷデバイスの周波数可変幅をより大きくし、かつ周波数を効率良く可変制御することができる。
【００１２】
或る実施例では、ＳＡＷ素子の圧電基板が、ＩＤＴを形成した領域にＳＡＷ伝搬方向に沿って少なくとも部分的に薄板部を有する。圧電基板の薄板部は、他の部分よりも応力が集中するので、アクチュエータの長さ変位に対する撓み量が大きくなる。従って、ＳＡＷデバイスの周波数可変幅をより広くすることができ、アクチュエータへの印加電圧に対して周波数を効率良くかつより大きく変化させることができる。更に、圧電基板薄板部の同じ撓み量に対するアクチュエータの長さ変位を小さくできるので、アクチュエータの長さ寸法を小さくでき、ＳＡＷデバイスの小型化を図ることができる。
【００１３】
別の実施例では、アクチュエータの自由端部を当接させる圧電基板の裏面が、アクチュエータの自由端部と対向するように圧電基板の主面に対して傾斜している。この傾斜角度を選択することによって、アクチュエータの長さ変位即ち印加電圧に対する圧電基板の撓み量をより自由に設定することができる。
【００１４】
圧電基板の裏面がその主面に対して傾斜するように、或る実施例では、圧電基板が一体化した斜面部材を有する。これによって、圧電基板裏面の傾斜を必要に応じて簡単にかつ自由な角度に設けることができる。別の実施例では、圧電基板の裏面が、該圧電基板の主面に対して傾斜するように加工される。
【００１５】
また、このような圧電基板裏面の傾斜が設けられている場合に、或る実施例では、アクチュエータがその自由端部を、圧電基板のＳＡＷ伝搬方向にその一方の端部側から他方の端部側に向けて変位するように配置される。これにより、アクチュエータとＳＡＷ素子とがＳＡＷ伝搬方向にオーバーラップする長さが大きくなるので、ＳＡＷデバイスの低背化と同時に、その長さ寸法を小型化することができる。
【００１６】
別の実施例では、アクチュエータがその自由端部を、圧電基板のＳＡＷ伝搬方向にその他方の端部側から一方の端部側に向けて変位させるように配置される。これにより、アクチュエータを長くしても、ＳＡＷデバイスを高背化する虞が無いから、アクチュエータの長さの変位幅及びそれに応じたアクチュエータの長さ寸法を自由に選択することができる。従って、ＳＡＷデバイスの低背化を図りつつ、その周波数を効率良くかつより大きく変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（Ａ）図は本発明によるＳＡＷデバイスの第１実施例を示す平面図、（Ｂ）図はその側面図。
【図２】第１実施例の動作を示す側面図。
【図３】（Ａ）図は本発明によるＳＡＷデバイスの第２実施例を示す平面図、（Ｂ）図はその側面図。
【図４】第２実施例のアクチュエータ出力と周波数変動量との関係を示す線図。
【図５】第１実施例の変形例を示す部分拡大側面部。
【図６】第１実施例の別の変形例を示す部分拡大側面部。
【図７】（Ａ）図は本発明によるＳＡＷデバイスの第３実施例を示す平面図、（Ｂ）図はその側面図。
【図８】第３実施例の動作を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、添付図面を参照しつつ、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。尚、添付図面において、同一又は類似の構成要素は同一又は類似の参照符号を付して説明する。
【００１９】
図１（Ａ）（Ｂ）は、本発明を適用したＳＡＷデバイスの第１実施例を示している。本実施例のＳＡＷデバイス１は、水平なベース２に支持されたＳＡＷ素子３を備える。ＳＡＷ素子３は、水晶からなる矩形平板の圧電基板４を有する。圧電基板４の主面には、長手方向の略中央に１対の交差指電極５ａ，５ｂからなるＩＤＴ５が、ＳＡＷを励振するために形成されている。ＩＤＴ５のＳＡＷ伝搬方向の両側には、それぞれ各１個の反射器６，６が配置されている。
【００２０】
各交差指電極５ａ，５ｂは、それぞれバスバーから引き出した配線を介して、圧電基板４の一方の長さ方向端部４ａに設けられた電極パッド７ａ，７ｂに接続されている。ＳＡＷ素子３は、圧電基板４の一方の長さ方向端部４ａを接着剤８でベース２に固定することにより、他方の長さ方向端部４ｂをベース２から浮かせた状態で、片持ちに概ね水平に支持されている。
【００２１】
ベース２上には、印加電圧に応じて長さを変化させるアクチュエータ９が、圧電基板４の他方の長さ方向端部４ｂ側に配置されている。アクチュエータ９は、その長さ方向にＳＡＷ素子３から遠い側の端部が、接着剤１０によりベース２上に固定されている。前記アクチュエータは、その長さ方向にＳＡＷ素子３に隣接する側に配置された自由端部９ａを有する。自由端部９ａは、アクチュエータ９への印加電圧に応じて該アクチュエータの長さ方向にベース２表面に沿って変位する。
【００２２】
図１（Ｂ）に示すように、アクチュエータ９は、電圧を印加していない非動作状態で、自由端部９ａを圧電基板４の長さ方向端部４ｂの下側に突入させた位置に配置する。ＳＡＷ素子３のベース２からの高さＨ、即ち圧電基板４裏面とベース２表面との間隔は、アクチュエータ９の厚さＴａよりも小さい。このため、前記アクチュエータの自由端部９ａは、前記圧電基板のＳＡＷ伝搬方向に見てＩＤＴ５よりも長さ方向端部４ｂ側においてその裏面４ｃに対して、前記アクチュエータの長さ方向に関して４５°より小さい角度θで当接している。その結果、前記圧電基板は、長さ方向端部４ｂが水平位置よりも僅かに押し上げられ、上向きに撓んだ状態で保持される。この状態では、圧電基板４主面のＩＤＴ５が形成されている領域に圧縮応力が作用しているので、ＳＡＷデバイス１の周波数は、ＳＡＷ素子３が水平に無応力の状態で保持されている場合よりも僅かに高い。
【００２３】
ＳＡＷデバイス１の周波数を変える場合、アクチュエータ９に所定の電圧を印加して、自由端部９ａを長さ方向にベース２表面に沿って伸出又は後退するように変位させる。図２は、自由端部９ａを伸出方向に図中左方へ変位させた場合を示している。前記自由端部は、上述したように圧電基板４の長さ方向端部４ｂの裏面４ｃに４５°より小さい角度で摺接し、長さ方向端部４ｂを押し上げて前記圧電基板を撓ませながら変位する。自由端部９ａと圧電基板裏面４ｃとが接する角度を小さくするほど、前記自由端部はより円滑に変位しかつ圧電基板４を押し上げることができる。更に、アクチュエータ９をその長さ方向に圧電基板４の平面に対してより平行に配置することができ、ＳＡＷデバイス１を高背化させることなく、前記アクチュエータを十分に長くすることができる。
【００２４】
圧電基板４は、前記アクチュエータの自由端部９ａが伸出するほど、長さ方向端部４ｂがより高く押し上げられる。これにより、圧電基板４のＩＤＴ５形成面に作用する圧縮応力が大きくなるので、ＳＡＷデバイス１の周波数は高くなる。前記アクチュエータに逆向きの電圧を印加すると、自由端部９ａは長さ方向に後退する。これにより、長さ方向端部４ｂが下がるので、圧電基板４のＩＤＴ５形成面に作用する圧縮応力が小さくなり、周波数は低くなる。
【００２５】
アクチュエータ９の自由端部９ａを圧電基板４の裏面に摺接させる範囲は、前記圧電基板のＳＡＷ伝搬方向に見てＩＤＴ５よりも長さ方向端部４ｂ側の反射器６が形成されている領域に制限される。この範囲では、前記アクチュエータへの印加電力、それによる前記自由端部の変位、それによって撓む圧電基板４のＩＤＴ５形成面に作用する圧縮応力の増減に対応して、周波数が線形に変化する。
【００２６】
このように本実施例によれば、ＳＡＷデバイス１の低背化を図りつつ、アクチュエータ９を十分に長くし、その長さ方向の変位幅を拡大して、該アクチュエータへの印加電圧に対する圧電基板４の撓み量をより大きくすることができる。その結果、ＳＡＷデバイスの周波数可変幅を十分に大きくし、かつ周波数を効率良く可変制御することができる。
【００２７】
図３（Ａ）（Ｂ）は、本発明によるＳＡＷデバイスの第２実施例を示している。本実施例のＳＡＷデバイス１１は、ＳＡＷ素子１２の圧電基板１３がＳＡＷ伝搬方向に沿って、ベース２に固定される一方の長さ方向端部４ａ側の厚板部１３ａと、自由端である他方の長さ方向端部４ｂ側の厚板部１３ｂと、それらの間に中央領域の薄板部１３ｃとを有する点において、第１実施例と異なる。薄板部１３ｃは、圧電基板１３のＩＤＴ５形成領域の略全範囲に亘って設けられている。前記薄板部は、圧電基板１３の裏面に凹部１４を設けることによって容易に、例えば約１０μｍの一様な厚さに形成することができる。本実施例では、長さ方向端部４ｂ側の厚板部１３ｂにおいて圧電基板１３の裏面にアクチュエータ９の自由端部９ａを、該アクチュエータの長さ方向に関して４５°より小さい角度θで摺接させる。
【００２８】
薄板部１３ｃは、前記厚板部よりも応力が集中して作用する。従って薄板部１３ｃは、アクチュエータ９の自由端部９ａの変位に対して、より大きく撓ませることができる。その結果、アクチュエータ９への印加電圧の変化に対して、第１実施例の場合よりも、ＳＡＷデバイス１１の周波数を効率良く、かつより大きく変化させることができ、周波数可変幅をより広くすることができる。更に、第１実施例と比較して、前記薄板部に同じ大きさの撓みを生じさせるのに必要なアクチュエータの長さ変位を小さくできるので、アクチュエータの長さ寸法を小さくでき、ＳＡＷデバイスの小型化を図ることができる。
【００２９】
別の実施例において、薄板部１３ｃは、圧電基板１３のＩＤＴ５形成領域にＳＡＷ伝搬方向に沿って部分的にのみ設けることができる。この場合も、前記厚板部よりも薄板部１３ｃに応力が集中するので、圧電基板１３をより大きく撓ませることができる。従って、同様に第１実施例の場合よりも、アクチュエータ９への印加電圧に対してＳＡＷデバイス１１の周波数を効率良く、かつより大きく変化させることができ、周波数可変幅をより広くすることができる。
【００３０】
図４は、第２実施例のＳＡＷデバイス１１において、アクチュエータ９の出力（単位：Ｎ）に対する周波数変動量の変化をシミュレーションした結果である。同図において、実線は圧電基板１３の薄板部１３ｃの厚さＴ＝３０μｍの場合を、破線はＴ＝１５μｍの場合をそれぞれ示している。アクチュエータ９の出力は、それへの印加電力に比例する。図４からＳＡＷデバイス１１の周波数変動量は、アクチュエータ出力に対して線形に変化することが分かる。従って、ＳＡＷデバイス１１の周波数変化は、アクチュエータ９への印加電力に対して優れた線形性を有する。
【００３１】
図５は、第１実施例のＳＡＷデバイス１の変形例を、その要部を拡大して部分的に示している。本実施例は、圧電基板４の長手方向端部４ｂ側の裏面に突起部１５が設けられている。突起部１５は、前記圧電基板のＳＡＷ伝搬方向にＩＤＴ５よりも長さ方向端部４ｂ側に反射器６が形成されている領域に設けられる。本実施例では、前記突起部が、前記圧電基板の長手方向端部４ａ側に向いた傾斜面１５ａを有する。前記突起部は、圧電基板４を加工する際に一体に形成することができ、又は別個の部材を圧電基板４の裏面に一体化することによって設けられる。
【００３２】
アクチュエータ１６は、自由端部１６ａがベース２表面に沿って上記各実施例とは反対向きに、即ち圧電基板４のベース２に固定される長手方向端部４ａ側から長手方向端部４ｂ側に向けて変位し、該自由端部１６ａと傾斜面１５ａが対向するように配置される。これにより、アクチュエータ１６とＳＡＷ素子３とがＳＡＷ伝搬方向にオーバーラップする長さが大きくなるので、ＳＡＷデバイスの低背化と同時に、その長さ寸法を小型化することができる。
【００３３】
本実施例では、ＳＡＷ素子３のベース２からの高さ即ち圧電基板４裏面とベース２表面との間隔が、アクチュエータ１６の厚さよりも大きい。アクチュエータ１６は、電圧を印加していない非動作状態で、自由端部１６ａを突起部１５の下側に突入させ、かつ傾斜面１５ａに前記アクチュエータの長さ方向に関して４５°より小さい角度θで当接するように配置される。第１実施例と同様に、圧電基板４は、長さ方向端部４ｂが前記アクチュエータの自由端部１６ａにより突起部１５を介して水平位置から僅かに押し上げられ、上向きに撓んだ状態で保持される。
【００３４】
アクチュエータ１６に所定の電圧を印加すると、自由端部１６ａが突起部１５の斜面１５ａに摺接しつつ、長さ方向にベース２表面に沿って伸出又は後退する向きに変位する。自由端部１６ａが伸出すると、圧電基板４は、長さ方向端部４ｂが押し上げられて撓み量が増え、ＩＤＴ５形成面の圧縮応力が大きくなるので、ＳＡＷデバイスの周波数は高くなる。自由端部１６ａが後退すると、圧電基板４は、長さ方向端部４ｂが下がるので撓み量が減り、ＩＤＴ５形成面の圧縮応力が小さくなって、周波数は低くなる。アクチュエータ１６の長さ方向の変位即ち印加電圧の変化に対する圧電基板４の撓み量は、突起部１５の傾斜面１５ａの傾斜角度を選択することによってより自由に設定することができる。
【００３５】
図６は、第１実施例のＳＡＷデバイス１の別の変形例を、その要部を拡大して部分的に示している。本実施例は、図５と同様に、圧電基板４の長手方向端部４ｂの裏面に突起部１７が設けられている。本実施例の突起部１７は、その傾斜面１７ａが圧電基板４の長手方向端部４ａとは反対側を向けて配置されている点において、図５の実施例と異なる。アクチュエータ９は、第１実施例と同様に、自由端部９ａを突起部１７の下側に突入させ、かつ傾斜面１７ａと対向させて前記アクチュエータの長さ方向に関して４５°より小さい角度θで当接させ、圧電基板４の長手方向端部４ｂ側から長手方向端部４ａ側に向けて変位するように配置される。圧電基板４は、長さ方向端部４ｂが前記アクチュエータの自由端部９ａにより突起部１７を介して水平位置から僅かに押し上げられ、上向きに撓んだ状態で保持される。
【００３６】
アクチュエータ９に所望の電圧を印加すると、自由端部９ａが突起部１７の傾斜面１７ａに摺接しつつ、長さ方向に伸出又は後退し、圧電基板４の長さ方向端部４ｂを押し上げて周波数を高くし、又は長さ方向端部４ｂを下げさせて周波数を低くする。アクチュエータ９の長さ方向の変位即ち印加電圧の変化に対する圧電基板４の撓み量は、突起部１７の傾斜面１７ａの傾斜角度を選択することによってより自由に設定することができる。
【００３７】
上記第１，第２実施例では、圧電基板４が、アクチュエータ９に電圧を印加しない非動作状態でその自由端部９ａにより長さ方向端部４ｂが押し上げられて撓んだ状態に保持されている。別の実施例では、圧電基板４がアクチュエータ９の非動作状態で撓みの無い状態で保持されるようにすることができる。この場合、圧電基板４は、ベース２表面に対して水平ではなく、その裏面４ｃが僅かに傾いた状態に、前記アクチュエータの自由端部９ａと該アクチュエータの長さ方向に関して４５°より小さい角度θで対向するように保持される。アクチュエータ９に電圧を印加すると、自由端部９ａは圧電基板裏面４ｃに該アクチュエータの長さ方向に関して４５°より小さい角度θで摺接しつつ長さ方向に変位して、長さ方向端部４ｂを押し上げて圧電基板４を撓ませ、前記ＳＡＷデバイスの周波数を変化させる。
【００３８】
図７（Ａ）（Ｂ）は、デバイス全体をより低背化し得るＳＡＷデバイスの実施例を示している。本実施例のＳＡＷデバイス２１は、ベース２上に片持ちに支持したＳＡＷ素子１２の圧電基板１３の自由端側の長さ方向端部４ｂに隣接させて、アクチュエータ２２が配置されている。アクチュエータ２２はベース２上に固定され、かつその上端が、圧電基板１３の長さ方向端部４ｂの辺縁に接着剤２３で結合されている。アクチュエータ２２は、印加電圧に応じてベース２表面に対して垂直方向に変位する。ＳＡＷ素子１２の圧電基板１３は、図３の実施例と同様に、ＳＡＷ伝搬方向に中央のＩＤＴ５形成領域に薄板部１３ｃを有する。
【００３９】
ＳＡＷ素子１２の圧電基板１３は、アクチュエータ２２に電圧を印加していない非動作状態で、略水平に保持される。ＳＡＷデバイス２１の周波数を変える場合、アクチュエータ２２に所定の電圧を印加して、その上端部を上下方向に変位させる。図８は、アクチュエータ２２の前記上端部を上昇させた場合を示している。圧電基板１３は、前記アクチュエータの上端部を上昇させるほど、長さ方向端部４ｂがより高く押し上げられ、圧電基板１３は上向きの撓み量が大きくなるので、周波数が高くなる。アクチュエータ２２に逆向きの電圧を印加して前記上端部を下降させると、圧電基板１３は上向きの撓み量がが減り又は下向きに撓み、周波数が低くなる。
【００４０】
本実施例のＳＡＷデバイス２１は、圧電基板１３とベース２との間に、上記各実施例のようにアクチュエータを配置するためのスペースを必要としないので、より低背化することができる。他方、圧電基板１３の長さ方向端部４ｂが上下方向に変位可能な範囲は、上記各実施例よりも狭い。しかしながら、圧電基板１３の薄板部１３ｃを設けたＩＤＴ５形成領域は、応力が集中するので、アクチュエータ２２への印加電圧の変化に対して、周波数を効率良く、より大きく変化させることができる。
【００４１】
本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、その技術的範囲内で様々な変形又は変更を加えて実施することができる。例えば、上記実施例のＳＡＷデバイスは一端子対共振子であるが、二端子対共振子や、ＩＤＴに対してＳＡＷ伝搬方向の両側に反射器を有する他の様々な構造のＳＡＷデバイスについても、本発明を同様に適用することができる。また、ＳＡＷ素子の圧電基板には、水晶以外に、リチウムタンタレート、リチウムナイオベート、四硼酸リチウム等の公知の様々な圧電材料を用いることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１，１１…ＳＡＷデバイス、２…ベース、３，１２…ＳＡＷ素子、４，１３…圧電基板、４ａ，４ｂ…長さ方向端部、４ｃ…裏面、５…ＩＤＴ、５ａ，５ｂ…交差指電極、６…反射器、７ａ，７ｂ…電極パッド、８，１０，２３…接着剤、９，１６，２２…アクチュエータ、９ａ，１６ａ，…自由端部、１３ａ，１３ｂ…厚板部、１３ｃ…薄板部、１４…凹部、１５，１７…突起部、１５ａ，１７ａ…傾斜面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電基板上に弾性表面波（ＳＡＷ）を励振するＩＤＴ（すだれ状トランスデューサ）を形成した弾性表面波素子を備える弾性表面波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、情報通信機器等の様々な電子機器に、ＳＡＷ素子を用いた共振子、フィルタ、発振器等のＳＡＷデバイスが広く使用されている。ＳＡＷデバイスの周波数は、ＩＤＴを構成する交差指電極の電極指ピッチによって決定される。ＳＡＷデバイスの周波数を変えたい場合は、別個の可変容量素子や回路等の追加手段を設けるのが一般的である。
【０００３】
ＳＡＷデバイスの周波数は、ＩＤＴを形成した圧電基板に撓み等の変形を加えて、電極指ピッチを狭く又は広く変化させると、それに対応して高く又は低く変化する。この特性を利用することにより、追加手段を設けることなく周波数を可変化したＳＡＷ装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。このＳＡＷ装置は、互いに逆極性に分極された２枚の圧電セラミックを貼着したバイモルフ型又は積層型の圧電アクチュエータの上面にＳＡＷ素子を接着し、外部電圧により圧電アクチュエータと共に圧電基板を屈曲させて、ＳＡＷ素子の周波数を変化させる。
【０００４】
また、印加電圧に応じて少なくとも一方向の長さが変化するような圧電アクチュエータを用いて圧電基板に歪を与え、印加電圧に応じて周波数特性を可変できるようにした圧電デバイスが知られている（例えば、特許文献２を参照）。この圧電アクチュエータは、複数の板状の圧電素子を上下方向に積層しかつこれらの間にプラス電極及びマイナス電極を交互に介在させたもので、これと支持体とに圧電基板の両端を固着させ、圧電アクチュエータの長さを印加電圧に応じて上下方向に変化させることにより、圧電基板を撓ませるようにした圧電デバイスが開示されている。
【０００５】
特許文献２記載の圧電デバイスは、印加電圧の単位変化量に対する周波数特性の可変量が必ずしも大きくない。そのため、周波数特性を効率的に可変し得るＳＡＷデバイスが提案されている（例えば、特許文献３を参照）。このＳＡＷデバイスは、圧電薄膜の多層構造からなる圧電アクチュエータの、薄膜積層方向の側方に圧電基板を固着し、かつ圧電基板を圧電アクチュエータよりも十分薄くすることによって、圧電アクチュエータへの印加電圧に応じて圧電基板を効果的に伸縮させ得るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平１−１１９２１４号公報（実願昭６３−１４０３２号明細書）
【特許文献２】特開平５−６３２５１号公報
【特許文献３】特開平５−２５１９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の周波数可変ＳＡＷデバイスは、圧電アクチュエータへの印加電圧に対する圧電基板の変形量が少ないため、周波数を十分に大きく変化させることができない、という問題があった。この問題を解消するために、特許文献３記載のＳＡＷデバイスは、圧電アクチュエータを圧電基板よりも十分大きくして、印加電圧に対する圧電アクチュエータの長さ変化をより大きくしている。特許文献２記載の圧電デバイスも、圧電基板の端部に固着した圧電アクチュエータの高さを十分に大きくすれば、その印加電圧に対する高さの変化量を大きくすることができる。
【０００８】
しかしながら、いずれの場合も、圧電アクチュエータを大型化するので、これに伴ってデバイス全体が大型化、高背化する。そのため、ＳＡＷデバイスに対する小型化、薄型化の要求には、十分に対応することができない。
【０００９】
そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化、低背化を図りつつ、周波数をより大きな可変幅で効率良く可変制御し得るＳＡＷデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のＳＡＷデバイスは、上記目的を達成するために、例えば周波数温度特性が良好で安定性に優れた水晶からなる圧電基板及び該圧電基板の主面に形成されてＳＡＷを励振するためのＩＤＴを有するＳＡＷ素子と、該ＳＡＷ素子を圧電基板のＳＡＷ伝搬方向の一方の端部で固定しかつ他方の端部を圧電基板の撓み方向に変位可能に浮かせて片持ちに支持するベースと、印加電圧に応じて長さ方向に変位可能な自由端部を有するアクチュエータとを備え、
アクチュエータの自由端部が、圧電基板の裏面にＩＤＴよりも他方の端部側においてアクチュエータの長さ方向に関して４５°より小さい角度で摺接しつつ、該圧電基板の他方の端部を撓み方向に変位させるように長さ方向に変位することを特徴とする。
【００１１】
このように圧電基板の裏面に４５°より小さい角度をもたせて摺接させることにより、アクチュエータの自由端部を変位させてＳＡＷ素子の圧電基板を押し上げ、その撓み量に応じてＳＡＷデバイスの周波数を高くするように変化させることができる。アクチュエータの自由端部と圧電基板裏面との摺接角度を小さくするほど、圧電基板をより円滑に押し上げて撓ませることができ、かつアクチュエータの長さ方向を圧電基板の平面に対してより平行に配置できるので、デバイス全体を高背化させることなく、アクチュエータを長くすることができる。従って、ＳＡＷデバイスの低背化を図りつつ、アクチュエータを十分に長くしてその長さ方向の変位幅を拡大し、アクチュエータへの印加電圧に対する圧電基板の撓み量をより大きくすることができる。その結果、ＳＡＷデバイスの周波数可変幅をより大きくし、かつ周波数を効率良く可変制御することができる。
【００１２】
或る実施例では、ＳＡＷ素子の圧電基板が、ＩＤＴを形成した領域にＳＡＷ伝搬方向に沿って少なくとも部分的に薄板部を有する。圧電基板の薄板部は、他の部分よりも応力が集中するので、アクチュエータの長さ変位に対する撓み量が大きくなる。従って、ＳＡＷデバイスの周波数可変幅をより広くすることができ、アクチュエータへの印加電圧に対して周波数を効率良くかつより大きく変化させることができる。更に、圧電基板薄板部の同じ撓み量に対するアクチュエータの長さ変位を小さくできるので、アクチュエータの長さ寸法を小さくでき、ＳＡＷデバイスの小型化を図ることができる。
【００１３】
別の実施例では、アクチュエータの自由端部を当接させる圧電基板の裏面が、アクチュエータの自由端部と対向するように圧電基板の主面に対して傾斜している。この傾斜角度を選択することによって、アクチュエータの長さ変位即ち印加電圧に対する圧電基板の撓み量をより自由に設定することができる。
【００１４】
圧電基板の裏面がその主面に対して傾斜するように、或る実施例では、圧電基板が一体化した斜面部材を有する。これによって、圧電基板裏面の傾斜を必要に応じて簡単にかつ自由な角度に設けることができる。別の実施例では、圧電基板の裏面が、該圧電基板の主面に対して傾斜するように加工される。
【００１５】
また、このような圧電基板裏面の傾斜が設けられている場合に、或る実施例では、アクチュエータがその自由端部を、圧電基板のＳＡＷ伝搬方向にその一方の端部側から他方の端部側に向けて変位するように配置される。これにより、アクチュエータとＳＡＷ素子とがＳＡＷ伝搬方向にオーバーラップする長さが大きくなるので、ＳＡＷデバイスの低背化と同時に、その長さ寸法を小型化することができる。
【００１６】
別の実施例では、アクチュエータがその自由端部を、圧電基板のＳＡＷ伝搬方向にその他方の端部側から一方の端部側に向けて変位させるように配置される。これにより、アクチュエータを長くしても、ＳＡＷデバイスを高背化する虞が無いから、アクチュエータの長さの変位幅及びそれに応じたアクチュエータの長さ寸法を自由に選択することができる。従って、ＳＡＷデバイスの低背化を図りつつ、その周波数を効率良くかつより大きく変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（Ａ）図は本発明によるＳＡＷデバイスの第１実施例を示す平面図、（Ｂ）図はその側面図。
【図２】第１実施例の動作を示す側面図。
【図３】（Ａ）図は本発明によるＳＡＷデバイスの第２実施例を示す平面図、（Ｂ）図はその側面図。
【図４】第２実施例のアクチュエータ出力と周波数変動量との関係を示す線図。
【図５】第１実施例の変形例を示す部分拡大側面部。
【図６】第１実施例の別の変形例を示す部分拡大側面部。
【図７】（Ａ）図は本発明によるＳＡＷデバイスの第３実施例を示す平面図、（Ｂ）図はその側面図。
【図８】第３実施例の動作を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、添付図面を参照しつつ、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。尚、添付図面において、同一又は類似の構成要素は同一又は類似の参照符号を付して説明する。
【００１９】
図１（Ａ）（Ｂ）は、本発明を適用したＳＡＷデバイスの第１実施例を示している。本実施例のＳＡＷデバイス１は、水平なベース２に支持されたＳＡＷ素子３を備える。ＳＡＷ素子３は、水晶からなる矩形平板の圧電基板４を有する。圧電基板４の主面には、長手方向の略中央に１対の交差指電極５ａ，５ｂからなるＩＤＴ５が、ＳＡＷを励振するために形成されている。ＩＤＴ５のＳＡＷ伝搬方向の両側には、それぞれ各１個の反射器６，６が配置されている。
【００２０】
各交差指電極５ａ，５ｂは、それぞれバスバーから引き出した配線を介して、圧電基板４の一方の長さ方向端部４ａに設けられた電極パッド７ａ，７ｂに接続されている。ＳＡＷ素子３は、圧電基板４の一方の長さ方向端部４ａを接着剤８でベース２に固定することにより、他方の長さ方向端部４ｂをベース２から浮かせた状態で、片持ちに概ね水平に支持されている。
【００２１】
ベース２上には、印加電圧に応じて長さを変化させるアクチュエータ９が、圧電基板４の他方の長さ方向端部４ｂ側に配置されている。アクチュエータ９は、その長さ方向にＳＡＷ素子３から遠い側の端部が、接着剤１０によりベース２上に固定されている。前記アクチュエータは、その長さ方向にＳＡＷ素子３に隣接する側に配置された自由端部９ａを有する。自由端部９ａは、アクチュエータ９への印加電圧に応じて該アクチュエータの長さ方向にベース２表面に沿って変位する。
【００２２】
図１（Ｂ）に示すように、アクチュエータ９は、電圧を印加していない非動作状態で、自由端部９ａを圧電基板４の長さ方向端部４ｂの下側に突入させた位置に配置する。ＳＡＷ素子３のベース２からの高さＨ、即ち圧電基板４裏面とベース２表面との間隔は、アクチュエータ９の厚さＴａよりも小さい。このため、前記アクチュエータの自由端部９ａは、前記圧電基板のＳＡＷ伝搬方向に見てＩＤＴ５よりも長さ方向端部４ｂ側においてその裏面４ｃに対して、前記アクチュエータの長さ方向に関して４５°より小さい角度θで当接している。その結果、前記圧電基板は、長さ方向端部４ｂが水平位置よりも僅かに押し上げられ、上向きに撓んだ状態で保持される。この状態では、圧電基板４主面のＩＤＴ５が形成されている領域に圧縮応力が作用しているので、ＳＡＷデバイス１の周波数は、ＳＡＷ素子３が水平に無応力の状態で保持されている場合よりも僅かに高い。
【００２３】
ＳＡＷデバイス１の周波数を変える場合、アクチュエータ９に所定の電圧を印加して、自由端部９ａを長さ方向にベース２表面に沿って伸出又は後退するように変位させる。図２は、自由端部９ａを伸出方向に図中左方へ変位させた場合を示している。前記自由端部は、上述したように圧電基板４の長さ方向端部４ｂの裏面４ｃに４５°より小さい角度で摺接し、長さ方向端部４ｂを押し上げて前記圧電基板を撓ませながら変位する。自由端部９ａと圧電基板裏面４ｃとが接する角度を小さくするほど、前記自由端部はより円滑に変位しかつ圧電基板４を押し上げることができる。更に、アクチュエータ９をその長さ方向に圧電基板４の平面に対してより平行に配置することができ、ＳＡＷデバイス１を高背化させることなく、前記アクチュエータを十分に長くすることができる。
【００２４】
圧電基板４は、前記アクチュエータの自由端部９ａが伸出するほど、長さ方向端部４ｂがより高く押し上げられる。これにより、圧電基板４のＩＤＴ５形成面に作用する圧縮応力が大きくなるので、ＳＡＷデバイス１の周波数は高くなる。前記アクチュエータに逆向きの電圧を印加すると、自由端部９ａは長さ方向に後退する。これにより、長さ方向端部４ｂが下がるので、圧電基板４のＩＤＴ５形成面に作用する圧縮応力が小さくなり、周波数は低くなる。
【００２５】
アクチュエータ９の自由端部９ａを圧電基板４の裏面に摺接させる範囲は、前記圧電基板のＳＡＷ伝搬方向に見てＩＤＴ５よりも長さ方向端部４ｂ側の反射器６が形成されている領域に制限される。この範囲では、前記アクチュエータへの印加電力、それによる前記自由端部の変位、それによって撓む圧電基板４のＩＤＴ５形成面に作用する圧縮応力の増減に対応して、周波数が線形に変化する。
【００２６】
このように本実施例によれば、ＳＡＷデバイス１の低背化を図りつつ、アクチュエータ９を十分に長くし、その長さ方向の変位幅を拡大して、該アクチュエータへの印加電圧に対する圧電基板４の撓み量をより大きくすることができる。その結果、ＳＡＷデバイスの周波数可変幅を十分に大きくし、かつ周波数を効率良く可変制御することができる。
【００２７】
図３（Ａ）（Ｂ）は、本発明によるＳＡＷデバイスの第２実施例を示している。本実施例のＳＡＷデバイス１１は、ＳＡＷ素子１２の圧電基板１３がＳＡＷ伝搬方向に沿って、ベース２に固定される一方の長さ方向端部４ａ側の厚板部１３ａと、自由端である他方の長さ方向端部４ｂ側の厚板部１３ｂと、それらの間に中央領域の薄板部１３ｃとを有する点において、第１実施例と異なる。薄板部１３ｃは、圧電基板１３のＩＤＴ５形成領域の略全範囲に亘って設けられている。前記薄板部は、圧電基板１３の裏面に凹部１４を設けることによって容易に、例えば約１０μｍの一様な厚さに形成することができる。本実施例では、長さ方向端部４ｂ側の厚板部１３ｂにおいて圧電基板１３の裏面にアクチュエータ９の自由端部９ａを、該アクチュエータの長さ方向に関して４５°より小さい角度θで摺接させる。
【００２８】
薄板部１３ｃは、前記厚板部よりも応力が集中して作用する。従って薄板部１３ｃは、アクチュエータ９の自由端部９ａの変位に対して、より大きく撓ませることができる。その結果、アクチュエータ９への印加電圧の変化に対して、第１実施例の場合よりも、ＳＡＷデバイス１１の周波数を効率良く、かつより大きく変化させることができ、周波数可変幅をより広くすることができる。更に、第１実施例と比較して、前記薄板部に同じ大きさの撓みを生じさせるのに必要なアクチュエータの長さ変位を小さくできるので、アクチュエータの長さ寸法を小さくでき、ＳＡＷデバイスの小型化を図ることができる。
【００２９】
別の実施例において、薄板部１３ｃは、圧電基板１３のＩＤＴ５形成領域にＳＡＷ伝搬方向に沿って部分的にのみ設けることができる。この場合も、前記厚板部よりも薄板部１３ｃに応力が集中するので、圧電基板１３をより大きく撓ませることができる。従って、同様に第１実施例の場合よりも、アクチュエータ９への印加電圧に対してＳＡＷデバイス１１の周波数を効率良く、かつより大きく変化させることができ、周波数可変幅をより広くすることができる。
【００３０】
図４は、第２実施例のＳＡＷデバイス１１において、アクチュエータ９の出力（単位：Ｎ）に対する周波数変動量の変化をシミュレーションした結果である。同図において、実線は圧電基板１３の薄板部１３ｃの厚さＴ＝３０μｍの場合を、破線はＴ＝１５μｍの場合をそれぞれ示している。アクチュエータ９の出力は、それへの印加電力に比例する。図４からＳＡＷデバイス１１の周波数変動量は、アクチュエータ出力に対して線形に変化することが分かる。従って、ＳＡＷデバイス１１の周波数変化は、アクチュエータ９への印加電力に対して優れた線形性を有する。
【００３１】
図５は、第１実施例のＳＡＷデバイス１の変形例を、その要部を拡大して部分的に示している。本実施例は、圧電基板４の長手方向端部４ｂ側の裏面に突起部１５が設けられている。突起部１５は、前記圧電基板のＳＡＷ伝搬方向にＩＤＴ５よりも長さ方向端部４ｂ側に反射器６が形成されている領域に設けられる。本実施例では、前記突起部が、前記圧電基板の長手方向端部４ａ側に向いた傾斜面１５ａを有する。前記突起部は、圧電基板４を加工する際に一体に形成することができ、又は別個の部材を圧電基板４の裏面に一体化することによって設けられる。
【００３２】
アクチュエータ１６は、自由端部１６ａがベース２表面に沿って上記各実施例とは反対向きに、即ち圧電基板４のベース２に固定される長手方向端部４ａ側から長手方向端部４ｂ側に向けて変位し、該自由端部１６ａと傾斜面１５ａが対向するように配置される。これにより、アクチュエータ１６とＳＡＷ素子３とがＳＡＷ伝搬方向にオーバーラップする長さが大きくなるので、ＳＡＷデバイスの低背化と同時に、その長さ寸法を小型化することができる。
【００３３】
本実施例では、ＳＡＷ素子３のベース２からの高さ即ち圧電基板４裏面とベース２表面との間隔が、アクチュエータ１６の厚さよりも大きい。アクチュエータ１６は、電圧を印加していない非動作状態で、自由端部１６ａを突起部１５の下側に突入させ、かつ傾斜面１５ａに前記アクチュエータの長さ方向に関して４５°より小さい角度θで当接するように配置される。第１実施例と同様に、圧電基板４は、長さ方向端部４ｂが前記アクチュエータの自由端部１６ａにより突起部１５を介して水平位置から僅かに押し上げられ、上向きに撓んだ状態で保持される。
【００３４】
アクチュエータ１６に所定の電圧を印加すると、自由端部１６ａが突起部１５の斜面１５ａに摺接しつつ、長さ方向にベース２表面に沿って伸出又は後退する向きに変位する。自由端部１６ａが伸出すると、圧電基板４は、長さ方向端部４ｂが押し上げられて撓み量が増え、ＩＤＴ５形成面の圧縮応力が大きくなるので、ＳＡＷデバイスの周波数は高くなる。自由端部１６ａが後退すると、圧電基板４は、長さ方向端部４ｂが下がるので撓み量が減り、ＩＤＴ５形成面の圧縮応力が小さくなって、周波数は低くなる。アクチュエータ１６の長さ方向の変位即ち印加電圧の変化に対する圧電基板４の撓み量は、突起部１５の傾斜面１５ａの傾斜角度を選択することによってより自由に設定することができる。
【００３５】
図６は、第１実施例のＳＡＷデバイス１の別の変形例を、その要部を拡大して部分的に示している。本実施例は、図５と同様に、圧電基板４の長手方向端部４ｂの裏面に突起部１７が設けられている。本実施例の突起部１７は、その傾斜面１７ａが圧電基板４の長手方向端部４ａとは反対側を向けて配置されている点において、図５の実施例と異なる。アクチュエータ９は、第１実施例と同様に、自由端部９ａを突起部１７の下側に突入させ、かつ傾斜面１７ａと対向させて前記アクチュエータの長さ方向に関して４５°より小さい角度θで当接させ、圧電基板４の長手方向端部４ｂ側から長手方向端部４ａ側に向けて変位するように配置される。圧電基板４は、長さ方向端部４ｂが前記アクチュエータの自由端部９ａにより突起部１７を介して水平位置から僅かに押し上げられ、上向きに撓んだ状態で保持される。
【００３６】
アクチュエータ９に所望の電圧を印加すると、自由端部９ａが突起部１７の傾斜面１７ａに摺接しつつ、長さ方向に伸出又は後退し、圧電基板４の長さ方向端部４ｂを押し上げて周波数を高くし、又は長さ方向端部４ｂを下げさせて周波数を低くする。アクチュエータ９の長さ方向の変位即ち印加電圧の変化に対する圧電基板４の撓み量は、突起部１７の傾斜面１７ａの傾斜角度を選択することによってより自由に設定することができる。
【００３７】
上記第１，第２実施例では、圧電基板４が、アクチュエータ９に電圧を印加しない非動作状態でその自由端部９ａにより長さ方向端部４ｂが押し上げられて撓んだ状態に保持されている。別の実施例では、圧電基板４がアクチュエータ９の非動作状態で撓みの無い状態で保持されるようにすることができる。この場合、圧電基板４は、ベース２表面に対して水平ではなく、その裏面４ｃが僅かに傾いた状態に、前記アクチュエータの自由端部９ａと該アクチュエータの長さ方向に関して４５°より小さい角度θで対向するように保持される。アクチュエータ９に電圧を印加すると、自由端部９ａは圧電基板裏面４ｃに該アクチュエータの長さ方向に関して４５°より小さい角度θで摺接しつつ長さ方向に変位して、長さ方向端部４ｂを押し上げて圧電基板４を撓ませ、前記ＳＡＷデバイスの周波数を変化させる。
【００３８】
図７（Ａ）（Ｂ）は、デバイス全体をより低背化し得るＳＡＷデバイスの実施例を示している。本実施例のＳＡＷデバイス２１は、ベース２上に片持ちに支持したＳＡＷ素子１２の圧電基板１３の自由端側の長さ方向端部４ｂに隣接させて、アクチュエータ２２が配置されている。アクチュエータ２２はベース２上に固定され、かつその上端が、圧電基板１３の長さ方向端部４ｂの辺縁に接着剤２３で結合されている。アクチュエータ２２は、印加電圧に応じてベース２表面に対して垂直方向に変位する。ＳＡＷ素子１２の圧電基板１３は、図３の実施例と同様に、ＳＡＷ伝搬方向に中央のＩＤＴ５形成領域に薄板部１３ｃを有する。
【００３９】
ＳＡＷ素子１２の圧電基板１３は、アクチュエータ２２に電圧を印加していない非動作状態で、略水平に保持される。ＳＡＷデバイス２１の周波数を変える場合、アクチュエータ２２に所定の電圧を印加して、その上端部を上下方向に変位させる。図８は、アクチュエータ２２の前記上端部を上昇させた場合を示している。圧電基板１３は、前記アクチュエータの上端部を上昇させるほど、長さ方向端部４ｂがより高く押し上げられ、圧電基板１３は上向きの撓み量が大きくなるので、周波数が高くなる。アクチュエータ２２に逆向きの電圧を印加して前記上端部を下降させると、圧電基板１３は上向きの撓み量がが減り又は下向きに撓み、周波数が低くなる。
【００４０】
本実施例のＳＡＷデバイス２１は、圧電基板１３とベース２との間に、上記各実施例のようにアクチュエータを配置するためのスペースを必要としないので、より低背化することができる。他方、圧電基板１３の長さ方向端部４ｂが上下方向に変位可能な範囲は、上記各実施例よりも狭い。しかしながら、圧電基板１３の薄板部１３ｃを設けたＩＤＴ５形成領域は、応力が集中するので、アクチュエータ２２への印加電圧の変化に対して、周波数を効率良く、より大きく変化させることができる。
【００４１】
本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、その技術的範囲内で様々な変形又は変更を加えて実施することができる。例えば、上記実施例のＳＡＷデバイスは一端子対共振子であるが、二端子対共振子や、ＩＤＴに対してＳＡＷ伝搬方向の両側に反射器を有する他の様々な構造のＳＡＷデバイスについても、本発明を同様に適用することができる。また、ＳＡＷ素子の圧電基板には、水晶以外に、リチウムタンタレート、リチウムナイオベート、四硼酸リチウム等の公知の様々な圧電材料を用いることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１，１１…ＳＡＷデバイス、２…ベース、３，１２…ＳＡＷ素子、４，１３…圧電基板、４ａ，４ｂ…長さ方向端部、４ｃ…裏面、５…ＩＤＴ、５ａ，５ｂ…交差指電極、６…反射器、７ａ，７ｂ…電極パッド、８，１０，２３…接着剤、９，１６，２２…アクチュエータ、９ａ，１６ａ，…自由端部、１３ａ，１３ｂ…厚板部、１３ｃ…薄板部、１４…凹部、１５，１７…突起部、１５ａ，１７ａ…傾斜面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板及び前記圧電基板の主面に形成されてＳＡＷを励振するためのＩＤＴを有するＳＡＷ素子と、前記ＳＡＷ素子を前記圧電基板のＳＡＷ伝搬方向の一方の端部で固定しかつ他方の端部を該圧電基板の撓み方向に変位可能に浮かせて片持ちに支持するベースと、印加電圧に応じて長さ方向に変位可能な自由端部を有するアクチュエータとを備え、
前記アクチュエータの前記自由端部が、前記圧電基板の裏面に前記ＩＤＴよりも前記他方の端部側において前記アクチュエータの長さ方向に関して４５°より小さい角度で摺接しつつ、前記圧電基板の前記他方の端部を前記撓み方向に変位させるように前記長さ方向に変位することを特徴とするＳＡＷデバイス。
【請求項２】
前記圧電基板が、前記ＩＤＴを形成した領域にＳＡＷ伝搬方向に沿って少なくとも部分的に薄板部を有することを特徴とする請求項１記載のＳＡＷデバイス。
【請求項３】
前記アクチュエータの前記自由端部を摺接させる前記圧電基板の裏面が、前記アクチュエータの前記自由端部と対向するように前記圧電基板の主面に対して傾斜していることを特徴とする請求項２記載のＳＡＷデバイス。
【請求項４】
前記圧電基板が、その裏面が該圧電基板の主面に対して傾斜するように一体化した斜面部材を有することを特徴とする請求項３記載のＳＡＷデバイス。
【請求項５】
前記圧電基板の裏面が、該圧電基板の主面に対して傾斜するように加工されていることを特徴とする請求項２記載のＳＡＷデバイス。
【請求項６】
前記アクチュエータが前記自由端部を、前記圧電基板のＳＡＷ伝搬方向に前記一方の端部側から前記他方の端部側に向けて変位するように配置されることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか記載のＳＡＷデバイス。
【請求項７】
前記アクチュエータが前記自由端部を、前記圧電基板のＳＡＷ伝搬方向に前記他方の端部側から前記一方の端部側に向けて変位させるように配置されることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか記載のＳＡＷデバイス。
【請求項８】
前記圧電基板が水晶基板であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載のＳＡＷデバイス。
【請求項１】
圧電基板及び前記圧電基板の主面に形成されてＳＡＷを励振するためのＩＤＴを有するＳＡＷ素子と、前記ＳＡＷ素子を前記圧電基板のＳＡＷ伝搬方向の一方の端部で固定しかつ他方の端部を該圧電基板の撓み方向に変位可能に浮かせて片持ちに支持するベースと、印加電圧に応じて長さ方向に変位可能な自由端部を有するアクチュエータとを備え、
前記アクチュエータの前記自由端部が、前記圧電基板の裏面に前記ＩＤＴよりも前記他方の端部側において前記アクチュエータの長さ方向に関して４５°より小さい角度で摺接しつつ、前記圧電基板の前記他方の端部を前記撓み方向に変位させるように前記長さ方向に変位することを特徴とするＳＡＷデバイス。
【請求項２】
前記圧電基板が、前記ＩＤＴを形成した領域にＳＡＷ伝搬方向に沿って少なくとも部分的に薄板部を有することを特徴とする請求項１記載のＳＡＷデバイス。
【請求項３】
前記アクチュエータの前記自由端部を摺接させる前記圧電基板の裏面が、前記アクチュエータの前記自由端部と対向するように前記圧電基板の主面に対して傾斜していることを特徴とする請求項２記載のＳＡＷデバイス。
【請求項４】
前記圧電基板が、その裏面が該圧電基板の主面に対して傾斜するように一体化した斜面部材を有することを特徴とする請求項３記載のＳＡＷデバイス。
【請求項５】
前記圧電基板の裏面が、該圧電基板の主面に対して傾斜するように加工されていることを特徴とする請求項２記載のＳＡＷデバイス。
【請求項６】
前記アクチュエータが前記自由端部を、前記圧電基板のＳＡＷ伝搬方向に前記一方の端部側から前記他方の端部側に向けて変位するように配置されることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか記載のＳＡＷデバイス。
【請求項７】
前記アクチュエータが前記自由端部を、前記圧電基板のＳＡＷ伝搬方向に前記他方の端部側から前記一方の端部側に向けて変位させるように配置されることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか記載のＳＡＷデバイス。
【請求項８】
前記圧電基板が水晶基板であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載のＳＡＷデバイス。
【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２０１０−２６３４３１（Ｐ２０１０−２６３４３１Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１２９３９（Ｐ２００９−１１２９３９）
【出願日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【出願人】（０００００３１０４）エプソントヨコム株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【出願人】（０００００３１０４）エプソントヨコム株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
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