弾性表面波素子識別装置及び弾性波素子識別装置
【課題】物質分析用微小物体として使用可能な弾性表面波又は弾性波素子を使用し、多種類のこれらの素子の相互の容易な識別を可能にし安価に準備可能なこれらの素子の識別装置を提供することである。
【解決手段】基体１２の球形状外表面に設けられ弾性表面波が伝搬可能な伝搬路と、伝搬路に弾性表面波を発生伝搬させ伝搬された弾性表面波を検出する弾性表面波・発生／検出手段１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃと、を備える弾性表面波素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを識別する弾性表面波素子識別装置は：基体の外表面に設けられ伝搬路に沿い伝搬する弾性表面波の伝搬特性を所望の値にする伝搬特性変更手段１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃと、弾性表面波・発生／検出手段から検出された弾性表面波の所望の値の伝搬特性により弾性表面波素子を識別する弾性表面波素子識別手段２３，２３ａと、を含むことを特徴としている。
【解決手段】基体１２の球形状外表面に設けられ弾性表面波が伝搬可能な伝搬路と、伝搬路に弾性表面波を発生伝搬させ伝搬された弾性表面波を検出する弾性表面波・発生／検出手段１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃと、を備える弾性表面波素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを識別する弾性表面波素子識別装置は：基体の外表面に設けられ伝搬路に沿い伝搬する弾性表面波の伝搬特性を所望の値にする伝搬特性変更手段１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃと、弾性表面波・発生／検出手段から検出された弾性表面波の所望の値の伝搬特性により弾性表面波素子を識別する弾性表面波素子識別手段２３，２３ａと、を含むことを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、弾性表面波素子を識別する弾性表面波素子識別装置及び弾性波素子を識別する弾性波素子識別装置に関係している。
【背景技術】
【０００２】
球形状の微小物体を使用してＤＮＡや蛋白質等の生体物質の分析を行う方法がある。この微小物体の表面には特定の生体分子と反応する物質が被覆されている。微小物体を被分析対象物に接触させた後に、その表面の皮膜に特定の処理を施すことにより特定の生体分子の存在が分かる。
【０００３】
このような微小物体を使用した分析方法は、スライドガラス上に載置された特定の生体分子と反応する液状物質に被分析対象物を接触させることにより上述した如き分析を行う場合に比べ、その処理速度ははるかに速いことが分かっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、微小物体を使用した分析方法では、ひとつの被分析対象物から一度に多数の特定の生体分子の存在を分析することが難しい。
【０００５】
何故ならば、多種類の特定の生体分子と反応する多種類の物質が被覆されている多種類の微小物体は、最後にはどの物質によって表面が被覆されているかを識別しなくてはならず、これら多種類の微小物体の種別を容易に分別するのが困難であるからである。
【０００６】
現状では、多種類の微小物体をそれらの材料の光吸収スペクトルや皮膜の色、あるいはそれらの外表面や皮膜に対する種々の形状の標識の刻印や印刷等により分別しているが、容易に分別可能な色や標識の種類は少なく、さらに標識の場合には、微小物体の外表面やその皮膜上における標識の位置を探し出すのに時間がかかる。
【０００７】
この発明は上記事情の下でなされ、この発明の目的は、上述した如き微小物体としても十分に使用可能な弾性表面波素子又は弾性波素子を使用して、多種類の弾性表面波素子又は多種類の弾性波素子を相互に容易に識別可能であるとともに安価に準備可能な弾性表面波素子識別装置及び弾性波素子識別装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に従った弾性表面波素子識別装置は：
球形状の少なくとも一部を含む外表面を有した基体と、基体の外表面の球形状の少なくとも一部に設けられ弾性表面波が伝搬可能な伝搬路と、伝搬路に弾性表面波を発生させ伝搬させるとともに伝搬された弾性表面波を検出する弾性表面波・発生／検出手段と、を備えている弾性表面波素子を識別する装置であって、
弾性表面波素子の基体の外表面の球形状の少なくとも一部に設けられ弾性表面波素子の伝搬路に沿い伝搬する弾性表面波の伝搬特性を所望の値にする弾性表面波伝搬特性変更手段と、
弾性表面波・発生／検出手段から検出された弾性表面波の所望の値の伝搬特性により弾性表面波素子を識別する弾性表面波素子識別手段と、
を含む、ことを特徴としている。
【０００９】
この発明に従った弾性波素子識別装置は：
バルク波が内部に伝搬可能な材料により形成され少なくとも相互に平行な２つの平面を有する基体と、上記２つの平面の一方に設けられ上記一方の平面から上記基体中を上記２つの平面の他方に向かい伝搬し上記他方の平面で反射されて上記基体中を上記一方の平面に向かい伝搬されるバルク波を発生させるとともに上記他方の平面で反射されたバルク波を検出するバルク波・発生／検出手段と、を備えている弾性波素子を識別する装置であって、
弾性波素子の基体の上記他方の平面に設けられ上記基体中を伝搬するバルク波の伝搬特性を所望の値にするバルク波伝搬特性変更手段と、
バルク波・発生／検出手段から検出されたバルク波の所望の値の伝搬特性により弾性波素子を識別する弾性波素子識別手段と、
を含む、ことを特徴としている。
【００１０】
なお、本願の発明において弾性表面波とは、擬似弾性表面波や、漏洩弾性表面波や、ＳＨ波や、ラブ波等の、基材表面にエネルギーを集中して伝搬する弾性波を総称している。このような弾性表面波としては、レイリー波やセザワ波が良く知られている。
【００１１】
また、本願の発明に従った弾性表面波素子識別装置において使用される弾性表面波素子は、上記基体の上記外表面の球形状の少なくとも一部が上記外表面の最大外周線を構成するよう円環状に延びており、上記伝搬路が上記外表面の円環状に延びた球形状の少なくとも一部に沿い円環状に設けられていることが出来、この場合に、上記弾性表面波・発生／検出手段により上記伝搬路に発生された弾性表面波は円環状に延びた上記伝搬路を周回するが、上記弾性表面波伝搬特性変更手段は上記伝搬路を伝搬してきた弾性表面波の少なくとも一部を上記伝搬路上に反射することが出来る。そして、このような反射の為に、上記弾性表面波伝搬特性変更手段は、上記基体の上記伝搬路上に例えば金属パターンのような弾性表面波反射部材を公知の種々の方法で付加することが出来るし、或いは、上記基体の上記伝搬路上に例えば溝のような弾性表面波反射構造を例えばエッチングを含む種々の公知の方法で形成することが出来る。
【発明の効果】
【００１２】
上述した如く構成されたことを特徴とするこの発明に従った弾性表面波素子識別装置及び弾性波素子識別装置は、上述した如き微小物体としても十分に使用可能な弾性表面波素子又は弾性表面波素子を使用して、多種類の弾性表面波素子又は多種類の弾性波素子を相互に容易に識別可能であるとともに安価に準備可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明を実施するための最良の形態に従った弾性表面波素子識別装置及び弾性波素子識別装置の夫々を添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
［第１の実施の形態］
まず最初に、この発明の第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置を説明する。
【００１５】
図１の（Ａ）乃至（Ｃ）には、この発明の第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の中の３種類の弾性表面波素子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの外観が概略的に示されている。
【００１６】
以下、複数種類の弾性表面波素子について３種類の弾性表面波素子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを代表として説明する。３種類の弾性表面波素子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、相互に同じ寸法の球形状の少なくとも一部を含む外表面を有した基体１２を備えている。３種類の弾性表面波素子の基体１２は、外表面に弾性表面波を発生させることが可能であるとともに発生された弾性表面波を外表面に沿い伝搬させることが可能な相互に同じ材料により形成されていて、この実施の形態では直径が１０ｍｍの圧電結晶の一種である水晶により球形状に構成されている。
【００１７】
このような基体１２の外表面において球形状の少なくとも一部は水晶のＺ軸周りの最大外周線ＭＬを構成するよう円環状に延びている。この円環状の部分の任意の位置には、外表面に弾性表面波を発生させるとともに円環状の部分に沿い矢印Ａにより示されているよう弾性表面波を伝搬させるとともに円環状の部分に沿い伝搬した弾性表面波を検出する弾性表面波・発生／検出手段１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが設けられている。そして、基体１２の外表面において弾性表面波が伝搬する領域を伝搬路と規定する。
【００１８】
この実施の形態において３種類の弾性表面波素子の弾性表面波・発生／検出手段は、相互に異なった伝搬特性（周波数）を有した弾性表面波を発生させるよう構成された電気音響変換手段を含んでおり、より詳細には、電極の周期のみが相互に異なるすだれ状電極により構成されている。そして、３種類の弾性表面波素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのすだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは、１７μｍ，１３μｍ，１０μｍの周期を有している。
【００１９】
３種類の弾性表面波素子のすだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの夫々は、３種類の弾性表面波素子の夫々の基体１２の外表面において上述した伝搬路の両外側に配置されている１対の端子１６に導電線により接続されている。３種類の弾性表面波素子の３種類のすだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの夫々は夫々に対応する１対の端子１６及び上記導電線とともに夫々の基体１２の外表面上に例えば印刷工程により、或いはスパッタリング工程などの成膜プロセスとフォトリソグラフィーを利用したパターニング工程により、一括して一体的に容易に、しかし非常に高精度に形成することが出来る。
【００２０】
この実施の形態に従っている弾性表面波素子識別装置は、３種類の弾性表面波素子の夫々の１対の端子１６に接離自在に接触される１対の入出力接続端子１８を有しており、一方の入出力接続端子１８は接地されていて、他方の入出力接続端子１８には入力手段２０が接続されている。
【００２１】
他方の入出力接続端子１８にはさらに例えばデジタルオシロスコープの如きデジタイザーにより構成されている出力信号データ化手段２１が接続されていて、出力信号データ化手段２１には周波数分析手段２２を介して弾性表面波素子識別手段２３が接続されているとともに周回速度測定手段２４ａを介して弾性表面波伝搬状態解析手段２４ｂが接続されている。弾性表面波素子識別手段２３には、周波数特性と弾性表面波素子番号関連付けデータを貯蔵したメモリー２３ａが接続されている。弾性表面波素子識別手段２３にはさらに素子番号及び測定結果表示手段２５が接続されており、素子番号及び測定結果表示手段２５には弾性表面波伝搬状態解析手段２４ｂもまた接続されている。
【００２２】
入力手段２０は、広帯域バースト信号源２０ａ及び狭帯域バースト信号源２０ｂを含んでおり、広帯域バースト信号源２０ａからの広帯域バースト信号或いは狭帯域バースト信号源２０ｂからの狭帯域バースト信号を選択的に他方の入出力接続端子１８に供給する。なお広帯域バースト信号は弾性表面波素子の識別の為に使用され、狭帯域バースト信号は個々の弾性表面波素子の外表面の伝搬路を伝搬する弾性表面波の伝搬速度を厳密に測定し伝搬路の表面状況、即ち伝搬路が接している外部環境の状況、を精度良く評価するのに使用される。
【００２３】
１対の入出力接続端子１８に３種類の弾性表面波素子のいずれかの１対の端子１６が接触されている間に、このいずれかの弾性表面波素子の弾性表面波・発生／検出手段のすだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，又は１４Ｃに１対の入出力接続端子１８を介して入力手段２０が広帯域又は狭帯域の高周波信号をバースト状に流すと、１対の入出力接続端子１８に１対の端子１６が接触されているいずれかの種類の弾性表面波素子の対応するすだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，又は１４Ｃの電極周期に対応した周波数の弾性表面波が対応する基体１２の外表面の伝搬路にバースト状に発生され、上述した如く矢印Ａに沿い伝搬し、伝搬路を伝搬した後に弾性表面波を発生させた対応するすだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，又は１４Ｃにより検出される。
【００２４】
複数種類の弾性表面波素子の複数種類のすだれ状電極により夫々の基体１２の外表面上に発生される弾性表面波の周波数は、弾性表面波を発生させたすだれ状電極の周期で弾性表面波の音速を割った値に等しく、即ち相互に異なる。
【００２５】
入力手段２０の広帯域バースト信号源２０ａからの広帯域の周波数成分を持った高周波信号が１対の入出力接続端子１８に接している３種類の弾性表面波素子のいずれかの１対の端子１６を介して、このいずれかの弾性表面波素子の弾性表面波・発生／検出手段のすだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，又は１４Ｃに入力されると、広帯域の高周波信号が入力されたすだれ状電極の電極周期に対応した周波数の弾性表面波が３種類の弾性表面波素子の上記いずれかの伝搬路に励起されて伝搬される。上記伝搬路を周回した弾性表面波は上記すだれ状電極に到達すると上記すだれ状電極から対応する高周波信号として１対の端子１６及び１対の入出力接続端子１８を介して出力信号データ化手段２１に送られる。出力信号データ化手段２１に上述した如く入力された高周波信号は周波数分析手段２２により周波数分析された後に、弾性表面波素子識別手段２３においてメモリー２３ａ中に予め記憶されていた周波数特性と弾性表面波素子番号関連付けデータとの対照がなされ、周波数分析手段２２により周波数分析された高周波信号を基礎に弾性表面波素子の番号、即ち種類、が特定され、その結果が素子番号及び測定結果表示手段２５に表示される。
【００２６】
弾性表面波素子における弾性表面波・発生／検出手段へのバースト信号の入力から上記弾性表面波・発生／検出手段からの伝搬された弾性表面波に対応する高周波信号の出力までに要する時間は数マイクロ秒程度と非常に早いので、非常に短時間で多数の種類の弾性表面波素子を相互に識別することが出来る。
【００２７】
以上詳述したことから明らかなように、この実施の形態においては、３種類の弾性表面波素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの基体１２の外表面に設けられている弾性表面波・発生／検出手段の相互に周期が異なっているすだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが、夫々の弾性表面波素子１０Ａ，１０Ｂ，又は１０Ｃの基体１２の外表面の伝搬路に沿い伝搬する弾性表面波の伝搬特性（この実施の形態では、周波数）を所望の値にする弾性表面波伝搬特性変更手段を構成している。
【００２８】
また、周波数特性と弾性表面波素子番号関連付けデータが格納されたメモリー２３ａと組み合わされている弾性表面波素子識別手段２３が、弾性表面波・発生／検出手段のすだれ状電極から検出された弾性表面波の所望の値の伝搬特性（この実施の形態では、周波数）により弾性表面波素子を識別する弾性表面波素子識別手段を構成している。
【００２９】
この実施の形態ではさらに、１対の入出力接続端子１８に１対の端子１６を接続させている弾性表面波素子の種類の識別が上述した如く入力手段２０の広帯域バースト信号源２０ａからの広帯域のバースト状の高周波信号を使用して行われた後に、入力手段２０の狭帯域バースト信号源２８ｂからの狭帯域のバースト状の高周波信号を利用して上記弾性表面波素子の伝搬路の表面状況、即ち伝搬路が接している外部環境の状況、を知ることが出来る。
【００３０】
入力手段２０の狭帯域バースト信号源２０ｂからの狭帯域の周波数成分を持った高周波信号が１対の入出力接続端子１８に接している３種類の弾性表面波素子のいずれかの１対の端子１６を介して、このいずれかの弾性表面波素子の弾性表面波・発生／検出手段のすだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，又は１４Ｃに入力されると、狭帯域の高周波信号が入力されたすだれ状電極の電極周期に対応した周波数の弾性表面波が３種類の弾性表面波素子の上記いずれかの伝搬路に励起されて伝搬される。上記伝搬路を周回した弾性表面波は上記すだれ状電極に到達すると上記すだれ状電極から対応する高周波信号として１対の端子１６及び１対の入出力接続端子１８を介して出力信号データ化手段２１に送られる。出力信号データ化手段２１に上述した如く入力された高周波信号は周回速度測定手段２４ａにより周回速度が測定された後に、弾性表面波伝搬状態解析手段２４ｂにおいて上記伝搬路における弾性表面波の伝搬状態が解析され、その結果が素子番号及び測定結果表示手段２５に表示される。
【００３１】
ここで狭帯域の周波数成分を持った高周波信号を使用するのは、上記伝搬路における弾性表面波の伝搬速度における周波数分散の影響をより少なくし、しかも狭帯域周波数フィルターを用いることで出力信号データ化手段２１に入力される高周波信号のＳ／Ｎ比を向上させ、ひいては上記伝搬路を非常に多数回周回した後の弾性表面波に対応する高周波信号を高精度に受信することが可能になるからである。この結果として、周回速度測定手段２４ａはより高精度に周回速度を測定することが可能になり、さらに弾性表面波伝搬状態解析手段２４ｂはより高精度に上記伝搬路における弾性表面波の伝搬状態を解析することが可能になる。
【００３２】
上記伝搬路における弾性表面波の周回速度の変化、即ち伝搬状態の変化、は、上記伝搬路に接する外部環境の変化（例えば、温度や湿度や気圧や種々の流体の濃度の変化、或いは有機物の付着量）に応じて変化するので、上記伝搬路における弾性表面波の周回速度の変化、即ち伝搬状態の変化、を測定することにより、上記伝搬路に接する外部環境の変化（例えば、温度や湿度や気圧や種々の流体の濃度の変化、或いは有機物の付着量）の程度を知ることが出来る。
【００３３】
なお周回速度を正確に測定する方法については、この実施の形態では弾性表面波素子の弾性表面波・発生／検出手段のすだれ状電極が受信した弾性表面波に対応して出力する高周波信号を時間軸に沿いデータ化して測定していたが、入力手段２０の狭帯域バースト信号源２０ｂから弾性表面波素子の弾性表面波・発生／検出手段に入力する狭帯域のバースト状の高周波信号の周波数を掃引して弾性表面波素子の伝搬路における共振周波数を測定したり、或いは、基準となる高周波信号と上記出力する高周波信号とを干渉させることにより位相差を検出するといった種々の公知の方法があるが、本願の発明の本質ではないのでここではこれ以上詳細に説明しない。
【００３４】
さらにこの例では、弾性表面波・発生／検出手段が１個のすだれ状電極によって実現されているが、弾性表面波を励起する弾性表面波励起手段と励起して伝搬した弾性表面波を検出する弾性表面波検出手段とを別個の例えばすだれ状電極で行って良いことは当然であるが、その場合これらすだれ状電極の製造プロセスは複雑になる。
【００３５】
上述した如く構成されている多種類の弾性表面波素子の基体１２の外表面の少なくとも一部を相互に異なる特定の物質（例えば、ＤＮＡや蛋白質などの種々の生体分子）対して反応する材料により覆うことにより、前述した従来の微小球を使用した多種類の特定物質の分析に使用することが出来るし、しかも多種類の弾性表面波素子の夫々が多種類の所望の特定の物質の中のいずれを分析するために使用されるものなのかを短時間に識別することが出来る。
【００３６】
例えば、上述した多種類の特定物質の夫々の種類とそれに対応する弾性表面波素子の伝搬路を伝搬する弾性表面波の伝搬特性の所望の値（この実施の形態では周波数）とを関連付けしたデータを記憶したメモリーを素子番号及び測定結果表示手段２５に接続しておけば、素子番号及び測定結果表示手段２５に上述した如く識別された弾性表面波素子の種類を表示するとともに、この識別された種類の弾性表面波素子が覆っている材料により分析しようとする特定物質の種類も表示させることが可能である。
【００３７】
さらに、上述した実施の形態においては、弾性表面波素子識別手段２３の機能に不可欠な入力手段２０や出力信号データ化手段２１と１対の入出力端子１８との間に図示しない電磁波送受信手段を介在させることも出来る。このような電磁波送受信手段は、例えば図１の（Ｄ）中の１対の入出力端子１８を一方のアンテナとして使用し、入力手段２０や出力信号データ化手段２１を図示しない増幅器を介して上記一方のアンテナとの間で電磁波のやり取りをする他方のアンテナに接続することにより構成することが可能である。即ち、入力手段２０は、１対の入出力端子１８に１対の端子１６を接触させている弾性表面波素子の電気音響変換手段の一種であるすだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，又は１４Ｃに対し上述した図示しない電磁波送受信手段を介してバースト状の所定の高周波信号を送信することで、すだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，又は１４Ｃにより上記弾性表面波素子の基体１２の外表面の伝搬路に所定の弾性表面波を発生させるとともに伝搬させることが出来る。さらに、すだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，又は１４Ｃにより検出された伝搬路を伝搬した後の弾性表面波に対応したバースト状の高周波信号を、上記図示しない電磁波送受信手段を介して出力信号データ化手段２１に送り、出力信号データ化手段２１に連なる弾性表面波素子識別手段２３により上述した如く弾性表面波素子の種類を識別させることも出来る。
【００３８】
なお、弾性表面波素子識別手段２４によって弾性表面波素子の種類を識別する間には、弾性表面波素子の基体の外表面の伝搬路の一部に弾性表面波の伝搬特性を変更させるようなもの、例えば固体、が接触しないことが好ましいが、上記接触が常に定常条件で行われるのであれば問題はない。
【００３９】
さらに、弾性表面波素子の夫々の球形状の基体１２は、基体１２の外表面において上述した伝搬路の両外側に配置されている１対の端子１６が設けられている１対の領域を相互に平行な平坦面とすることも出来る。
【００４０】
基体１２の外表面上に上述した如くして形成された１対の平坦面は、基体１２の外表面上における１対の端子１６の位置や１対の端子１６の間に設けられている伝搬路の位置を容易に知ることが出来るための位置決め手段として使用することが出来る。
【００４１】
例えば、図１の（Ｅ）中に示されているように、基体１２の１対の平坦面と略同じ間隔で相互に平行に対向し水平に延出した１対のガイド板２６ａと１対のガイド板２６ａの下端部の間に延出した床板２６ｂとを備えた弾性表面波素子案内手段２６を準備し、１対のガイド板２６ａに基体１２の外表面上の１対の平坦面を接触させて例えば弾性表面波素子１０Ａを床板２６ｂ上で転がした時に、床板２６ｂが弾性表面波素子１０Ａの周面の最大外周線ＭＬに沿った伝搬路の両側の部分のみに接触し伝搬路に接触しないよう床板２６ｂに水平に延出する凹所２６ｃを設ける。そして、１対のガイド板２６ａの少なくとも１部に１対の端子１８を設置すれば、伝搬路の一部に弾性表面波の伝搬特性を変更させるようなもの、例えば固体、を接触させることなく伝搬路に弾性表面波を発生させ伝搬させることが出来る。あるいは、床板２６ｂから空気のような気体を定常状態で噴出させることにより、１対のガイド板２６ａの間で弾性表面波素子１０Ａを床板２６ｂから浮かして基体１２の外表面上の伝搬路に床板２６ｂを接触させないようにすることが出来る。
【００４２】
［第２の実施の形態］
次に、この発明の第２の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置を説明する。
【００４３】
図２の（Ａ）には、この発明の第２の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の中の１種類の弾性表面波素子３０の外観が概略的に示されている。
【００４４】
この弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々の大部分の構成は、図１を参照しながら前述した第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々の大部分の構成と同じであり、したがって第２の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の構成において第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々の構成と同じ部分には同じ参照符号を記して詳細な説明は省略する。
【００４５】
複数種類の弾性表面波素子の夫々の基体１２は、相互に同じ材料で相互に同じ寸法の球形状の少なくとも一部を含む外表面を有している。基体１２の材料は、外表面に弾性表面波を発生させることが可能であるとともに発生された弾性表面波を外表面に沿い伝搬させることが可能であって、この実施の形態では直径が１０ｍｍの圧電結晶の一種である水晶により球形状に構成されている。
【００４６】
第２の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々が図１を参照しながら前述した第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々と構成が異なっているのは、相互に同じ弾性表面波・発生／検出手段１４を備えていることである。より詳細には、相互に同じ伝搬特性を有した弾性表面波を発生させるよう構成された電気音響変換手段を含んでおり、さらに詳細には、相互に同じすだれ状電極により構成されている。即ち、第２の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々のすだれ状電極の周期は相互に同じである。
【００４７】
そして、さらに、第２の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々は、基体１２の外表面の伝搬路において最大外周線ＭＬ上で弾性表面波・発生／検出手段１４から相互に異なった距離の位置に相互に同じ寸法の弾性表面波反射手段３２を備えている。詳細には、この実施の形態の弾性表面波反射手段３２は、深さ５μｍの溝であり、エッチングにより形成されている。
【００４８】
なお、弾性表面波反射手段３２は基体１２の外表面に何等かの装飾性を付加するような表面装飾であっても良い。
【００４９】
この実施の形態において多種類の弾性表面波素子３０を識別する為に使用される弾性表面波素子識別装置が図２の（Ｂ）中に概略的に示されている。この実施の形態の弾性表面波素子識別装置もまた個々の弾性表面波素子３０の１対の端子１６に接離自在に接触される１対の入出力端子１８を有しており、一方の入出力端子１８は設置されており、他方の入出力端子１８は入力手段３３が接続されている。
【００５０】
他方の入出力端子１８にはさらに例えばデジタルオシロスコープの如きデジタイザーにより構成されている出力信号データ化手段３４が接続されていて、出力信号データ化手段３４には反射信号検出及び到達時刻解析手段３５を介して素子番号表示手段３６が接続されている。反射信号検出及び到達時刻解析手段３５には反射信号到達時刻と弾性表面波素子番号関連付けデータとを格納したメモリー３５ａも接続されている。
【００５１】
この実施の形態において入力手段３３は、インパルス高周波信号源を有している。インパルス高周波信号源はバースト状の高周波信号のように非常に時間的に短い所定の周期のインパルス高周波信号を発生する。そして、ここで発生されるインパルス高周波信号のパルス幅は、このインパルス高周波信号が１対の入出力端子１８に１対の端子１６を接触させている弾性表面波素子３０の伝搬路に励起し伝搬させる弾性表面波が伝搬路を１周するのに要する時間（周回時間）よりも短いことが必要である。
【００５２】
１対の入出力端子１８に弾性表面波素子３０の１対の端子１６が接触されている間に、この弾性表面波素子３０の弾性表面波・発生／検出手段１４のすだれ状電極に１対の入出力端子１８を介して入力手段３３からインパルス高周波信号が印加されると、１対の入出力端子１８に１対の端子１６が接触されている弾性表面波素子３０の弾性表面波・発生／検出手段１４のすだれ状電極の電極周期に対応した周波数を中心とする弾性表面波が弾性表面波素子３０の伝搬路に発生され矢印Ａに沿い伝搬し、伝搬路を伝搬した後に弾性表面波を発生させたすだれ状電極により検出される。
ところで、すだれ状電極に対しインパルス高周波信号のような広帯域の高周波信号を入力すると、すだれ状電極の電極の数が少ない場合には、すだれ状電極は電極周期によって決まる周波数を中心として比較的広い周波数成分を持つ弾性表面波を励起して出力し、得られる高周波信号は時間的に幅の狭いバースト信号として測定され、その到達時刻をＴ，ｔ１，ｔ２として求めることが出来る。
【００５３】
複数種類の弾性表面波素子３０の夫々の基体１２の寸法及び材料は前述した如く相互に等しいので、夫々の伝搬路を伝搬する夫々の弾性表面波の伝搬速度は相互に同じである。このため、複数種類の弾性表面波素子３０の夫々において同じ弾性表面波が対応する伝搬路を周回するのに要する時間が相互に同じになる。
【００５４】
しかしながら、この実施の形態においては、上記弾性表面波の一部は、図２の（Ａ）中に２点鎖線により示されている如く、弾性表面波反射手段３２により反射され、反射された弾性表面波もまた上記すだれ状電極により検出される。この時に上記すだれ状電極が弾性表面波を励起し伝搬を開始させてから弾性表面波反射手段３２により反射され弾性表面波を検出するまでに要する時間は、上記すだれ状電極から弾性表面波反射手段３２までの距離によって異なる。
【００５５】
図２の（Ｃ）には、最初に上記すだれ状電極にインパルス高周波信号Ｓ１が入力されてから、このインパルス高周波信号Ｓ１により上記伝搬路に励起された弾性表面波が上記伝搬路を伝搬し１周した後に上記すだれ状電極により高周波信号Ｓ２として検出されるまでに要した時間Ｔと、上記高周波信号Ｓ１により上記伝搬路に励起された弾性表面波反射手段３２に近い方向に伝搬した弾性表面波の一部Ｐ１が弾性表面波反射手段３２により反射された後に上記すだれ状電極に第１反射高周波信号Ｒ１として検出されるまでに要した時間（反射信号到達時刻）ｔ１と、そして上記高周波信号Ｓ１により上記伝搬路に励起され弾性表面波反射手段３２に遠い方向に伝搬した弾性表面波の一部Ｐ２が弾性表面波反射手段３２により反射された後に上記すだれ状電極に第２反射高周波信号Ｒ２として検出されるまでに要した時間（反射信号到達時刻）ｔ２と、が示されている。
【００５６】
上述した如き時間Ｔに対する時間ｔ１及びｔ２の夫々の比率は、上記高周波信号Ｓ１が最初に上記すだれ状電極に印加されて上記伝搬路に励起された弾性表面波が上記伝搬路を周回する回数が増大するにつれて、夫々の周回のたびに生じる数多くの周回高周波信号の発生によりより明確となる。このことは、上述した如き時間Ｔに対する時間ｔ１及びｔ２の夫々の比率が相互に異なっている種々の弾性表面波素子をより高い精度で識別することが可能であることを意味している。
【００５７】
上記比率は、１対の端子１６を１対の入出力接続端子１８に接続されている弾性表面波素子３０の弾性表面波・発生／検出手段１４のすだれ状電極からの第１反射高周波信号Ｒ１，周回高周波信号Ｓ２，そして第２反射高周波信号Ｒ２を出力信号データ化手段３４を介して受領した反射信号検出及び到達時刻解析手段３５により解析された後に、メモリー３５ａに格納されている反射信号到達時刻と弾性表面波素子番号関連付けデータに照らし合わされて弾性表面素子の番号（即ち、種類）が特定され、この特定された弾性表面素子の番号（即ち、種類）は素子番号表示手段３６により表示される。
【００５８】
なお、この実施の形態では、基体１２の外表面の伝搬路に配置された弾性表面波反射手段３２の数は１つであったが、複数にしても良い。弾性表面波反射手段３２の数を複数にすることで、基体１２の外表面の伝搬路において最大外周線ＭＬ上で弾性表面波・発生／検出手段１４から相互に異なった距離の位置に置かれる複数の弾性表面波反射手段３２の組み合わせ数を増大させることが出来、このことは弾性表面波素子３０を相互に識別可能にする種類を増大させることが出来ることを意味する。
【００５９】
以上詳述したことから明らかなように、この実施の形態においては、多種類の弾性表面波素子３０の基体１２の外表面の伝搬路において最大外周線ＭＬ上で弾性表面波・発生／検出手段１４から相互に異なった距離の位置に配置されている弾性表面波反射手段３２が、夫々の弾性表面波素子３０の基体１２の外表面の伝搬路に沿い伝搬する弾性表面波の伝搬特性（この実施の形態では、反射信号到達時刻）を所望の値にする弾性表面波伝搬特性変更手段を構成している。
【００６０】
さらに、この実施の形態では、反射信号到達時刻と弾性表面波素子番号関連付けデータが格納されているメモリー３５ａと組み合わされている反射信号検出及び到達時刻解析手段３５が、弾性表面波・発生／検出手段１４から検出された弾性表面波の所望の値の伝搬特性（この実施の形態では、反射信号到達時刻）により弾性表面波素子３０の種類を識別する弾性方面波識別手段を構成している。
【００６１】
上述した如く構成されている多種類の弾性表面波素子３０の基体１２の外表面の少なくとも一部を相互に異なる特定の物質（例えば、ＤＮＡや蛋白質などの種々の生体分子）対して反応する材料により覆うことにより、前述した従来の微小球を使用した多種類の特定物質の分析に使用することが出来るし、しかも多種類の弾性表面波素子の夫々が多種類の所望の特定の物質の中のいずれを分析するために使用されるものなのかを短時間に高精度で容易に知ることが出来る。
【００６２】
例えば、上述した多種類の特定物質の夫々の種類とそれに対応する弾性表面波素子３０の伝搬路を伝搬する弾性表面波の伝搬特性の所望の値（この実施の形態では反射信号到達時刻）とを関連付けしたデータを記憶したメモリーを素子番号表示手段３６に接続しておけば、素子番号表示手段３６に上述した如く識別された弾性表面波素子の種類を表示するとともに、この識別された種類の弾性表面波素子が覆っている材料により分析しようとする特定物質の種類も表示させることが可能である。
【００６３】
多種類の弾性表面波素子の夫々は、伝搬路に接する外部環境の変化（例えば、温度や湿度や気圧や種々の流体の濃度の変化、或いは有機物の付着量）に応じて、伝搬路を伝搬する弾性表面波の伝搬速度がわずかに変化し、周回時間や反射信号到達時刻がわずかに変化する。したがって、この周回時間や反射信号到達時刻の変化を観察することにより上記外部環境の変化の程度を知ることも出来る。
【００６４】
また、周回時間を基準として周回時間に対する反射信号到達時刻の比を測定することにより、上述した外部環境の変化も含めて種々の状況下において反射信号到達時刻にわずかな差異が生じても上記種々の状況下において周回時間も反射信号到達時刻と比例してわずかな差異を生じさせるので、上記種々の状況下における個々の弾性表面波素子の識別をより高精度に行うことが可能になる。
【００６５】
なお、弾性表面波素子３０の製造工程において基体１２の大きさにばらつきが生じていても、同一種類の弾性表面波素子３０では各基体１２の外表面の伝搬路を周回する同じ周期の弾性表面波の周回時間に対する弾性表面波反射手段３２により上記弾性表面波の一部が反射されて往復する時間の比率が同一であれば良いので、多種類の弾性表面波素子３０の識別に誤りが生じることはない。
【００６６】
また、基体１２の伝搬路に接する外部環境の変化（例えば、温度や湿度や気圧や種々の流体の濃度の変化、或いは有機物の付着量）に応じて、伝搬路を伝搬する弾性表面波の伝搬速度がわずかに変化し、周回時間や反射信号到達時刻がわずかに変化する。したがって、この周回時間や反射信号到達時刻の変化を観察することにより上記外部環境の変化の程度を知ることも出来る。そしてこのような外部環境の変化に接する伝搬路の部分が多種類の弾性表面波素子３０の夫々において相互に同じであり、同じ外部環境の変化が多種類の弾性表面波素子３０の夫々において伝搬路を伝搬する弾性表面波の伝搬速度に同じ変化を生じさせるのであれば、多種類の弾性表面波素子３０の識別に誤りが生じることはない。
【００６７】
さらに、上述した実施の形態においても、前述した第１の実施の形態の場合と同様に、メモリー３５ａと組み合わされて弾性表面波素子識別手段を構成している反射信号検出及び到達時刻解析手段３５の機能に不可欠な入力手段３３や出力信号データ化手段３４と１対の入出力端子１８との間に図示しない電磁波送受信手段を介在させることも出来る。このような電磁波送受信手段は、例えば図２の（Ｂ）中の１対の入出力端子１８を一方のアンテナとして使用し、入力手段３３や出力信号データ化手段３４を図示しない増幅器を介して上記一方のアンテナとの間で電磁波のやり取りをする他方のアンテナに接続することにより構成することが可能である。即ち、入力手段３３は、１対の入出力端子１８に１対の端子１６を接触させている弾性表面波素子３０の弾性表面波・発生／検出手段１４の電気音響変換手段の一種であるすだれ状電極に対し上述した図示しない電磁波送受信手段を介して所定の周期のインパルス高周波信号を送信することで、すだれ状電極により上記弾性表面波素子の基体１２の外表面の伝搬路に所定の弾性表面波を発生させるとともに伝搬させることが出来る。さらに、すだれ状電極により検出された周回インパルス高周波信号Ｓ２，第１反射インパルス高周波信号Ｒ１，そして第２反射インパルス高周波信号Ｒ２に対応した高周波信号を、上記図示しない電磁波送受信手段を介して出力信号データ化手段３４に送り、出力信号データ化手段３４に連なる反射信号検出及び到達時刻解析手段３５によりメモリー３５ａに格納されているデータを基礎に上述した如く弾性表面波素子３０の種類を識別させることも出来る。
【００６８】
なお、メモリー３５ａと組み合わされている反射信号検出及び到達時刻解析手段３５により構成されている弾性表面波素子識別手段によって弾性表面波素子３０の種類を識別する間には、弾性表面波素子３０の基体１２の外表面の伝搬路の一部に弾性表面波の伝搬特性を変更させるようなもの、例えば固体、が接触しないことが好ましいが、上記接触が常に定常条件で行われるのであれば問題はない。
【００６９】
さらに、弾性表面波素子３０の夫々の球形状の基体１２は、基体１２の外表面において上述した伝搬路の両外側に配置されている１対の端子１６が設けられている１対の領域を削除して平坦面などにすることが出来るばかりでなく、すだれ状電極の位置を示す標識や刻印を上記平坦面などに形成することが出来る。
【００７０】
基体１２の外表面上に上述した如くして形成された１つの平坦面は、基体１２の外表面上における１対の端子１６の位置や１対の端子１６の間に設けられている伝搬路の位置を容易に知ることが出来るための位置決め手段として使用することが出来る。
【００７１】
［第３の実施の形態］
次に、この発明の第３の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置を説明する。
【００７２】
図３には、この発明の第３の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の中の１種類の弾性表面波素子４０の外観が概略的に示されている。
【００７３】
この弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々の大部分の構成は、図１を参照しながら前述した第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々の大部分の構成と同じであり、したがって第３の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の構成において第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々の構成と同じ部分には同じ参照符号を記して詳細な説明は省略する。
【００７４】
複数種類の弾性表面波素子の夫々の基体１２は、相互に同じ材料で相互に同じ寸法の球形状の少なくとも一部を含む外表面を有している。基体１２の材料は、外表面に弾性表面波を発生させることが可能であるとともに発生された弾性表面波を外表面に沿い伝搬させることが可能であって、この実施の形態では直径が１０ｍｍの圧電結晶の一種である水晶により球形状に構成されている。
【００７５】
第３の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々は、相互に同じ材料で相互に同じ寸法に形成されている基体１２の伝搬路上に相互に異なる周波数特性を有していて相互に異なる周波数の弾性表面波を発生させ伝搬させる第１及び第２の弾性表面波・発生／検出手段１４及び１４´を備えているとともに、上記伝搬路上にさらに第１及び第２の弾性表面波・発生／検出手段１４及び１４´により発生され伝搬された相互に異なる周波数の弾性表面波を選択的に反射する第１及び第２の弾性表面波反射手段４２及び４２´を備えている。
【００７６】
そして、この実施の形態において、第１及び第２の弾性表面波・発生／検出手段１４及び１４´の夫々は、すだれ状電極により構成されている電気音響変換手段である。
【００７７】
さらに、第３の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々の第１の弾性表面波反射手段４２は、基体１２の外表面の伝搬路において最大外周線ＭＬ上で第１の弾性表面波・発生／検出手段１４から相互に異なった距離の位置に配置されている。詳細には、この実施の形態の第１の弾性表面波反射手段４２は、第１の弾性表面波・発生／検出手段１４のすだれ状電極の周期（例えば、７１μｍ）の半分の周期（例えば、３５．５μｍ）を有したはしご形状の電極パターンにより構成されており、このような第１の弾性表面波反射手段４２のはしご形状の電極パターンは第１の弾性表面波・発生／検出手段１４のすだれ状電極と同じ材料により同じ方法で同時に形成可能である。
【００７８】
また、第３の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々の第２の弾性表面波反射手段４２´は、基体１２の外表面の伝搬路において最大外周線ＭＬ上で第２の弾性表面波・発生／検出手段１４´から相互に異なった距離の位置に配置されている。詳細には、この実施の形態の第２の弾性表面波反射手段４２´は、第２の弾性表面波・発生／検出手段１４´のすだれ状電極の周期（例えば、６０μｍ）の半分の周期（例えば、３０μｍ）を有したはしご形状の電極パターンにより構成されており、このような第２の弾性表面波反射手段４２´のはしご形状の電極パターンは第２の弾性表面波・発生／検出手段１４´のすだれ状電極と同じ材料により同じ方法で同時に形成可能である。
【００７９】
この実施の形態のように、第１及び第２の弾性表面波・発生／検出手段１４及び１４´の夫々がすだれ状電極により構成されている場合には、すだれ状電極の電極周期に等しい波長を有する弾性表面波を最も効率よく励起することが出来るし、また検出することが出来る。そして、この実施の形態のように、第１及び第２の弾性表面波反射手段４２及び４２´がはしご形状の電極パターンにより構成されている場合には、はしご形状の電極パターンの電極周期の２倍の波長の弾性表面波を特に効率よく反射することが出来る。
【００８０】
このことは、同一の伝搬路上に複数の特定周波数の弾性表面波を発生させ伝搬させた場合に、相互に異なる特定周波数の弾性表面波を特に効率よく反射する複数の弾性表面波反射手段を上記伝搬路に設けることにより、同一の伝搬路上で複数の識別を相互に独立して同時に行うことが可能なことを意味している。
【００８１】
また、複数の弾性表面波素子の夫々の伝搬路上に相互に異なった周波数の弾性表面波を特に効率よく反射することが可能な弾性表面波反射手段を設け、夫々の弾性表面波素子の伝搬路上に弾性表面波・発生／検出手段により広帯域の周波数を有した弾性表面波を発生させ伝搬させ、弾性表面波・発生／検出手段により検出された反射弾性表面波の周波数の種類を解析することで、夫々の弾性表面波素子を識別することが可能になる。
【００８２】
この実施の形態に従っている弾性表面波素子識別装置は、図２の（Ｂ）を参照しながら前述した第２の実施の形態に従っている弾性表面波素子識別装置と略同じ構成であるが、反射信号検出及び到達時刻解析手段３５は、第１の弾性表面波・発生／検出手段１４により最も効率良く発生され伝搬されるとともにそれに対応する第１の弾性表面波反射手段４２により最も効率よく反射される特定の周波数の弾性表面波に対応した高周波信号Ｆ１と、第２の弾性表面波・発生／検出手段１４´により最も効率良く発生され伝搬されるとともにそれに対応する第２の弾性表面波反射手段４２´により最も効率よく反射される特定の周波数の弾性表面波に対応した高周波信号Ｆ２の夫々について相互に独立して検出し、また夫々における反射往復時間（即ち、反射到達時刻）を解析することが可能に構成されている必要がある。
【００８３】
このような２種類の高周波信号Ｆ１及びＦ２の相互に独立した検出は、出力信号データ化手段３４に２種類の高周波信号Ｆ１及びＦ２の夫々のための周波数フィルターを設置することにより実行可能である。
【００８４】
このように、複数種類の反射弾性表面波に対応した複数種類の高周波信号を利用して複数種類の弾性表面波素子を識別することで、識別精度をより高めることが出来る。
【００８５】
なお、この実施の形態の第１及び第２の弾性表面波反射手段４２及び４２´の夫々のはしご形状の電極パターンは、図２を参照しながら前述した第２の実施の形態における弾性波反射手段３２の溝に比べ、第１及び第２の弾性表面波・発生／検出手段１４及び１４´とともに同じ基体１２の外表面上に同じ材料で同じ工程（例えば、印刷工程やスパッタリング工程）により一括して一体的に容易に、しかも高精度で形成することが出来る。
【００８６】
さらに、はしご形状の電極パターンの寸法や電極本数を変えることにより、それにより反射可能な弾性表面波の周波数や反射効率を容易に自由に設定することが可能である。従って、はしご形状の電極パターンの寸法や電極本数を変えることにより、それにより最も効率よく反射可能な弾性表面波の周波数を任意に設定すれば、任意に設定された周波数の反射弾性表面波に対応する高周波信号の検出により複数種類の弾性表面波素子の夫々の識別を容易に行うことが可能になる。
【００８７】
弾性表面波の伝搬路上に設置した電極パターンの形状や寸法や電極本数と、その電極パターンにより反射可能な弾性表面波の周波数や反射効率との関係は、弾性表面波を扱う学問上公知であり、本発明はこの公知の関係に従う。
【００８８】
以上詳述したことから明らかなように、この実施の形態においては、多種類の弾性表面波素子の基体１２の外表面の伝搬路において最大外周線ＭＬ上で第１及び第２の弾性表面波・発生／検出手段１４，１４´から相互に異なった距離の位置に配置されている第１及び第２の弾性表面波反射手段４２，４２´が、夫々の弾性表面波素子の基体１２の外表面の伝搬路に沿い伝搬する弾性表面波の伝搬特性（この実施の形態では、反射信号到達時刻）を所望の値にする弾性表面波伝搬特性変更手段を構成している。
【００８９】
上述した如く構成されている多種類の弾性表面波素子の基体１２の外表面の少なくとも一部を相互に異なる特定の物質（例えば、ＤＮＡや蛋白質などの種々の生体分子）対して反応する材料により覆うことにより、前述した従来の微小球を使用した多種類の特定物質の分析に使用することが出来るし、しかも多種類の弾性表面波素子の夫々が多種類の所望の特定の物質の中のいずれを分析するために使用されるものなのかを短時間に高精度で容易に知ることが出来る。
【００９０】
多種類の弾性表面波素子の夫々は、伝搬路に接する外部環境の変化（例えば、温度や湿度や気圧や種々の流体の濃度の変化、或いは有機物の付着量）に応じて、伝搬路を伝搬する弾性表面波の伝搬速度がわずかに変化し、周回時間や反射信号到達時刻がわずかに変化する。したがって、この周回時間や反射信号到達時刻の変化を観察することにより上記外部環境の変化の程度を知ることが出来る。
【００９１】
また、周回時間を基準として周回時間に対する反射信号到達時刻の比を測定することにより、上述した外部環境の変化も含めて種々の状況下において反射信号到達時刻にわずかな差異が生じても上記種々の状況下において周回時間も反射信号到達時刻と比例してわずかな差異を生じさせるので、上記種々の状況下における個々の弾性表面波素子の識別をより高精度に行うことが可能になる。
【００９２】
さらに、上述した実施の形態においても、前述した第２の実施の形態の場合と同様に、メモリー３５ａと組み合わされて弾性表面波素子識別手段を構成している反射信号検出及び到達時刻解析手段３５の機能に不可欠な入力手段３３や出力信号データ化手段３４と１対の入出力端子１８との間に図示しない電磁波送受信手段を介在させることも出来る。
【００９３】
また、上述の図示しない弾性表面波素子識別手段によって弾性表面波素子の種類を識別する間には、弾性表面波素子の基体の外表面の伝搬路の一部に弾性表面波の伝搬特性を変更させるようなもの、例えば固体、が接触しないことが好ましいが、上記接触が常に定常条件で行われるのであれば問題はない。
【００９４】
さらに、弾性表面波素子の夫々の球形状の基体１２は、基体１２の外表面において上述した伝搬路の両外側に配置されている１対の端子１６が設けられている１対の領域を相互に平行な平坦面とすることも出来る。
【００９５】
基体１２の外表面上に上述した如くして形成された１つの平坦面は、基体１２の外表面上における１対の端子１６の位置や１対の端子１６の間に設けられている伝搬路の位置を容易に知ることが出来るための位置決め手段として使用することが出来る。
【００９６】
［第４の実施の形態］
次に、この発明の第４の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置を説明する。
【００９７】
図４には、この発明の第４の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の中の１種類の弾性表面波素子５０の外観が概略的に示されている。
【００９８】
以下、複数種類の弾性表面波素子について１種類の弾性表面波素子５０を代表として説明する。弾性表面波素子５０は、相互に同じ寸法の球形状の外表面を有した基体５２を備えている。基体１２は、外表面に弾性表面波を発生させることが可能であるとともに発生された弾性表面波を外表面に沿い伝搬させることが可能な相互に同じ材料により形成されていて、この実施の形態では直径が１０ｍｍの圧電結晶の一種であるニオブ酸リチウム（LiNbO3）により形成されている。この材料は酸やアルカリに対して安定であり、特に電気機械結合定数が大きいので送受信回路の構成を簡易にすることが可能である。基体５２の外表面は鏡面加工されていて、弾性表面波の為の１０本の円環状の伝搬路が設定可能であることが分かっている。
【００９９】
これら１０本の円環状の伝搬路については、文献「Japanese Journal of Applied Physics, Vol.43, No. 5B, 2004, Page 3067」に詳しく説明されていて、基体１２の材料の結晶軸により定まる。
【０１００】
そして、１０本の円環状の伝搬路の夫々に相互に異なる周期の弾性表面波を発生させる相互に異なる周期の１０個のすだれ状電極を設置したり、さらに１０本の円環状の伝搬路の夫々に相互に異なる周期の１０個のすだれ状電極と共同する図３を参照しながら前述した第３の実施の形態の弾性表面波反射手段を任意の位置に設置したりすれば、相互に異なる伝搬路での相互に異なる周期の弾性表面波の周回時間や相互に異なる弾性表面波反射時間との組み合わせにより、無数の種類の弾性表面波素子の識別が可能になる。
【０１０１】
図４には、基体５２の３本の伝搬路ＺＬ１，ＺＬ２，そしてＺＬ３の夫々に設置された相互に異なる周期の３個のすだれ状電極５４ａ，５４ｂ，そして５４ｃが示されている。
【０１０２】
なお、これら複数のすだれ状電極に対しては、弾性表面波素子５０を図示しない移動案内手段中で例えば空気圧等を使用して無接触で移動を案内する間に図示しない移動案内手段に設置した図示しない電磁波送受信手段を介して無接触で弾性表面波を発生させ対応する伝搬路中を伝搬させることが出来るし、また複数の伝搬路中を伝搬してきて対応するすだれ状電極により検出された弾性表面波に対応する電気信号を図示しない電磁波送受信手段を介して図示しない周回時間測定手段や図示しない弾性表面波素子識別手段に入力させることが出来る。
【０１０３】
このような、弾性表面波素子の基体１２の外表面の少なくとも一部を相互に異なる特定の物質（例えば、ＤＮＡや蛋白質などの種々の生体分子）対して反応する材料により覆うことにより、前述した従来の微小球を使用した多種類の特定物質の分析に使用することが出来るし、しかも多種類の弾性表面波素子の夫々が多種類の所望の特定の物質の中のいずれを分析するために使用されるものなのかを短時間に高精度で容易に知ることが出来る。
【０１０４】
［第５の実施の形態］
次に、この発明の第５の実施の形態に従った弾性波素子識別装置を説明する。
【０１０５】
図５の（Ａ）には、この発明の第５の実施の形態に従った弾性波素子識別装置において使用される多種類の弾性波素子の製造過程の途中が概略的に示されている。
【０１０６】
図５の（Ａ）には、結晶のＺ軸と直交する方向に所定の厚さに切断されている水晶ウエハー６０が示されている。このような水晶ウエハー６０は相互に同じ寸法の多数の基体６２に切り出される。夫々の基体６２の切断面は、図５の（Ｂ）中に示されているように、球形状の一部による円環状に加工され、基体６２はいわゆるビール樽形状を有するようになる。
【０１０７】
夫々の基体６２のＺ軸方向の一平面には例えばＺｎＯ配向膜のような圧電膜及び圧電膜のための電気端子を含む電気音響変換手段により構成されているバルク波・発生／検出手段６４が形成される。バルク波・発生／検出手段６４は、所定の高周波バースト電流が付加されることにより基体６２中を上記一平面からＺ軸に沿い他方の平面に伝搬する弾性波の一種である所定のバルク波を発生させ、また上記他方の平面で反射されたバルク波を検出することが出来る。
【０１０８】
基体６２のＺ軸方向の他方の平面には、基体６２中を伝搬するバルク波の伝搬特性を所望の値にするバルク波伝搬特性変更手段６６が設けられている。
【０１０９】
この実施の形態においてバルク波伝達特性変更手段６６は少なくとも１つの所定の深さを有した凹所６６ａを含んでいる。
【０１１０】
そして多種類の弾性波素子の夫々は、相互に同じ寸法構成を有した基体６２と、基体６２の一平面に設置された相互に同じ寸法構成を有したバルク波・発生／検出手段６４と、基体６２の他平面に設けられている相互に異なる種類のバルク波伝搬特性変更手段６６により構成されていて、この実施の形態では、相互に異なる種類のバルク波伝搬特性変更手段６６は相互に異なった深さの凹所６６ａにより提供されている。
【０１１１】
弾性波・発生／検出手段６４が基体６２中の上記一平面に弾性波の一種であるバルク波発生させてから、バルク波が基体６２中をＺ軸に沿い他方の平面に向かい伝搬した後に他方の平面の凹所６６ａの底に反射されてバルク波・発生／検出手段６４により検出されるまでに要する反射信号到達時刻は、凹所６６ａの深さにより異なる。
【０１１２】
この実施の形態に従っている弾性波素子識別装置は、図５の（Ｃ）中に示されているように、個々の弾性波素子のバルク波・発生／検出手段６４の図示されていない１対の電極と接触可能な１対の入出力接続端子６８を含んでいて、一方の入出力接続端子６８は接地されていて、他方の入出力接続端子６８には所定の同じ値の高周波信号をバースト状に流す入力手段７０が接続されている。
【０１１３】
１対の入出力接続端子６８に多種類の弾性波素子のいずれかのバルク波・発生／検出手段６４の図示されていない１対の端子が接触されている間に、このいずれかの弾性波素子のバルク波・発生／検出手段６４に１対の入出力接続端子６８を介して入力手段７０が所定の同じ値の高周波信号をバースト状に流すと、１対の入出力接続端子６８に図示されていない１対の端子が接触されているいずれかの種類の弾性波素子の対応するバルク波・発生／検出手段６４から所定の強さで所定の周期のバルク波が対応する基体６２の一方の平面にバースト状に発生され基体６２の内部をＺ軸に沿い他方の平面に向かい伝搬し、他方の平面の凹所６６ａの底面で反射した後に基体６２の内部をＺ軸に沿い一方の平面に向かい伝搬し対応するバルク波・発生／検出手段６４により検出される。
【０１１４】
この実施の形態において、１対の入出力接続端子６８にはさらに、出力信号データ化手段７１を介して、バルク波・発生／検出手段６４により発生されたバースト状のバルク波が上述した如く検出されるまでに要する反射往復時間（反射信号到達時刻）を測定する反射信号到達時刻測定手段７２が接続されている。
【０１１５】
複数種類の弾性波素子における反射信号到達時刻は、夫々の弾性波素子の凹所６６ａの深さにより相互に異なる。
【０１１６】
反射信号到達時刻測定手段７２には、反射信号到達時刻と弾性表面波素子番号関連付けデータを貯蔵したメモリー７２ａ及び素子番号表示手段７４が接続されている。
【０１１７】
反射信号到達時刻測定手段７２は、ここで測定された上記反射信号到達時刻をメモリー７２ａ中に貯蔵されている反射信号到達時刻と弾性表面波素子番号関連付けデータに照らし合わせ、上記反射信号到達時刻を基礎に上記反射信号到達時刻が測定された弾性表面波素子の番号、即ち種類、を特定し、その特定結果が素子番号表示手段７４に表示される。
【０１１８】
上述した反射信号到達時刻の差異は、バルク波が基体６２中をＺ軸に沿い一方の平面と他方の平面の凹所６６ａの底との間で往復する回数が増大するに従い比例して増大し、より明確になる。
【０１１９】
以上詳述したことから明らかなように、この実施の形態においては、多種類の弾性波素子の基体６２の他方の平面に設けられている相互に深さが異なっている凹所６６ａが、夫々の弾性波素子の基体６２の内部をＺ軸に沿い伝搬するバルク波の伝搬特性（この実施の形態では、反射信号到達時刻）を所望の値にする弾性波伝搬特性変更手段を構成している。
【０１２０】
また、反射信号到達時刻と弾性表面波素子番号関連付けデータが格納されたメモリー７２ａと組み合わされている反射信号到達時刻測定手段７２が、バルク波・発生／検出手段６４から検出されたバルク波の所望の値の伝搬特性（この実施の形態では、反射信号到達時刻）により弾性波素子を識別する弾性波素子識別手段を構成している。
【０１２１】
上述した如く構成されている多種類の弾性波素子の基体６２の外表面の少なくとも一部を相互に異なる特定の物質（例えば、ＤＮＡや蛋白質などの種々の生体分子）対して反応する材料により覆うことにより、前述した従来の微小球を使用した多種類の特定物質の分析に使用することが出来るし、しかも多種類の弾性波素子の夫々が多種類の所望の特定の物質の中のいずれを分析するために使用されるものなのかを短時間に高精度で容易に知ることが出来る。
【０１２２】
この実施の形態に従った多種類の弾性波素子の夫々の基体６２の球面の一部により円環状に構成されている側面に、図５の（Ｄ）中に示されている如く、弾性表面波・発生／検出手段７６を設置するとともに、基体６２の１対の平面に弾性表面波・発生／検出手段７６のための１対の端子を設置し、さらに基体６２のバルク波・発生／検出手段６４のための１対の入出力接続端子６８の一方に接続されている出力信号データ化手段７１に、図１の（Ｄ）中に示されている如き周回速度測定手段２４ａや弾性表面波伝搬状態解析手段２４ｂを接続することが出来る。このようにした場合、弾性表面波・発生／検出手段７６のための１対の端子に１対の入出力接続端子６８を接続させている間に、バルク波・発生／検出手段６４から発生され検出されるバルク波を利用した弾性波素子の識別を行うと同時に、基体６２の側面に弾性表面波・発生／検出手段７６を介して弾性表面波を発生させ矢印Ａにより示されている如く上記側面上を伝搬させることが出来る。ここにおいて、基体６２の側面に接する外部環境に変化（例えば、温度や湿度や気圧や種々の流体の濃度の変化、或いは有機物質の付着量）が生じていれば、その変化量に応じて周回速度測定手段２４ａにより測定される基体６２の側面を伝搬する弾性表面波の周回速度がわずかに変化する。そして、この周回速度の変化を弾性表面波伝搬状態解析手段２４ｂにより解析することにより上記外部環境の変化の程度を知る（評価する）ことが出来る。そして、ここで解析された上記外部環境の変化の程度（評価）を、素子番号表示手段７４により表示させることも出来る。
【０１２３】
なお弾性表面波・発生／検出手段７６は電気音響変換素子であることが出来、より詳細にはすだれ状電極であることが出来る。
【０１２４】
さらに、上述した実施の形態においては、弾性波素子識別手段を構成している、メモリー７２ａと組み合わされている反射信号到達時刻測定手段７２の機能に不可欠な入力手段７０や出力信号データ化手段７１と１対の入出力端子６８との間に図示しない電磁波送受信手段を介在させることも出来る。このような電磁波送受信手段は、例えば図５の（Ｃ）中の１対の入出力端子６８を一方のアンテナとして使用し、入力手段７０及び出力信号データ化手段７１を図示しない増幅器を介して上記一方のアンテナとの間で電磁波のやり取りをする他方のアンテナに接続することにより構成することが可能である。即ち、入力手段７０は、１対の入出力端子６８に図示されていない１対の端子を接触させている弾性波素子の電気音響変換手段の一種であるバルク波・発生／検出手段６４に対し上述した図示しない電磁波送受信手段を介してバースト状の所定の高周波信号を負荷することで、バルク波・発生／検出手段６４により上記弾性波素子の基体６２の内部にＺ軸に沿い所定のバルク波を発生させるとともに伝搬させることが出来る。さらに、バルク波・発生／検出手段６４により検出された基体６２中をＺ軸に沿い伝搬し反射された後のバルク波に対応したバースト状の高周波信号を、上記図示しない電磁波送受信手段を介して反射信号到達時刻測定手段７２や弾性波素子識別手段７４に送り、弾性波素子の種類を識別させることも出来る。
【０１２５】
また、図５（Ｄ）中に示されている如く、基体６２の側面に弾性表面波・発生／検出手段７６を設置し、また上述したように基体６２の１対の平面に弾性表面波・発生／検出手段７６のための１対の端子を設置し、さらに基体６２のバルク波・発生／検出手段６４のための１対の入出力接続端子６８の一方に接続されている出力信号データ化手段７１に、図１の（Ｄ）中に示されている如き周回速度測定手段２４ａや弾性表面波伝搬状態解析手段２４ｂを接続している場合にも、上述した如く入力手段７０や出力信号データ化手段７１と１対の入出力端子６８との間に図示しない電磁波送受信手段を介在させることも出来る。
【０１２６】
そして、入力手段７０は、１対の入出力端子６８に図示されていない１対の端子を接触させている弾性波素子の基体６２の円環状の側面の電気音響変換手段の一種であるすだれ状電極により構成されている弾性表面波・発生／検出手段７６に対し上述した図示しない電磁波送受信手段を介してバースト状の所定の高周波信号を付加することで、弾性表面波・発生／検出手段７６により上記弾性波素子の基体６２の円環状の側面に所定の弾性表面波を発生させるとともに伝搬させることが出来る。さらに、弾性表面波・発生／検出手段７６により検出された基体６２の円環状の側面を伝搬した後の弾性表面波に対応したバースト状の高周波信号を、上記図示しない電磁波送受信手段を介して上述した如く図１の（Ｄ）中に示されているのと同様な周回速度測定手段２４ａや弾性表面波伝搬状態解析手段２４ｂに送信し、基体６２の側面に接する外部環境に変化（例えば、温度や湿度や気圧や種々の流体の濃度の変化、或いは有機物質の付着量）の程度を知る（評価する）ことが出来る。
【０１２７】
なお、弾性波素子識別手段７４によって弾性波素子の種類を識別する間には、弾性波素子の基体６２の他方の平面に弾性表面波の伝搬特性（この実施の形態では、反射信号到達時刻）を変更させるようなもの、例えば固体、が接触しないことが好ましいが、上記接触が常に定常条件で行われるのであれば問題はない。
【０１２８】
例えば、図１の（Ｅ）中に示されているのと同様に、基体６２の外周面の直径と略同じ間隔で相互に平行に対向し水平に延出した１対のガイド板と１対のガイド板の下端部に間に延出した床板とを備えた弾性波素子案内手段を準備し、床板に基体６２の他方の平面の凹所６６ａ以外の部分のみを接触させて弾性波素子を床板上で移動させることが出来るよう凹所を設ける。そして、上述した移動の間に弾性波素子の一方の平面のバルク波・発生／検出手段６４の図示されていない１対の電極に図５の（Ｃ）中に示されている１対の端子１８を接触させれば、基体６２の他方の平面の凹所６６ａに弾性波の伝搬特性を変化させるようなもの、例えば固体、を接触させることなく基体６２の内部にＺ軸に沿い弾性波を発生させ伝搬させることが出来る。あるいは、床板から空気のような気体を定常状態で噴出させることにより、１対のガイド板の間で弾性波素子を床板から浮かして基体６２の他方の平面に床板を接触させないようにすることが出来る。
【０１２９】
なおこの実施の形態において、弾性波素子の他方の平面に弾性波伝搬特性変更手段として１つの所定の深さの凹所６６ａが形成されていたが、図５の（Ｂ）中に示されているように複数の相互に深さの異なる凹所６６ｂや６６ｃを形成しても良い。この場合には、多数の弾性波素子の相互の識別は、個々の弾性波素子の他方の平面に弾性波伝搬特性変更手段として形成されている複数の凹所のもたらす複数の反射信号到達時刻の組み合わせにより行うことが出来る。
【０１３０】
個々の弾性波素子の他方の平面に弾性波伝搬特性変更手段として形成される凹所の数が増えれば、これら複数の凹所のもたらす複数の反射信号到達時刻の組み合わせも増え、ひいては識別可能な弾性波素子の個数が非常に増える。
【０１３１】
この実施の形態において、弾性波素子の他方の平面に弾性波伝搬特性変更手段として１つの所定の深さの凹所６６ａが形成されていたが、他方の平面に他方の平面におけるバルク波の反射特性を相互に変えるよう相互に厚さの異なる所定の材料の膜を形成することも出来る。上述した如く反射特性が変われば、当然のことながら反射信号到達時刻も変わる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】（Ａ），（Ｂ），そして（Ｃ）は、この発明の第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において識別される多種類の弾性表面波素子の中の３種類を概略的に示す正面図であり； （Ｄ）は、上記第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において、上記多種類の弾性表面波素子を識別するのに使用される弾性表面波素子識別手段（周波数特性と弾性表面波素子番号関連付けデータを格納したメモリー２３ａと組み合わされた弾性表面波素子識別手段２３）及び弾性表面波素子識別手段を動作させるのに必要な種々の他の構成要素を概略的に示す図であり；そして、 （Ｅ）は、上記第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において識別される多種類の弾性表面波素子の変形例の識別作業を容易にする為の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】（Ａ）は、この発明の第２の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において識別される多数の弾性表面波素子の中の１つを概略的に示す正面図であり； （Ｂ）は、上記第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において、上記多種類の弾性表面波素子を識別するのに使用される弾性表面波素子識別手段（反射信号到達時刻と弾性表面波素子番号関連付けデータを格納したメモリー３５ａと組み合わされた反射信号検出及び到達時刻解析手段３５）及び弾性表面波素子識別手段を動作させるのに必要な種々の他の構成要素を概略的に示す図であり；そして、 （Ｃ）は、（Ｂ）に示されている弾性表面波素子識別手段及び種々の他の構成要素により（Ａ）に示されている１つの弾性表面波素子を識別するために、上記１つの弾性表面波素子の弾性表面波・発生／検出手段により上記１つの弾性表面波素子の基体の伝搬路に最初に発生されたインパルス高周波信号Ｓ１と、それにより伝搬路を周回した後に弾性表面波・発生／検出手段により検出された周回インパルス高周波信号Ｓ２と、インパルス高周波信号Ｓ１により上記伝搬路上の弾性表面波反射手段３２により反射された後に弾性表面波・発生／検出手段により検出された第１及び第２反射インパルス高周波信号Ｒ１及びＲ２と、の時間の経過に伴う関係を概略的に示す図である。
【図３】この発明の第３の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において識別される多数の弾性表面波素子の中の１つを概略的に示す正面図である。
【図４】この発明の第４の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において識別される多数の弾性表面波素子の中の１つを概略的に示す正面図である。
【図５】（Ａ）は、この発明の第５の実施の形態に従った弾性波素子識別装置において識別される多数の弾性波素子を製造する１つの過程を示す概略的な斜視図であり； （Ｂ）は、この発明の第５の実施の形態に従った弾性波素子識別装置において識別される多数の弾性波素子の１つを概略的に示す側面図であり； （Ｃ）は、上記第５の実施の形態に従った弾性波素子識別装置において、上記多数の弾性波素子を識別するのに使用される弾性波素子識別手段（反射信号到達時刻と弾性表面波素子番号関連付けデータを格納したメモリー７２ａに組み合わされた反射信号到達時刻測定手段）及び弾性波素子識別手段を動作させるのに必要な種々の他の構成要素を概略的に示す図であり；そして、 （Ｄ）は、（Ｂ）に示されているこの発明の第５の実施の形態に従った弾性波素子識別装置において識別される１つの弾性波素子の変形例を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…弾性表面波素子、１２…基体、１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ…弾性表面波・発生／検出手段（電気音響変換手段，すだれ状電極，弾性表面波伝搬特性変更手段）、ＭＬ…最大外周線、２３…弾性表面波素子識別手段（弾性表面波素子識別手段）、２３ａ…メモリー（弾性表面波素子識別手段）、３０…弾性表面波素子、１４…弾性表面波・発生／検出手段（電気音響変換手段，すだれ状電極）、３２…弾性表面波反射手段（弾性表面波伝搬特性変更手段）、３５…反射信号検出及び到達時刻解析手段（弾性表面波素子識別手段）、３５ａ…メモリー（弾性表面波素子識別手段）、４０…弾性表面波素子、４２…弾性表面波反射手段（弾性表面波伝搬特性変更手段）、１４´…弾性表面波・発生／検出手段（電気音響変換手段，すだれ状電極）、４２´…弾性表面波反射手段（弾性表面波伝搬特性変更手段）、５０…弾性表面波素子、５２…基体、ＺＬ１，ＺＬ２，ＺＬ３…伝搬路、５４ａ，５４ｂ，５４ｃ…すだれ状電極（弾性表面波・発生／検出手段，電気音響変換手段，弾性表面波伝搬特性変更手段）、６２…基体、６４…バルク波・発生／検出手段（電気音響変換手段）、６６ａ，６６ｂ，６６ｃ…凹所（バルク波伝搬特性変更手段）、７２…反射信号到達時刻測定手段（弾性波素子識別手段）、７２ａ…メモリー（弾性波素子識別手段），７６…弾性表面波・発生／検出手段（電気音響変換手段，すだれ状電極）。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、弾性表面波素子を識別する弾性表面波素子識別装置及び弾性波素子を識別する弾性波素子識別装置に関係している。
【背景技術】
【０００２】
球形状の微小物体を使用してＤＮＡや蛋白質等の生体物質の分析を行う方法がある。この微小物体の表面には特定の生体分子と反応する物質が被覆されている。微小物体を被分析対象物に接触させた後に、その表面の皮膜に特定の処理を施すことにより特定の生体分子の存在が分かる。
【０００３】
このような微小物体を使用した分析方法は、スライドガラス上に載置された特定の生体分子と反応する液状物質に被分析対象物を接触させることにより上述した如き分析を行う場合に比べ、その処理速度ははるかに速いことが分かっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、微小物体を使用した分析方法では、ひとつの被分析対象物から一度に多数の特定の生体分子の存在を分析することが難しい。
【０００５】
何故ならば、多種類の特定の生体分子と反応する多種類の物質が被覆されている多種類の微小物体は、最後にはどの物質によって表面が被覆されているかを識別しなくてはならず、これら多種類の微小物体の種別を容易に分別するのが困難であるからである。
【０００６】
現状では、多種類の微小物体をそれらの材料の光吸収スペクトルや皮膜の色、あるいはそれらの外表面や皮膜に対する種々の形状の標識の刻印や印刷等により分別しているが、容易に分別可能な色や標識の種類は少なく、さらに標識の場合には、微小物体の外表面やその皮膜上における標識の位置を探し出すのに時間がかかる。
【０００７】
この発明は上記事情の下でなされ、この発明の目的は、上述した如き微小物体としても十分に使用可能な弾性表面波素子又は弾性波素子を使用して、多種類の弾性表面波素子又は多種類の弾性波素子を相互に容易に識別可能であるとともに安価に準備可能な弾性表面波素子識別装置及び弾性波素子識別装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に従った弾性表面波素子識別装置は：
球形状の少なくとも一部を含む外表面を有した基体と、基体の外表面の球形状の少なくとも一部に設けられ弾性表面波が伝搬可能な伝搬路と、伝搬路に弾性表面波を発生させ伝搬させるとともに伝搬された弾性表面波を検出する弾性表面波・発生／検出手段と、を備えている弾性表面波素子を識別する装置であって、
弾性表面波素子の基体の外表面の球形状の少なくとも一部に設けられ弾性表面波素子の伝搬路に沿い伝搬する弾性表面波の伝搬特性を所望の値にする弾性表面波伝搬特性変更手段と、
弾性表面波・発生／検出手段から検出された弾性表面波の所望の値の伝搬特性により弾性表面波素子を識別する弾性表面波素子識別手段と、
を含む、ことを特徴としている。
【０００９】
この発明に従った弾性波素子識別装置は：
バルク波が内部に伝搬可能な材料により形成され少なくとも相互に平行な２つの平面を有する基体と、上記２つの平面の一方に設けられ上記一方の平面から上記基体中を上記２つの平面の他方に向かい伝搬し上記他方の平面で反射されて上記基体中を上記一方の平面に向かい伝搬されるバルク波を発生させるとともに上記他方の平面で反射されたバルク波を検出するバルク波・発生／検出手段と、を備えている弾性波素子を識別する装置であって、
弾性波素子の基体の上記他方の平面に設けられ上記基体中を伝搬するバルク波の伝搬特性を所望の値にするバルク波伝搬特性変更手段と、
バルク波・発生／検出手段から検出されたバルク波の所望の値の伝搬特性により弾性波素子を識別する弾性波素子識別手段と、
を含む、ことを特徴としている。
【００１０】
なお、本願の発明において弾性表面波とは、擬似弾性表面波や、漏洩弾性表面波や、ＳＨ波や、ラブ波等の、基材表面にエネルギーを集中して伝搬する弾性波を総称している。このような弾性表面波としては、レイリー波やセザワ波が良く知られている。
【００１１】
また、本願の発明に従った弾性表面波素子識別装置において使用される弾性表面波素子は、上記基体の上記外表面の球形状の少なくとも一部が上記外表面の最大外周線を構成するよう円環状に延びており、上記伝搬路が上記外表面の円環状に延びた球形状の少なくとも一部に沿い円環状に設けられていることが出来、この場合に、上記弾性表面波・発生／検出手段により上記伝搬路に発生された弾性表面波は円環状に延びた上記伝搬路を周回するが、上記弾性表面波伝搬特性変更手段は上記伝搬路を伝搬してきた弾性表面波の少なくとも一部を上記伝搬路上に反射することが出来る。そして、このような反射の為に、上記弾性表面波伝搬特性変更手段は、上記基体の上記伝搬路上に例えば金属パターンのような弾性表面波反射部材を公知の種々の方法で付加することが出来るし、或いは、上記基体の上記伝搬路上に例えば溝のような弾性表面波反射構造を例えばエッチングを含む種々の公知の方法で形成することが出来る。
【発明の効果】
【００１２】
上述した如く構成されたことを特徴とするこの発明に従った弾性表面波素子識別装置及び弾性波素子識別装置は、上述した如き微小物体としても十分に使用可能な弾性表面波素子又は弾性表面波素子を使用して、多種類の弾性表面波素子又は多種類の弾性波素子を相互に容易に識別可能であるとともに安価に準備可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明を実施するための最良の形態に従った弾性表面波素子識別装置及び弾性波素子識別装置の夫々を添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
［第１の実施の形態］
まず最初に、この発明の第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置を説明する。
【００１５】
図１の（Ａ）乃至（Ｃ）には、この発明の第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の中の３種類の弾性表面波素子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの外観が概略的に示されている。
【００１６】
以下、複数種類の弾性表面波素子について３種類の弾性表面波素子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを代表として説明する。３種類の弾性表面波素子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、相互に同じ寸法の球形状の少なくとも一部を含む外表面を有した基体１２を備えている。３種類の弾性表面波素子の基体１２は、外表面に弾性表面波を発生させることが可能であるとともに発生された弾性表面波を外表面に沿い伝搬させることが可能な相互に同じ材料により形成されていて、この実施の形態では直径が１０ｍｍの圧電結晶の一種である水晶により球形状に構成されている。
【００１７】
このような基体１２の外表面において球形状の少なくとも一部は水晶のＺ軸周りの最大外周線ＭＬを構成するよう円環状に延びている。この円環状の部分の任意の位置には、外表面に弾性表面波を発生させるとともに円環状の部分に沿い矢印Ａにより示されているよう弾性表面波を伝搬させるとともに円環状の部分に沿い伝搬した弾性表面波を検出する弾性表面波・発生／検出手段１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが設けられている。そして、基体１２の外表面において弾性表面波が伝搬する領域を伝搬路と規定する。
【００１８】
この実施の形態において３種類の弾性表面波素子の弾性表面波・発生／検出手段は、相互に異なった伝搬特性（周波数）を有した弾性表面波を発生させるよう構成された電気音響変換手段を含んでおり、より詳細には、電極の周期のみが相互に異なるすだれ状電極により構成されている。そして、３種類の弾性表面波素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのすだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは、１７μｍ，１３μｍ，１０μｍの周期を有している。
【００１９】
３種類の弾性表面波素子のすだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの夫々は、３種類の弾性表面波素子の夫々の基体１２の外表面において上述した伝搬路の両外側に配置されている１対の端子１６に導電線により接続されている。３種類の弾性表面波素子の３種類のすだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの夫々は夫々に対応する１対の端子１６及び上記導電線とともに夫々の基体１２の外表面上に例えば印刷工程により、或いはスパッタリング工程などの成膜プロセスとフォトリソグラフィーを利用したパターニング工程により、一括して一体的に容易に、しかし非常に高精度に形成することが出来る。
【００２０】
この実施の形態に従っている弾性表面波素子識別装置は、３種類の弾性表面波素子の夫々の１対の端子１６に接離自在に接触される１対の入出力接続端子１８を有しており、一方の入出力接続端子１８は接地されていて、他方の入出力接続端子１８には入力手段２０が接続されている。
【００２１】
他方の入出力接続端子１８にはさらに例えばデジタルオシロスコープの如きデジタイザーにより構成されている出力信号データ化手段２１が接続されていて、出力信号データ化手段２１には周波数分析手段２２を介して弾性表面波素子識別手段２３が接続されているとともに周回速度測定手段２４ａを介して弾性表面波伝搬状態解析手段２４ｂが接続されている。弾性表面波素子識別手段２３には、周波数特性と弾性表面波素子番号関連付けデータを貯蔵したメモリー２３ａが接続されている。弾性表面波素子識別手段２３にはさらに素子番号及び測定結果表示手段２５が接続されており、素子番号及び測定結果表示手段２５には弾性表面波伝搬状態解析手段２４ｂもまた接続されている。
【００２２】
入力手段２０は、広帯域バースト信号源２０ａ及び狭帯域バースト信号源２０ｂを含んでおり、広帯域バースト信号源２０ａからの広帯域バースト信号或いは狭帯域バースト信号源２０ｂからの狭帯域バースト信号を選択的に他方の入出力接続端子１８に供給する。なお広帯域バースト信号は弾性表面波素子の識別の為に使用され、狭帯域バースト信号は個々の弾性表面波素子の外表面の伝搬路を伝搬する弾性表面波の伝搬速度を厳密に測定し伝搬路の表面状況、即ち伝搬路が接している外部環境の状況、を精度良く評価するのに使用される。
【００２３】
１対の入出力接続端子１８に３種類の弾性表面波素子のいずれかの１対の端子１６が接触されている間に、このいずれかの弾性表面波素子の弾性表面波・発生／検出手段のすだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，又は１４Ｃに１対の入出力接続端子１８を介して入力手段２０が広帯域又は狭帯域の高周波信号をバースト状に流すと、１対の入出力接続端子１８に１対の端子１６が接触されているいずれかの種類の弾性表面波素子の対応するすだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，又は１４Ｃの電極周期に対応した周波数の弾性表面波が対応する基体１２の外表面の伝搬路にバースト状に発生され、上述した如く矢印Ａに沿い伝搬し、伝搬路を伝搬した後に弾性表面波を発生させた対応するすだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，又は１４Ｃにより検出される。
【００２４】
複数種類の弾性表面波素子の複数種類のすだれ状電極により夫々の基体１２の外表面上に発生される弾性表面波の周波数は、弾性表面波を発生させたすだれ状電極の周期で弾性表面波の音速を割った値に等しく、即ち相互に異なる。
【００２５】
入力手段２０の広帯域バースト信号源２０ａからの広帯域の周波数成分を持った高周波信号が１対の入出力接続端子１８に接している３種類の弾性表面波素子のいずれかの１対の端子１６を介して、このいずれかの弾性表面波素子の弾性表面波・発生／検出手段のすだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，又は１４Ｃに入力されると、広帯域の高周波信号が入力されたすだれ状電極の電極周期に対応した周波数の弾性表面波が３種類の弾性表面波素子の上記いずれかの伝搬路に励起されて伝搬される。上記伝搬路を周回した弾性表面波は上記すだれ状電極に到達すると上記すだれ状電極から対応する高周波信号として１対の端子１６及び１対の入出力接続端子１８を介して出力信号データ化手段２１に送られる。出力信号データ化手段２１に上述した如く入力された高周波信号は周波数分析手段２２により周波数分析された後に、弾性表面波素子識別手段２３においてメモリー２３ａ中に予め記憶されていた周波数特性と弾性表面波素子番号関連付けデータとの対照がなされ、周波数分析手段２２により周波数分析された高周波信号を基礎に弾性表面波素子の番号、即ち種類、が特定され、その結果が素子番号及び測定結果表示手段２５に表示される。
【００２６】
弾性表面波素子における弾性表面波・発生／検出手段へのバースト信号の入力から上記弾性表面波・発生／検出手段からの伝搬された弾性表面波に対応する高周波信号の出力までに要する時間は数マイクロ秒程度と非常に早いので、非常に短時間で多数の種類の弾性表面波素子を相互に識別することが出来る。
【００２７】
以上詳述したことから明らかなように、この実施の形態においては、３種類の弾性表面波素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの基体１２の外表面に設けられている弾性表面波・発生／検出手段の相互に周期が異なっているすだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが、夫々の弾性表面波素子１０Ａ，１０Ｂ，又は１０Ｃの基体１２の外表面の伝搬路に沿い伝搬する弾性表面波の伝搬特性（この実施の形態では、周波数）を所望の値にする弾性表面波伝搬特性変更手段を構成している。
【００２８】
また、周波数特性と弾性表面波素子番号関連付けデータが格納されたメモリー２３ａと組み合わされている弾性表面波素子識別手段２３が、弾性表面波・発生／検出手段のすだれ状電極から検出された弾性表面波の所望の値の伝搬特性（この実施の形態では、周波数）により弾性表面波素子を識別する弾性表面波素子識別手段を構成している。
【００２９】
この実施の形態ではさらに、１対の入出力接続端子１８に１対の端子１６を接続させている弾性表面波素子の種類の識別が上述した如く入力手段２０の広帯域バースト信号源２０ａからの広帯域のバースト状の高周波信号を使用して行われた後に、入力手段２０の狭帯域バースト信号源２８ｂからの狭帯域のバースト状の高周波信号を利用して上記弾性表面波素子の伝搬路の表面状況、即ち伝搬路が接している外部環境の状況、を知ることが出来る。
【００３０】
入力手段２０の狭帯域バースト信号源２０ｂからの狭帯域の周波数成分を持った高周波信号が１対の入出力接続端子１８に接している３種類の弾性表面波素子のいずれかの１対の端子１６を介して、このいずれかの弾性表面波素子の弾性表面波・発生／検出手段のすだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，又は１４Ｃに入力されると、狭帯域の高周波信号が入力されたすだれ状電極の電極周期に対応した周波数の弾性表面波が３種類の弾性表面波素子の上記いずれかの伝搬路に励起されて伝搬される。上記伝搬路を周回した弾性表面波は上記すだれ状電極に到達すると上記すだれ状電極から対応する高周波信号として１対の端子１６及び１対の入出力接続端子１８を介して出力信号データ化手段２１に送られる。出力信号データ化手段２１に上述した如く入力された高周波信号は周回速度測定手段２４ａにより周回速度が測定された後に、弾性表面波伝搬状態解析手段２４ｂにおいて上記伝搬路における弾性表面波の伝搬状態が解析され、その結果が素子番号及び測定結果表示手段２５に表示される。
【００３１】
ここで狭帯域の周波数成分を持った高周波信号を使用するのは、上記伝搬路における弾性表面波の伝搬速度における周波数分散の影響をより少なくし、しかも狭帯域周波数フィルターを用いることで出力信号データ化手段２１に入力される高周波信号のＳ／Ｎ比を向上させ、ひいては上記伝搬路を非常に多数回周回した後の弾性表面波に対応する高周波信号を高精度に受信することが可能になるからである。この結果として、周回速度測定手段２４ａはより高精度に周回速度を測定することが可能になり、さらに弾性表面波伝搬状態解析手段２４ｂはより高精度に上記伝搬路における弾性表面波の伝搬状態を解析することが可能になる。
【００３２】
上記伝搬路における弾性表面波の周回速度の変化、即ち伝搬状態の変化、は、上記伝搬路に接する外部環境の変化（例えば、温度や湿度や気圧や種々の流体の濃度の変化、或いは有機物の付着量）に応じて変化するので、上記伝搬路における弾性表面波の周回速度の変化、即ち伝搬状態の変化、を測定することにより、上記伝搬路に接する外部環境の変化（例えば、温度や湿度や気圧や種々の流体の濃度の変化、或いは有機物の付着量）の程度を知ることが出来る。
【００３３】
なお周回速度を正確に測定する方法については、この実施の形態では弾性表面波素子の弾性表面波・発生／検出手段のすだれ状電極が受信した弾性表面波に対応して出力する高周波信号を時間軸に沿いデータ化して測定していたが、入力手段２０の狭帯域バースト信号源２０ｂから弾性表面波素子の弾性表面波・発生／検出手段に入力する狭帯域のバースト状の高周波信号の周波数を掃引して弾性表面波素子の伝搬路における共振周波数を測定したり、或いは、基準となる高周波信号と上記出力する高周波信号とを干渉させることにより位相差を検出するといった種々の公知の方法があるが、本願の発明の本質ではないのでここではこれ以上詳細に説明しない。
【００３４】
さらにこの例では、弾性表面波・発生／検出手段が１個のすだれ状電極によって実現されているが、弾性表面波を励起する弾性表面波励起手段と励起して伝搬した弾性表面波を検出する弾性表面波検出手段とを別個の例えばすだれ状電極で行って良いことは当然であるが、その場合これらすだれ状電極の製造プロセスは複雑になる。
【００３５】
上述した如く構成されている多種類の弾性表面波素子の基体１２の外表面の少なくとも一部を相互に異なる特定の物質（例えば、ＤＮＡや蛋白質などの種々の生体分子）対して反応する材料により覆うことにより、前述した従来の微小球を使用した多種類の特定物質の分析に使用することが出来るし、しかも多種類の弾性表面波素子の夫々が多種類の所望の特定の物質の中のいずれを分析するために使用されるものなのかを短時間に識別することが出来る。
【００３６】
例えば、上述した多種類の特定物質の夫々の種類とそれに対応する弾性表面波素子の伝搬路を伝搬する弾性表面波の伝搬特性の所望の値（この実施の形態では周波数）とを関連付けしたデータを記憶したメモリーを素子番号及び測定結果表示手段２５に接続しておけば、素子番号及び測定結果表示手段２５に上述した如く識別された弾性表面波素子の種類を表示するとともに、この識別された種類の弾性表面波素子が覆っている材料により分析しようとする特定物質の種類も表示させることが可能である。
【００３７】
さらに、上述した実施の形態においては、弾性表面波素子識別手段２３の機能に不可欠な入力手段２０や出力信号データ化手段２１と１対の入出力端子１８との間に図示しない電磁波送受信手段を介在させることも出来る。このような電磁波送受信手段は、例えば図１の（Ｄ）中の１対の入出力端子１８を一方のアンテナとして使用し、入力手段２０や出力信号データ化手段２１を図示しない増幅器を介して上記一方のアンテナとの間で電磁波のやり取りをする他方のアンテナに接続することにより構成することが可能である。即ち、入力手段２０は、１対の入出力端子１８に１対の端子１６を接触させている弾性表面波素子の電気音響変換手段の一種であるすだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，又は１４Ｃに対し上述した図示しない電磁波送受信手段を介してバースト状の所定の高周波信号を送信することで、すだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，又は１４Ｃにより上記弾性表面波素子の基体１２の外表面の伝搬路に所定の弾性表面波を発生させるとともに伝搬させることが出来る。さらに、すだれ状電極１４Ａ，１４Ｂ，又は１４Ｃにより検出された伝搬路を伝搬した後の弾性表面波に対応したバースト状の高周波信号を、上記図示しない電磁波送受信手段を介して出力信号データ化手段２１に送り、出力信号データ化手段２１に連なる弾性表面波素子識別手段２３により上述した如く弾性表面波素子の種類を識別させることも出来る。
【００３８】
なお、弾性表面波素子識別手段２４によって弾性表面波素子の種類を識別する間には、弾性表面波素子の基体の外表面の伝搬路の一部に弾性表面波の伝搬特性を変更させるようなもの、例えば固体、が接触しないことが好ましいが、上記接触が常に定常条件で行われるのであれば問題はない。
【００３９】
さらに、弾性表面波素子の夫々の球形状の基体１２は、基体１２の外表面において上述した伝搬路の両外側に配置されている１対の端子１６が設けられている１対の領域を相互に平行な平坦面とすることも出来る。
【００４０】
基体１２の外表面上に上述した如くして形成された１対の平坦面は、基体１２の外表面上における１対の端子１６の位置や１対の端子１６の間に設けられている伝搬路の位置を容易に知ることが出来るための位置決め手段として使用することが出来る。
【００４１】
例えば、図１の（Ｅ）中に示されているように、基体１２の１対の平坦面と略同じ間隔で相互に平行に対向し水平に延出した１対のガイド板２６ａと１対のガイド板２６ａの下端部の間に延出した床板２６ｂとを備えた弾性表面波素子案内手段２６を準備し、１対のガイド板２６ａに基体１２の外表面上の１対の平坦面を接触させて例えば弾性表面波素子１０Ａを床板２６ｂ上で転がした時に、床板２６ｂが弾性表面波素子１０Ａの周面の最大外周線ＭＬに沿った伝搬路の両側の部分のみに接触し伝搬路に接触しないよう床板２６ｂに水平に延出する凹所２６ｃを設ける。そして、１対のガイド板２６ａの少なくとも１部に１対の端子１８を設置すれば、伝搬路の一部に弾性表面波の伝搬特性を変更させるようなもの、例えば固体、を接触させることなく伝搬路に弾性表面波を発生させ伝搬させることが出来る。あるいは、床板２６ｂから空気のような気体を定常状態で噴出させることにより、１対のガイド板２６ａの間で弾性表面波素子１０Ａを床板２６ｂから浮かして基体１２の外表面上の伝搬路に床板２６ｂを接触させないようにすることが出来る。
【００４２】
［第２の実施の形態］
次に、この発明の第２の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置を説明する。
【００４３】
図２の（Ａ）には、この発明の第２の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の中の１種類の弾性表面波素子３０の外観が概略的に示されている。
【００４４】
この弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々の大部分の構成は、図１を参照しながら前述した第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々の大部分の構成と同じであり、したがって第２の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の構成において第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々の構成と同じ部分には同じ参照符号を記して詳細な説明は省略する。
【００４５】
複数種類の弾性表面波素子の夫々の基体１２は、相互に同じ材料で相互に同じ寸法の球形状の少なくとも一部を含む外表面を有している。基体１２の材料は、外表面に弾性表面波を発生させることが可能であるとともに発生された弾性表面波を外表面に沿い伝搬させることが可能であって、この実施の形態では直径が１０ｍｍの圧電結晶の一種である水晶により球形状に構成されている。
【００４６】
第２の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々が図１を参照しながら前述した第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々と構成が異なっているのは、相互に同じ弾性表面波・発生／検出手段１４を備えていることである。より詳細には、相互に同じ伝搬特性を有した弾性表面波を発生させるよう構成された電気音響変換手段を含んでおり、さらに詳細には、相互に同じすだれ状電極により構成されている。即ち、第２の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々のすだれ状電極の周期は相互に同じである。
【００４７】
そして、さらに、第２の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々は、基体１２の外表面の伝搬路において最大外周線ＭＬ上で弾性表面波・発生／検出手段１４から相互に異なった距離の位置に相互に同じ寸法の弾性表面波反射手段３２を備えている。詳細には、この実施の形態の弾性表面波反射手段３２は、深さ５μｍの溝であり、エッチングにより形成されている。
【００４８】
なお、弾性表面波反射手段３２は基体１２の外表面に何等かの装飾性を付加するような表面装飾であっても良い。
【００４９】
この実施の形態において多種類の弾性表面波素子３０を識別する為に使用される弾性表面波素子識別装置が図２の（Ｂ）中に概略的に示されている。この実施の形態の弾性表面波素子識別装置もまた個々の弾性表面波素子３０の１対の端子１６に接離自在に接触される１対の入出力端子１８を有しており、一方の入出力端子１８は設置されており、他方の入出力端子１８は入力手段３３が接続されている。
【００５０】
他方の入出力端子１８にはさらに例えばデジタルオシロスコープの如きデジタイザーにより構成されている出力信号データ化手段３４が接続されていて、出力信号データ化手段３４には反射信号検出及び到達時刻解析手段３５を介して素子番号表示手段３６が接続されている。反射信号検出及び到達時刻解析手段３５には反射信号到達時刻と弾性表面波素子番号関連付けデータとを格納したメモリー３５ａも接続されている。
【００５１】
この実施の形態において入力手段３３は、インパルス高周波信号源を有している。インパルス高周波信号源はバースト状の高周波信号のように非常に時間的に短い所定の周期のインパルス高周波信号を発生する。そして、ここで発生されるインパルス高周波信号のパルス幅は、このインパルス高周波信号が１対の入出力端子１８に１対の端子１６を接触させている弾性表面波素子３０の伝搬路に励起し伝搬させる弾性表面波が伝搬路を１周するのに要する時間（周回時間）よりも短いことが必要である。
【００５２】
１対の入出力端子１８に弾性表面波素子３０の１対の端子１６が接触されている間に、この弾性表面波素子３０の弾性表面波・発生／検出手段１４のすだれ状電極に１対の入出力端子１８を介して入力手段３３からインパルス高周波信号が印加されると、１対の入出力端子１８に１対の端子１６が接触されている弾性表面波素子３０の弾性表面波・発生／検出手段１４のすだれ状電極の電極周期に対応した周波数を中心とする弾性表面波が弾性表面波素子３０の伝搬路に発生され矢印Ａに沿い伝搬し、伝搬路を伝搬した後に弾性表面波を発生させたすだれ状電極により検出される。
ところで、すだれ状電極に対しインパルス高周波信号のような広帯域の高周波信号を入力すると、すだれ状電極の電極の数が少ない場合には、すだれ状電極は電極周期によって決まる周波数を中心として比較的広い周波数成分を持つ弾性表面波を励起して出力し、得られる高周波信号は時間的に幅の狭いバースト信号として測定され、その到達時刻をＴ，ｔ１，ｔ２として求めることが出来る。
【００５３】
複数種類の弾性表面波素子３０の夫々の基体１２の寸法及び材料は前述した如く相互に等しいので、夫々の伝搬路を伝搬する夫々の弾性表面波の伝搬速度は相互に同じである。このため、複数種類の弾性表面波素子３０の夫々において同じ弾性表面波が対応する伝搬路を周回するのに要する時間が相互に同じになる。
【００５４】
しかしながら、この実施の形態においては、上記弾性表面波の一部は、図２の（Ａ）中に２点鎖線により示されている如く、弾性表面波反射手段３２により反射され、反射された弾性表面波もまた上記すだれ状電極により検出される。この時に上記すだれ状電極が弾性表面波を励起し伝搬を開始させてから弾性表面波反射手段３２により反射され弾性表面波を検出するまでに要する時間は、上記すだれ状電極から弾性表面波反射手段３２までの距離によって異なる。
【００５５】
図２の（Ｃ）には、最初に上記すだれ状電極にインパルス高周波信号Ｓ１が入力されてから、このインパルス高周波信号Ｓ１により上記伝搬路に励起された弾性表面波が上記伝搬路を伝搬し１周した後に上記すだれ状電極により高周波信号Ｓ２として検出されるまでに要した時間Ｔと、上記高周波信号Ｓ１により上記伝搬路に励起された弾性表面波反射手段３２に近い方向に伝搬した弾性表面波の一部Ｐ１が弾性表面波反射手段３２により反射された後に上記すだれ状電極に第１反射高周波信号Ｒ１として検出されるまでに要した時間（反射信号到達時刻）ｔ１と、そして上記高周波信号Ｓ１により上記伝搬路に励起され弾性表面波反射手段３２に遠い方向に伝搬した弾性表面波の一部Ｐ２が弾性表面波反射手段３２により反射された後に上記すだれ状電極に第２反射高周波信号Ｒ２として検出されるまでに要した時間（反射信号到達時刻）ｔ２と、が示されている。
【００５６】
上述した如き時間Ｔに対する時間ｔ１及びｔ２の夫々の比率は、上記高周波信号Ｓ１が最初に上記すだれ状電極に印加されて上記伝搬路に励起された弾性表面波が上記伝搬路を周回する回数が増大するにつれて、夫々の周回のたびに生じる数多くの周回高周波信号の発生によりより明確となる。このことは、上述した如き時間Ｔに対する時間ｔ１及びｔ２の夫々の比率が相互に異なっている種々の弾性表面波素子をより高い精度で識別することが可能であることを意味している。
【００５７】
上記比率は、１対の端子１６を１対の入出力接続端子１８に接続されている弾性表面波素子３０の弾性表面波・発生／検出手段１４のすだれ状電極からの第１反射高周波信号Ｒ１，周回高周波信号Ｓ２，そして第２反射高周波信号Ｒ２を出力信号データ化手段３４を介して受領した反射信号検出及び到達時刻解析手段３５により解析された後に、メモリー３５ａに格納されている反射信号到達時刻と弾性表面波素子番号関連付けデータに照らし合わされて弾性表面素子の番号（即ち、種類）が特定され、この特定された弾性表面素子の番号（即ち、種類）は素子番号表示手段３６により表示される。
【００５８】
なお、この実施の形態では、基体１２の外表面の伝搬路に配置された弾性表面波反射手段３２の数は１つであったが、複数にしても良い。弾性表面波反射手段３２の数を複数にすることで、基体１２の外表面の伝搬路において最大外周線ＭＬ上で弾性表面波・発生／検出手段１４から相互に異なった距離の位置に置かれる複数の弾性表面波反射手段３２の組み合わせ数を増大させることが出来、このことは弾性表面波素子３０を相互に識別可能にする種類を増大させることが出来ることを意味する。
【００５９】
以上詳述したことから明らかなように、この実施の形態においては、多種類の弾性表面波素子３０の基体１２の外表面の伝搬路において最大外周線ＭＬ上で弾性表面波・発生／検出手段１４から相互に異なった距離の位置に配置されている弾性表面波反射手段３２が、夫々の弾性表面波素子３０の基体１２の外表面の伝搬路に沿い伝搬する弾性表面波の伝搬特性（この実施の形態では、反射信号到達時刻）を所望の値にする弾性表面波伝搬特性変更手段を構成している。
【００６０】
さらに、この実施の形態では、反射信号到達時刻と弾性表面波素子番号関連付けデータが格納されているメモリー３５ａと組み合わされている反射信号検出及び到達時刻解析手段３５が、弾性表面波・発生／検出手段１４から検出された弾性表面波の所望の値の伝搬特性（この実施の形態では、反射信号到達時刻）により弾性表面波素子３０の種類を識別する弾性方面波識別手段を構成している。
【００６１】
上述した如く構成されている多種類の弾性表面波素子３０の基体１２の外表面の少なくとも一部を相互に異なる特定の物質（例えば、ＤＮＡや蛋白質などの種々の生体分子）対して反応する材料により覆うことにより、前述した従来の微小球を使用した多種類の特定物質の分析に使用することが出来るし、しかも多種類の弾性表面波素子の夫々が多種類の所望の特定の物質の中のいずれを分析するために使用されるものなのかを短時間に高精度で容易に知ることが出来る。
【００６２】
例えば、上述した多種類の特定物質の夫々の種類とそれに対応する弾性表面波素子３０の伝搬路を伝搬する弾性表面波の伝搬特性の所望の値（この実施の形態では反射信号到達時刻）とを関連付けしたデータを記憶したメモリーを素子番号表示手段３６に接続しておけば、素子番号表示手段３６に上述した如く識別された弾性表面波素子の種類を表示するとともに、この識別された種類の弾性表面波素子が覆っている材料により分析しようとする特定物質の種類も表示させることが可能である。
【００６３】
多種類の弾性表面波素子の夫々は、伝搬路に接する外部環境の変化（例えば、温度や湿度や気圧や種々の流体の濃度の変化、或いは有機物の付着量）に応じて、伝搬路を伝搬する弾性表面波の伝搬速度がわずかに変化し、周回時間や反射信号到達時刻がわずかに変化する。したがって、この周回時間や反射信号到達時刻の変化を観察することにより上記外部環境の変化の程度を知ることも出来る。
【００６４】
また、周回時間を基準として周回時間に対する反射信号到達時刻の比を測定することにより、上述した外部環境の変化も含めて種々の状況下において反射信号到達時刻にわずかな差異が生じても上記種々の状況下において周回時間も反射信号到達時刻と比例してわずかな差異を生じさせるので、上記種々の状況下における個々の弾性表面波素子の識別をより高精度に行うことが可能になる。
【００６５】
なお、弾性表面波素子３０の製造工程において基体１２の大きさにばらつきが生じていても、同一種類の弾性表面波素子３０では各基体１２の外表面の伝搬路を周回する同じ周期の弾性表面波の周回時間に対する弾性表面波反射手段３２により上記弾性表面波の一部が反射されて往復する時間の比率が同一であれば良いので、多種類の弾性表面波素子３０の識別に誤りが生じることはない。
【００６６】
また、基体１２の伝搬路に接する外部環境の変化（例えば、温度や湿度や気圧や種々の流体の濃度の変化、或いは有機物の付着量）に応じて、伝搬路を伝搬する弾性表面波の伝搬速度がわずかに変化し、周回時間や反射信号到達時刻がわずかに変化する。したがって、この周回時間や反射信号到達時刻の変化を観察することにより上記外部環境の変化の程度を知ることも出来る。そしてこのような外部環境の変化に接する伝搬路の部分が多種類の弾性表面波素子３０の夫々において相互に同じであり、同じ外部環境の変化が多種類の弾性表面波素子３０の夫々において伝搬路を伝搬する弾性表面波の伝搬速度に同じ変化を生じさせるのであれば、多種類の弾性表面波素子３０の識別に誤りが生じることはない。
【００６７】
さらに、上述した実施の形態においても、前述した第１の実施の形態の場合と同様に、メモリー３５ａと組み合わされて弾性表面波素子識別手段を構成している反射信号検出及び到達時刻解析手段３５の機能に不可欠な入力手段３３や出力信号データ化手段３４と１対の入出力端子１８との間に図示しない電磁波送受信手段を介在させることも出来る。このような電磁波送受信手段は、例えば図２の（Ｂ）中の１対の入出力端子１８を一方のアンテナとして使用し、入力手段３３や出力信号データ化手段３４を図示しない増幅器を介して上記一方のアンテナとの間で電磁波のやり取りをする他方のアンテナに接続することにより構成することが可能である。即ち、入力手段３３は、１対の入出力端子１８に１対の端子１６を接触させている弾性表面波素子３０の弾性表面波・発生／検出手段１４の電気音響変換手段の一種であるすだれ状電極に対し上述した図示しない電磁波送受信手段を介して所定の周期のインパルス高周波信号を送信することで、すだれ状電極により上記弾性表面波素子の基体１２の外表面の伝搬路に所定の弾性表面波を発生させるとともに伝搬させることが出来る。さらに、すだれ状電極により検出された周回インパルス高周波信号Ｓ２，第１反射インパルス高周波信号Ｒ１，そして第２反射インパルス高周波信号Ｒ２に対応した高周波信号を、上記図示しない電磁波送受信手段を介して出力信号データ化手段３４に送り、出力信号データ化手段３４に連なる反射信号検出及び到達時刻解析手段３５によりメモリー３５ａに格納されているデータを基礎に上述した如く弾性表面波素子３０の種類を識別させることも出来る。
【００６８】
なお、メモリー３５ａと組み合わされている反射信号検出及び到達時刻解析手段３５により構成されている弾性表面波素子識別手段によって弾性表面波素子３０の種類を識別する間には、弾性表面波素子３０の基体１２の外表面の伝搬路の一部に弾性表面波の伝搬特性を変更させるようなもの、例えば固体、が接触しないことが好ましいが、上記接触が常に定常条件で行われるのであれば問題はない。
【００６９】
さらに、弾性表面波素子３０の夫々の球形状の基体１２は、基体１２の外表面において上述した伝搬路の両外側に配置されている１対の端子１６が設けられている１対の領域を削除して平坦面などにすることが出来るばかりでなく、すだれ状電極の位置を示す標識や刻印を上記平坦面などに形成することが出来る。
【００７０】
基体１２の外表面上に上述した如くして形成された１つの平坦面は、基体１２の外表面上における１対の端子１６の位置や１対の端子１６の間に設けられている伝搬路の位置を容易に知ることが出来るための位置決め手段として使用することが出来る。
【００７１】
［第３の実施の形態］
次に、この発明の第３の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置を説明する。
【００７２】
図３には、この発明の第３の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の中の１種類の弾性表面波素子４０の外観が概略的に示されている。
【００７３】
この弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々の大部分の構成は、図１を参照しながら前述した第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々の大部分の構成と同じであり、したがって第３の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の構成において第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々の構成と同じ部分には同じ参照符号を記して詳細な説明は省略する。
【００７４】
複数種類の弾性表面波素子の夫々の基体１２は、相互に同じ材料で相互に同じ寸法の球形状の少なくとも一部を含む外表面を有している。基体１２の材料は、外表面に弾性表面波を発生させることが可能であるとともに発生された弾性表面波を外表面に沿い伝搬させることが可能であって、この実施の形態では直径が１０ｍｍの圧電結晶の一種である水晶により球形状に構成されている。
【００７５】
第３の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々は、相互に同じ材料で相互に同じ寸法に形成されている基体１２の伝搬路上に相互に異なる周波数特性を有していて相互に異なる周波数の弾性表面波を発生させ伝搬させる第１及び第２の弾性表面波・発生／検出手段１４及び１４´を備えているとともに、上記伝搬路上にさらに第１及び第２の弾性表面波・発生／検出手段１４及び１４´により発生され伝搬された相互に異なる周波数の弾性表面波を選択的に反射する第１及び第２の弾性表面波反射手段４２及び４２´を備えている。
【００７６】
そして、この実施の形態において、第１及び第２の弾性表面波・発生／検出手段１４及び１４´の夫々は、すだれ状電極により構成されている電気音響変換手段である。
【００７７】
さらに、第３の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々の第１の弾性表面波反射手段４２は、基体１２の外表面の伝搬路において最大外周線ＭＬ上で第１の弾性表面波・発生／検出手段１４から相互に異なった距離の位置に配置されている。詳細には、この実施の形態の第１の弾性表面波反射手段４２は、第１の弾性表面波・発生／検出手段１４のすだれ状電極の周期（例えば、７１μｍ）の半分の周期（例えば、３５．５μｍ）を有したはしご形状の電極パターンにより構成されており、このような第１の弾性表面波反射手段４２のはしご形状の電極パターンは第１の弾性表面波・発生／検出手段１４のすだれ状電極と同じ材料により同じ方法で同時に形成可能である。
【００７８】
また、第３の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の弾性表面波素子の夫々の第２の弾性表面波反射手段４２´は、基体１２の外表面の伝搬路において最大外周線ＭＬ上で第２の弾性表面波・発生／検出手段１４´から相互に異なった距離の位置に配置されている。詳細には、この実施の形態の第２の弾性表面波反射手段４２´は、第２の弾性表面波・発生／検出手段１４´のすだれ状電極の周期（例えば、６０μｍ）の半分の周期（例えば、３０μｍ）を有したはしご形状の電極パターンにより構成されており、このような第２の弾性表面波反射手段４２´のはしご形状の電極パターンは第２の弾性表面波・発生／検出手段１４´のすだれ状電極と同じ材料により同じ方法で同時に形成可能である。
【００７９】
この実施の形態のように、第１及び第２の弾性表面波・発生／検出手段１４及び１４´の夫々がすだれ状電極により構成されている場合には、すだれ状電極の電極周期に等しい波長を有する弾性表面波を最も効率よく励起することが出来るし、また検出することが出来る。そして、この実施の形態のように、第１及び第２の弾性表面波反射手段４２及び４２´がはしご形状の電極パターンにより構成されている場合には、はしご形状の電極パターンの電極周期の２倍の波長の弾性表面波を特に効率よく反射することが出来る。
【００８０】
このことは、同一の伝搬路上に複数の特定周波数の弾性表面波を発生させ伝搬させた場合に、相互に異なる特定周波数の弾性表面波を特に効率よく反射する複数の弾性表面波反射手段を上記伝搬路に設けることにより、同一の伝搬路上で複数の識別を相互に独立して同時に行うことが可能なことを意味している。
【００８１】
また、複数の弾性表面波素子の夫々の伝搬路上に相互に異なった周波数の弾性表面波を特に効率よく反射することが可能な弾性表面波反射手段を設け、夫々の弾性表面波素子の伝搬路上に弾性表面波・発生／検出手段により広帯域の周波数を有した弾性表面波を発生させ伝搬させ、弾性表面波・発生／検出手段により検出された反射弾性表面波の周波数の種類を解析することで、夫々の弾性表面波素子を識別することが可能になる。
【００８２】
この実施の形態に従っている弾性表面波素子識別装置は、図２の（Ｂ）を参照しながら前述した第２の実施の形態に従っている弾性表面波素子識別装置と略同じ構成であるが、反射信号検出及び到達時刻解析手段３５は、第１の弾性表面波・発生／検出手段１４により最も効率良く発生され伝搬されるとともにそれに対応する第１の弾性表面波反射手段４２により最も効率よく反射される特定の周波数の弾性表面波に対応した高周波信号Ｆ１と、第２の弾性表面波・発生／検出手段１４´により最も効率良く発生され伝搬されるとともにそれに対応する第２の弾性表面波反射手段４２´により最も効率よく反射される特定の周波数の弾性表面波に対応した高周波信号Ｆ２の夫々について相互に独立して検出し、また夫々における反射往復時間（即ち、反射到達時刻）を解析することが可能に構成されている必要がある。
【００８３】
このような２種類の高周波信号Ｆ１及びＦ２の相互に独立した検出は、出力信号データ化手段３４に２種類の高周波信号Ｆ１及びＦ２の夫々のための周波数フィルターを設置することにより実行可能である。
【００８４】
このように、複数種類の反射弾性表面波に対応した複数種類の高周波信号を利用して複数種類の弾性表面波素子を識別することで、識別精度をより高めることが出来る。
【００８５】
なお、この実施の形態の第１及び第２の弾性表面波反射手段４２及び４２´の夫々のはしご形状の電極パターンは、図２を参照しながら前述した第２の実施の形態における弾性波反射手段３２の溝に比べ、第１及び第２の弾性表面波・発生／検出手段１４及び１４´とともに同じ基体１２の外表面上に同じ材料で同じ工程（例えば、印刷工程やスパッタリング工程）により一括して一体的に容易に、しかも高精度で形成することが出来る。
【００８６】
さらに、はしご形状の電極パターンの寸法や電極本数を変えることにより、それにより反射可能な弾性表面波の周波数や反射効率を容易に自由に設定することが可能である。従って、はしご形状の電極パターンの寸法や電極本数を変えることにより、それにより最も効率よく反射可能な弾性表面波の周波数を任意に設定すれば、任意に設定された周波数の反射弾性表面波に対応する高周波信号の検出により複数種類の弾性表面波素子の夫々の識別を容易に行うことが可能になる。
【００８７】
弾性表面波の伝搬路上に設置した電極パターンの形状や寸法や電極本数と、その電極パターンにより反射可能な弾性表面波の周波数や反射効率との関係は、弾性表面波を扱う学問上公知であり、本発明はこの公知の関係に従う。
【００８８】
以上詳述したことから明らかなように、この実施の形態においては、多種類の弾性表面波素子の基体１２の外表面の伝搬路において最大外周線ＭＬ上で第１及び第２の弾性表面波・発生／検出手段１４，１４´から相互に異なった距離の位置に配置されている第１及び第２の弾性表面波反射手段４２，４２´が、夫々の弾性表面波素子の基体１２の外表面の伝搬路に沿い伝搬する弾性表面波の伝搬特性（この実施の形態では、反射信号到達時刻）を所望の値にする弾性表面波伝搬特性変更手段を構成している。
【００８９】
上述した如く構成されている多種類の弾性表面波素子の基体１２の外表面の少なくとも一部を相互に異なる特定の物質（例えば、ＤＮＡや蛋白質などの種々の生体分子）対して反応する材料により覆うことにより、前述した従来の微小球を使用した多種類の特定物質の分析に使用することが出来るし、しかも多種類の弾性表面波素子の夫々が多種類の所望の特定の物質の中のいずれを分析するために使用されるものなのかを短時間に高精度で容易に知ることが出来る。
【００９０】
多種類の弾性表面波素子の夫々は、伝搬路に接する外部環境の変化（例えば、温度や湿度や気圧や種々の流体の濃度の変化、或いは有機物の付着量）に応じて、伝搬路を伝搬する弾性表面波の伝搬速度がわずかに変化し、周回時間や反射信号到達時刻がわずかに変化する。したがって、この周回時間や反射信号到達時刻の変化を観察することにより上記外部環境の変化の程度を知ることが出来る。
【００９１】
また、周回時間を基準として周回時間に対する反射信号到達時刻の比を測定することにより、上述した外部環境の変化も含めて種々の状況下において反射信号到達時刻にわずかな差異が生じても上記種々の状況下において周回時間も反射信号到達時刻と比例してわずかな差異を生じさせるので、上記種々の状況下における個々の弾性表面波素子の識別をより高精度に行うことが可能になる。
【００９２】
さらに、上述した実施の形態においても、前述した第２の実施の形態の場合と同様に、メモリー３５ａと組み合わされて弾性表面波素子識別手段を構成している反射信号検出及び到達時刻解析手段３５の機能に不可欠な入力手段３３や出力信号データ化手段３４と１対の入出力端子１８との間に図示しない電磁波送受信手段を介在させることも出来る。
【００９３】
また、上述の図示しない弾性表面波素子識別手段によって弾性表面波素子の種類を識別する間には、弾性表面波素子の基体の外表面の伝搬路の一部に弾性表面波の伝搬特性を変更させるようなもの、例えば固体、が接触しないことが好ましいが、上記接触が常に定常条件で行われるのであれば問題はない。
【００９４】
さらに、弾性表面波素子の夫々の球形状の基体１２は、基体１２の外表面において上述した伝搬路の両外側に配置されている１対の端子１６が設けられている１対の領域を相互に平行な平坦面とすることも出来る。
【００９５】
基体１２の外表面上に上述した如くして形成された１つの平坦面は、基体１２の外表面上における１対の端子１６の位置や１対の端子１６の間に設けられている伝搬路の位置を容易に知ることが出来るための位置決め手段として使用することが出来る。
【００９６】
［第４の実施の形態］
次に、この発明の第４の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置を説明する。
【００９７】
図４には、この発明の第４の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において使用される複数種類の中の１種類の弾性表面波素子５０の外観が概略的に示されている。
【００９８】
以下、複数種類の弾性表面波素子について１種類の弾性表面波素子５０を代表として説明する。弾性表面波素子５０は、相互に同じ寸法の球形状の外表面を有した基体５２を備えている。基体１２は、外表面に弾性表面波を発生させることが可能であるとともに発生された弾性表面波を外表面に沿い伝搬させることが可能な相互に同じ材料により形成されていて、この実施の形態では直径が１０ｍｍの圧電結晶の一種であるニオブ酸リチウム（LiNbO3）により形成されている。この材料は酸やアルカリに対して安定であり、特に電気機械結合定数が大きいので送受信回路の構成を簡易にすることが可能である。基体５２の外表面は鏡面加工されていて、弾性表面波の為の１０本の円環状の伝搬路が設定可能であることが分かっている。
【００９９】
これら１０本の円環状の伝搬路については、文献「Japanese Journal of Applied Physics, Vol.43, No. 5B, 2004, Page 3067」に詳しく説明されていて、基体１２の材料の結晶軸により定まる。
【０１００】
そして、１０本の円環状の伝搬路の夫々に相互に異なる周期の弾性表面波を発生させる相互に異なる周期の１０個のすだれ状電極を設置したり、さらに１０本の円環状の伝搬路の夫々に相互に異なる周期の１０個のすだれ状電極と共同する図３を参照しながら前述した第３の実施の形態の弾性表面波反射手段を任意の位置に設置したりすれば、相互に異なる伝搬路での相互に異なる周期の弾性表面波の周回時間や相互に異なる弾性表面波反射時間との組み合わせにより、無数の種類の弾性表面波素子の識別が可能になる。
【０１０１】
図４には、基体５２の３本の伝搬路ＺＬ１，ＺＬ２，そしてＺＬ３の夫々に設置された相互に異なる周期の３個のすだれ状電極５４ａ，５４ｂ，そして５４ｃが示されている。
【０１０２】
なお、これら複数のすだれ状電極に対しては、弾性表面波素子５０を図示しない移動案内手段中で例えば空気圧等を使用して無接触で移動を案内する間に図示しない移動案内手段に設置した図示しない電磁波送受信手段を介して無接触で弾性表面波を発生させ対応する伝搬路中を伝搬させることが出来るし、また複数の伝搬路中を伝搬してきて対応するすだれ状電極により検出された弾性表面波に対応する電気信号を図示しない電磁波送受信手段を介して図示しない周回時間測定手段や図示しない弾性表面波素子識別手段に入力させることが出来る。
【０１０３】
このような、弾性表面波素子の基体１２の外表面の少なくとも一部を相互に異なる特定の物質（例えば、ＤＮＡや蛋白質などの種々の生体分子）対して反応する材料により覆うことにより、前述した従来の微小球を使用した多種類の特定物質の分析に使用することが出来るし、しかも多種類の弾性表面波素子の夫々が多種類の所望の特定の物質の中のいずれを分析するために使用されるものなのかを短時間に高精度で容易に知ることが出来る。
【０１０４】
［第５の実施の形態］
次に、この発明の第５の実施の形態に従った弾性波素子識別装置を説明する。
【０１０５】
図５の（Ａ）には、この発明の第５の実施の形態に従った弾性波素子識別装置において使用される多種類の弾性波素子の製造過程の途中が概略的に示されている。
【０１０６】
図５の（Ａ）には、結晶のＺ軸と直交する方向に所定の厚さに切断されている水晶ウエハー６０が示されている。このような水晶ウエハー６０は相互に同じ寸法の多数の基体６２に切り出される。夫々の基体６２の切断面は、図５の（Ｂ）中に示されているように、球形状の一部による円環状に加工され、基体６２はいわゆるビール樽形状を有するようになる。
【０１０７】
夫々の基体６２のＺ軸方向の一平面には例えばＺｎＯ配向膜のような圧電膜及び圧電膜のための電気端子を含む電気音響変換手段により構成されているバルク波・発生／検出手段６４が形成される。バルク波・発生／検出手段６４は、所定の高周波バースト電流が付加されることにより基体６２中を上記一平面からＺ軸に沿い他方の平面に伝搬する弾性波の一種である所定のバルク波を発生させ、また上記他方の平面で反射されたバルク波を検出することが出来る。
【０１０８】
基体６２のＺ軸方向の他方の平面には、基体６２中を伝搬するバルク波の伝搬特性を所望の値にするバルク波伝搬特性変更手段６６が設けられている。
【０１０９】
この実施の形態においてバルク波伝達特性変更手段６６は少なくとも１つの所定の深さを有した凹所６６ａを含んでいる。
【０１１０】
そして多種類の弾性波素子の夫々は、相互に同じ寸法構成を有した基体６２と、基体６２の一平面に設置された相互に同じ寸法構成を有したバルク波・発生／検出手段６４と、基体６２の他平面に設けられている相互に異なる種類のバルク波伝搬特性変更手段６６により構成されていて、この実施の形態では、相互に異なる種類のバルク波伝搬特性変更手段６６は相互に異なった深さの凹所６６ａにより提供されている。
【０１１１】
弾性波・発生／検出手段６４が基体６２中の上記一平面に弾性波の一種であるバルク波発生させてから、バルク波が基体６２中をＺ軸に沿い他方の平面に向かい伝搬した後に他方の平面の凹所６６ａの底に反射されてバルク波・発生／検出手段６４により検出されるまでに要する反射信号到達時刻は、凹所６６ａの深さにより異なる。
【０１１２】
この実施の形態に従っている弾性波素子識別装置は、図５の（Ｃ）中に示されているように、個々の弾性波素子のバルク波・発生／検出手段６４の図示されていない１対の電極と接触可能な１対の入出力接続端子６８を含んでいて、一方の入出力接続端子６８は接地されていて、他方の入出力接続端子６８には所定の同じ値の高周波信号をバースト状に流す入力手段７０が接続されている。
【０１１３】
１対の入出力接続端子６８に多種類の弾性波素子のいずれかのバルク波・発生／検出手段６４の図示されていない１対の端子が接触されている間に、このいずれかの弾性波素子のバルク波・発生／検出手段６４に１対の入出力接続端子６８を介して入力手段７０が所定の同じ値の高周波信号をバースト状に流すと、１対の入出力接続端子６８に図示されていない１対の端子が接触されているいずれかの種類の弾性波素子の対応するバルク波・発生／検出手段６４から所定の強さで所定の周期のバルク波が対応する基体６２の一方の平面にバースト状に発生され基体６２の内部をＺ軸に沿い他方の平面に向かい伝搬し、他方の平面の凹所６６ａの底面で反射した後に基体６２の内部をＺ軸に沿い一方の平面に向かい伝搬し対応するバルク波・発生／検出手段６４により検出される。
【０１１４】
この実施の形態において、１対の入出力接続端子６８にはさらに、出力信号データ化手段７１を介して、バルク波・発生／検出手段６４により発生されたバースト状のバルク波が上述した如く検出されるまでに要する反射往復時間（反射信号到達時刻）を測定する反射信号到達時刻測定手段７２が接続されている。
【０１１５】
複数種類の弾性波素子における反射信号到達時刻は、夫々の弾性波素子の凹所６６ａの深さにより相互に異なる。
【０１１６】
反射信号到達時刻測定手段７２には、反射信号到達時刻と弾性表面波素子番号関連付けデータを貯蔵したメモリー７２ａ及び素子番号表示手段７４が接続されている。
【０１１７】
反射信号到達時刻測定手段７２は、ここで測定された上記反射信号到達時刻をメモリー７２ａ中に貯蔵されている反射信号到達時刻と弾性表面波素子番号関連付けデータに照らし合わせ、上記反射信号到達時刻を基礎に上記反射信号到達時刻が測定された弾性表面波素子の番号、即ち種類、を特定し、その特定結果が素子番号表示手段７４に表示される。
【０１１８】
上述した反射信号到達時刻の差異は、バルク波が基体６２中をＺ軸に沿い一方の平面と他方の平面の凹所６６ａの底との間で往復する回数が増大するに従い比例して増大し、より明確になる。
【０１１９】
以上詳述したことから明らかなように、この実施の形態においては、多種類の弾性波素子の基体６２の他方の平面に設けられている相互に深さが異なっている凹所６６ａが、夫々の弾性波素子の基体６２の内部をＺ軸に沿い伝搬するバルク波の伝搬特性（この実施の形態では、反射信号到達時刻）を所望の値にする弾性波伝搬特性変更手段を構成している。
【０１２０】
また、反射信号到達時刻と弾性表面波素子番号関連付けデータが格納されたメモリー７２ａと組み合わされている反射信号到達時刻測定手段７２が、バルク波・発生／検出手段６４から検出されたバルク波の所望の値の伝搬特性（この実施の形態では、反射信号到達時刻）により弾性波素子を識別する弾性波素子識別手段を構成している。
【０１２１】
上述した如く構成されている多種類の弾性波素子の基体６２の外表面の少なくとも一部を相互に異なる特定の物質（例えば、ＤＮＡや蛋白質などの種々の生体分子）対して反応する材料により覆うことにより、前述した従来の微小球を使用した多種類の特定物質の分析に使用することが出来るし、しかも多種類の弾性波素子の夫々が多種類の所望の特定の物質の中のいずれを分析するために使用されるものなのかを短時間に高精度で容易に知ることが出来る。
【０１２２】
この実施の形態に従った多種類の弾性波素子の夫々の基体６２の球面の一部により円環状に構成されている側面に、図５の（Ｄ）中に示されている如く、弾性表面波・発生／検出手段７６を設置するとともに、基体６２の１対の平面に弾性表面波・発生／検出手段７６のための１対の端子を設置し、さらに基体６２のバルク波・発生／検出手段６４のための１対の入出力接続端子６８の一方に接続されている出力信号データ化手段７１に、図１の（Ｄ）中に示されている如き周回速度測定手段２４ａや弾性表面波伝搬状態解析手段２４ｂを接続することが出来る。このようにした場合、弾性表面波・発生／検出手段７６のための１対の端子に１対の入出力接続端子６８を接続させている間に、バルク波・発生／検出手段６４から発生され検出されるバルク波を利用した弾性波素子の識別を行うと同時に、基体６２の側面に弾性表面波・発生／検出手段７６を介して弾性表面波を発生させ矢印Ａにより示されている如く上記側面上を伝搬させることが出来る。ここにおいて、基体６２の側面に接する外部環境に変化（例えば、温度や湿度や気圧や種々の流体の濃度の変化、或いは有機物質の付着量）が生じていれば、その変化量に応じて周回速度測定手段２４ａにより測定される基体６２の側面を伝搬する弾性表面波の周回速度がわずかに変化する。そして、この周回速度の変化を弾性表面波伝搬状態解析手段２４ｂにより解析することにより上記外部環境の変化の程度を知る（評価する）ことが出来る。そして、ここで解析された上記外部環境の変化の程度（評価）を、素子番号表示手段７４により表示させることも出来る。
【０１２３】
なお弾性表面波・発生／検出手段７６は電気音響変換素子であることが出来、より詳細にはすだれ状電極であることが出来る。
【０１２４】
さらに、上述した実施の形態においては、弾性波素子識別手段を構成している、メモリー７２ａと組み合わされている反射信号到達時刻測定手段７２の機能に不可欠な入力手段７０や出力信号データ化手段７１と１対の入出力端子６８との間に図示しない電磁波送受信手段を介在させることも出来る。このような電磁波送受信手段は、例えば図５の（Ｃ）中の１対の入出力端子６８を一方のアンテナとして使用し、入力手段７０及び出力信号データ化手段７１を図示しない増幅器を介して上記一方のアンテナとの間で電磁波のやり取りをする他方のアンテナに接続することにより構成することが可能である。即ち、入力手段７０は、１対の入出力端子６８に図示されていない１対の端子を接触させている弾性波素子の電気音響変換手段の一種であるバルク波・発生／検出手段６４に対し上述した図示しない電磁波送受信手段を介してバースト状の所定の高周波信号を負荷することで、バルク波・発生／検出手段６４により上記弾性波素子の基体６２の内部にＺ軸に沿い所定のバルク波を発生させるとともに伝搬させることが出来る。さらに、バルク波・発生／検出手段６４により検出された基体６２中をＺ軸に沿い伝搬し反射された後のバルク波に対応したバースト状の高周波信号を、上記図示しない電磁波送受信手段を介して反射信号到達時刻測定手段７２や弾性波素子識別手段７４に送り、弾性波素子の種類を識別させることも出来る。
【０１２５】
また、図５（Ｄ）中に示されている如く、基体６２の側面に弾性表面波・発生／検出手段７６を設置し、また上述したように基体６２の１対の平面に弾性表面波・発生／検出手段７６のための１対の端子を設置し、さらに基体６２のバルク波・発生／検出手段６４のための１対の入出力接続端子６８の一方に接続されている出力信号データ化手段７１に、図１の（Ｄ）中に示されている如き周回速度測定手段２４ａや弾性表面波伝搬状態解析手段２４ｂを接続している場合にも、上述した如く入力手段７０や出力信号データ化手段７１と１対の入出力端子６８との間に図示しない電磁波送受信手段を介在させることも出来る。
【０１２６】
そして、入力手段７０は、１対の入出力端子６８に図示されていない１対の端子を接触させている弾性波素子の基体６２の円環状の側面の電気音響変換手段の一種であるすだれ状電極により構成されている弾性表面波・発生／検出手段７６に対し上述した図示しない電磁波送受信手段を介してバースト状の所定の高周波信号を付加することで、弾性表面波・発生／検出手段７６により上記弾性波素子の基体６２の円環状の側面に所定の弾性表面波を発生させるとともに伝搬させることが出来る。さらに、弾性表面波・発生／検出手段７６により検出された基体６２の円環状の側面を伝搬した後の弾性表面波に対応したバースト状の高周波信号を、上記図示しない電磁波送受信手段を介して上述した如く図１の（Ｄ）中に示されているのと同様な周回速度測定手段２４ａや弾性表面波伝搬状態解析手段２４ｂに送信し、基体６２の側面に接する外部環境に変化（例えば、温度や湿度や気圧や種々の流体の濃度の変化、或いは有機物質の付着量）の程度を知る（評価する）ことが出来る。
【０１２７】
なお、弾性波素子識別手段７４によって弾性波素子の種類を識別する間には、弾性波素子の基体６２の他方の平面に弾性表面波の伝搬特性（この実施の形態では、反射信号到達時刻）を変更させるようなもの、例えば固体、が接触しないことが好ましいが、上記接触が常に定常条件で行われるのであれば問題はない。
【０１２８】
例えば、図１の（Ｅ）中に示されているのと同様に、基体６２の外周面の直径と略同じ間隔で相互に平行に対向し水平に延出した１対のガイド板と１対のガイド板の下端部に間に延出した床板とを備えた弾性波素子案内手段を準備し、床板に基体６２の他方の平面の凹所６６ａ以外の部分のみを接触させて弾性波素子を床板上で移動させることが出来るよう凹所を設ける。そして、上述した移動の間に弾性波素子の一方の平面のバルク波・発生／検出手段６４の図示されていない１対の電極に図５の（Ｃ）中に示されている１対の端子１８を接触させれば、基体６２の他方の平面の凹所６６ａに弾性波の伝搬特性を変化させるようなもの、例えば固体、を接触させることなく基体６２の内部にＺ軸に沿い弾性波を発生させ伝搬させることが出来る。あるいは、床板から空気のような気体を定常状態で噴出させることにより、１対のガイド板の間で弾性波素子を床板から浮かして基体６２の他方の平面に床板を接触させないようにすることが出来る。
【０１２９】
なおこの実施の形態において、弾性波素子の他方の平面に弾性波伝搬特性変更手段として１つの所定の深さの凹所６６ａが形成されていたが、図５の（Ｂ）中に示されているように複数の相互に深さの異なる凹所６６ｂや６６ｃを形成しても良い。この場合には、多数の弾性波素子の相互の識別は、個々の弾性波素子の他方の平面に弾性波伝搬特性変更手段として形成されている複数の凹所のもたらす複数の反射信号到達時刻の組み合わせにより行うことが出来る。
【０１３０】
個々の弾性波素子の他方の平面に弾性波伝搬特性変更手段として形成される凹所の数が増えれば、これら複数の凹所のもたらす複数の反射信号到達時刻の組み合わせも増え、ひいては識別可能な弾性波素子の個数が非常に増える。
【０１３１】
この実施の形態において、弾性波素子の他方の平面に弾性波伝搬特性変更手段として１つの所定の深さの凹所６６ａが形成されていたが、他方の平面に他方の平面におけるバルク波の反射特性を相互に変えるよう相互に厚さの異なる所定の材料の膜を形成することも出来る。上述した如く反射特性が変われば、当然のことながら反射信号到達時刻も変わる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】（Ａ），（Ｂ），そして（Ｃ）は、この発明の第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において識別される多種類の弾性表面波素子の中の３種類を概略的に示す正面図であり； （Ｄ）は、上記第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において、上記多種類の弾性表面波素子を識別するのに使用される弾性表面波素子識別手段（周波数特性と弾性表面波素子番号関連付けデータを格納したメモリー２３ａと組み合わされた弾性表面波素子識別手段２３）及び弾性表面波素子識別手段を動作させるのに必要な種々の他の構成要素を概略的に示す図であり；そして、 （Ｅ）は、上記第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において識別される多種類の弾性表面波素子の変形例の識別作業を容易にする為の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】（Ａ）は、この発明の第２の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において識別される多数の弾性表面波素子の中の１つを概略的に示す正面図であり； （Ｂ）は、上記第１の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において、上記多種類の弾性表面波素子を識別するのに使用される弾性表面波素子識別手段（反射信号到達時刻と弾性表面波素子番号関連付けデータを格納したメモリー３５ａと組み合わされた反射信号検出及び到達時刻解析手段３５）及び弾性表面波素子識別手段を動作させるのに必要な種々の他の構成要素を概略的に示す図であり；そして、 （Ｃ）は、（Ｂ）に示されている弾性表面波素子識別手段及び種々の他の構成要素により（Ａ）に示されている１つの弾性表面波素子を識別するために、上記１つの弾性表面波素子の弾性表面波・発生／検出手段により上記１つの弾性表面波素子の基体の伝搬路に最初に発生されたインパルス高周波信号Ｓ１と、それにより伝搬路を周回した後に弾性表面波・発生／検出手段により検出された周回インパルス高周波信号Ｓ２と、インパルス高周波信号Ｓ１により上記伝搬路上の弾性表面波反射手段３２により反射された後に弾性表面波・発生／検出手段により検出された第１及び第２反射インパルス高周波信号Ｒ１及びＲ２と、の時間の経過に伴う関係を概略的に示す図である。
【図３】この発明の第３の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において識別される多数の弾性表面波素子の中の１つを概略的に示す正面図である。
【図４】この発明の第４の実施の形態に従った弾性表面波素子識別装置において識別される多数の弾性表面波素子の中の１つを概略的に示す正面図である。
【図５】（Ａ）は、この発明の第５の実施の形態に従った弾性波素子識別装置において識別される多数の弾性波素子を製造する１つの過程を示す概略的な斜視図であり； （Ｂ）は、この発明の第５の実施の形態に従った弾性波素子識別装置において識別される多数の弾性波素子の１つを概略的に示す側面図であり； （Ｃ）は、上記第５の実施の形態に従った弾性波素子識別装置において、上記多数の弾性波素子を識別するのに使用される弾性波素子識別手段（反射信号到達時刻と弾性表面波素子番号関連付けデータを格納したメモリー７２ａに組み合わされた反射信号到達時刻測定手段）及び弾性波素子識別手段を動作させるのに必要な種々の他の構成要素を概略的に示す図であり；そして、 （Ｄ）は、（Ｂ）に示されているこの発明の第５の実施の形態に従った弾性波素子識別装置において識別される１つの弾性波素子の変形例を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…弾性表面波素子、１２…基体、１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ…弾性表面波・発生／検出手段（電気音響変換手段，すだれ状電極，弾性表面波伝搬特性変更手段）、ＭＬ…最大外周線、２３…弾性表面波素子識別手段（弾性表面波素子識別手段）、２３ａ…メモリー（弾性表面波素子識別手段）、３０…弾性表面波素子、１４…弾性表面波・発生／検出手段（電気音響変換手段，すだれ状電極）、３２…弾性表面波反射手段（弾性表面波伝搬特性変更手段）、３５…反射信号検出及び到達時刻解析手段（弾性表面波素子識別手段）、３５ａ…メモリー（弾性表面波素子識別手段）、４０…弾性表面波素子、４２…弾性表面波反射手段（弾性表面波伝搬特性変更手段）、１４´…弾性表面波・発生／検出手段（電気音響変換手段，すだれ状電極）、４２´…弾性表面波反射手段（弾性表面波伝搬特性変更手段）、５０…弾性表面波素子、５２…基体、ＺＬ１，ＺＬ２，ＺＬ３…伝搬路、５４ａ，５４ｂ，５４ｃ…すだれ状電極（弾性表面波・発生／検出手段，電気音響変換手段，弾性表面波伝搬特性変更手段）、６２…基体、６４…バルク波・発生／検出手段（電気音響変換手段）、６６ａ，６６ｂ，６６ｃ…凹所（バルク波伝搬特性変更手段）、７２…反射信号到達時刻測定手段（弾性波素子識別手段）、７２ａ…メモリー（弾性波素子識別手段），７６…弾性表面波・発生／検出手段（電気音響変換手段，すだれ状電極）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球形状の少なくとも一部を含む外表面を有した基体と、基体の外表面の球形状の少なくとも一部に設けられ弾性表面波が伝搬可能な伝搬路と、伝搬路に弾性表面波を発生させ伝搬させるとともに伝搬された弾性表面波を検出する弾性表面波・発生／検出手段と、を備えている弾性表面波素子を識別する装置であって、
弾性表面波素子の基体の外表面の球形状の少なくとも一部に設けられ弾性表面波素子の伝搬路に沿い伝搬する弾性表面波の伝搬特性を所望の値にする弾性表面波伝搬特性変更手段と、
弾性表面波・発生／検出手段から検出された弾性表面波の所望の値の伝搬特性により弾性表面波素子を識別する弾性表面波素子識別手段と、
を含む、ことを特徴とする弾性表面波素子識別装置。
【請求項２】
上記基体の上記外表面の球形状の少なくとも一部は上記外表面の最大外周線を構成するよう円環状に延びており、上記伝搬路は上記外表面の円環状に延びた球形状の少なくとも一部に沿い円環状に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項３】
上記弾性表面波・発生／検出手段により上記伝搬路に発生された弾性表面波は円環状に延びた上記伝搬路を周回し、上記弾性表面波伝搬特性変更手段は上記伝搬路を伝搬してきた弾性表面波の少なくとも一部を上記伝搬路上に反射する、ことを特徴とする請求項２に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項４】
上記弾性表面波素子識別手段は、上記弾性表面波・発生／検出手段により上記伝搬路に発生された弾性表面波が上記伝搬路を周回するのに要する弾性表面波周回時間と、上記弾性表面波伝搬特性変更手段により反射された反射弾性表面波が上記弾性表面波・発生／検出手段により検出されるまでに要する反射弾性表面波検出時間と、の比によって弾性表面波素子を識別する、ことを特徴とする請求項３に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項５】
上記弾性表面波・発生／検出手段は電気音響変換手段であり、上記弾性表面波素子識別手段は電磁波送受信手段を有しており、上記電気音響変換手段は電磁波送受信手段を介して受信した電磁波により上記伝搬路に弾性表面波を励起させるともに伝搬させ、また上記電気音響変換手段は上記伝搬路から検出した弾性表面波に対応した電磁波を上記電磁波送受信手段を介して上記弾性表面波素子識別手段へと送信させる、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項６】
上記弾性表面波素子は上記伝搬路を伝搬する弾性表面波の伝搬特性の所望の値からのずれの程度により上記伝搬路に接する外部環境の変化を評価することに用いられる、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項７】
上記基体は球形状に形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項８】
上記基体の上記外表面は上記伝搬路の両側において上記伝搬路に沿う２つの平面を有している、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項９】
上記伝搬路は複数設けられており、上記複数の伝搬路には上記弾性表面波・発生／検出手段も複数設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項１０】
上記基体の上記外表面の球形状の少なくとも一部に設けられている上記弾性表面波伝搬特性変更手段は、上記外表面の球形状の少なくとも一部に設けられている表面装飾を含む、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項１１】
上記基体の外表面の少なくとも一部が特定の物質に対し反応する材料により覆われている、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項１２】
上記弾性表面波・発生／検出手段はすだれ状電極を含んでいる、ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項１３】
上記基体は圧電結晶により形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項１４】
バルク波が内部に伝搬可能な材料により形成され少なくとも相互に平行な２つの平面を有する基体と、上記２つの平面の一方に設けられ上記一方の平面から上記基体中を上記２つの平面の他方に向かい伝搬し上記他方の平面で反射されて上記基体中を上記一方の平面に向かい伝搬されるバルク波を発生させるとともに上記他方の平面で反射されたバルク波を検出するバルク波・発生／検出手段と、を備えている弾性波素子を識別する装置であって、
弾性波素子の基体の上記他方の平面に設けられ上記基体中を伝搬するバルク波の伝搬特性を所望の値にするバルク波伝搬特性変更手段と、
バルク波・発生／検出手段から検出されたバルク波の所望の値の伝搬特性により弾性波素子を識別する弾性波素子識別手段と、
を含む、ことを特徴とする弾性波素子識別装置。
【請求項１５】
上記バルク波・発生／検出手段は電気音響変換手段を有しており、上記弾性波素子識別手段は電磁波送受信手段を有しており、上記電気音響変換手段は上記電磁波送受信手段を介して受信した電磁波により上記基体の上記一方の平面でバルク波を発生させるとともに上記基体の材料中を上記他方の平面に向かい伝搬させ、また上記電極は上記一方の平面において検出した上記他方の平面から反射されてきたバルク波に対応した電磁波を上記電磁波送受信手段を介して上記弾性波素子識別手段へと送信させる、ことを特徴とする請求項１４に記載の弾性波素子識別装置。
【請求項１６】
上記弾性波素子は基体の材料中を伝搬するバルク波の伝搬特性の所望の値からのずれの程度により基体の外表面に接する外部環境の変化を評価することに用いられる、ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の弾性波素子識別装置。
【請求項１７】
上記基体は圧電結晶により形成されている、ことを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の弾性波素子識別装置。
【請求項１８】
上記基体の外表面の上記他方の平面に設けられている上記弾性波伝搬特性変更手段は、上記外表面の上記他方の平面に設けられている所定の材料の所定の厚さの膜である、ことを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載の弾性波素子識別装置。
【請求項１９】
上記基体の外表面の上記他方の平面に設けられている上記弾性波伝搬特性変更手段は、上記外表面の上記他方の平面に設けられている所定の深さを有した凹所である、ことを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載の弾性波素子識別装置。
【請求項２０】
上記基体の外表面の少なくとも一部が特定の物質に対し反応する材料により覆われている、ことを特徴とする請求項１４乃至１９のいずれか１項に記載の弾性波素子識別装置。
【請求項１】
球形状の少なくとも一部を含む外表面を有した基体と、基体の外表面の球形状の少なくとも一部に設けられ弾性表面波が伝搬可能な伝搬路と、伝搬路に弾性表面波を発生させ伝搬させるとともに伝搬された弾性表面波を検出する弾性表面波・発生／検出手段と、を備えている弾性表面波素子を識別する装置であって、
弾性表面波素子の基体の外表面の球形状の少なくとも一部に設けられ弾性表面波素子の伝搬路に沿い伝搬する弾性表面波の伝搬特性を所望の値にする弾性表面波伝搬特性変更手段と、
弾性表面波・発生／検出手段から検出された弾性表面波の所望の値の伝搬特性により弾性表面波素子を識別する弾性表面波素子識別手段と、
を含む、ことを特徴とする弾性表面波素子識別装置。
【請求項２】
上記基体の上記外表面の球形状の少なくとも一部は上記外表面の最大外周線を構成するよう円環状に延びており、上記伝搬路は上記外表面の円環状に延びた球形状の少なくとも一部に沿い円環状に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項３】
上記弾性表面波・発生／検出手段により上記伝搬路に発生された弾性表面波は円環状に延びた上記伝搬路を周回し、上記弾性表面波伝搬特性変更手段は上記伝搬路を伝搬してきた弾性表面波の少なくとも一部を上記伝搬路上に反射する、ことを特徴とする請求項２に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項４】
上記弾性表面波素子識別手段は、上記弾性表面波・発生／検出手段により上記伝搬路に発生された弾性表面波が上記伝搬路を周回するのに要する弾性表面波周回時間と、上記弾性表面波伝搬特性変更手段により反射された反射弾性表面波が上記弾性表面波・発生／検出手段により検出されるまでに要する反射弾性表面波検出時間と、の比によって弾性表面波素子を識別する、ことを特徴とする請求項３に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項５】
上記弾性表面波・発生／検出手段は電気音響変換手段であり、上記弾性表面波素子識別手段は電磁波送受信手段を有しており、上記電気音響変換手段は電磁波送受信手段を介して受信した電磁波により上記伝搬路に弾性表面波を励起させるともに伝搬させ、また上記電気音響変換手段は上記伝搬路から検出した弾性表面波に対応した電磁波を上記電磁波送受信手段を介して上記弾性表面波素子識別手段へと送信させる、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項６】
上記弾性表面波素子は上記伝搬路を伝搬する弾性表面波の伝搬特性の所望の値からのずれの程度により上記伝搬路に接する外部環境の変化を評価することに用いられる、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項７】
上記基体は球形状に形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項８】
上記基体の上記外表面は上記伝搬路の両側において上記伝搬路に沿う２つの平面を有している、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項９】
上記伝搬路は複数設けられており、上記複数の伝搬路には上記弾性表面波・発生／検出手段も複数設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項１０】
上記基体の上記外表面の球形状の少なくとも一部に設けられている上記弾性表面波伝搬特性変更手段は、上記外表面の球形状の少なくとも一部に設けられている表面装飾を含む、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項１１】
上記基体の外表面の少なくとも一部が特定の物質に対し反応する材料により覆われている、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項１２】
上記弾性表面波・発生／検出手段はすだれ状電極を含んでいる、ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項１３】
上記基体は圧電結晶により形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の弾性表面波素子識別装置。
【請求項１４】
バルク波が内部に伝搬可能な材料により形成され少なくとも相互に平行な２つの平面を有する基体と、上記２つの平面の一方に設けられ上記一方の平面から上記基体中を上記２つの平面の他方に向かい伝搬し上記他方の平面で反射されて上記基体中を上記一方の平面に向かい伝搬されるバルク波を発生させるとともに上記他方の平面で反射されたバルク波を検出するバルク波・発生／検出手段と、を備えている弾性波素子を識別する装置であって、
弾性波素子の基体の上記他方の平面に設けられ上記基体中を伝搬するバルク波の伝搬特性を所望の値にするバルク波伝搬特性変更手段と、
バルク波・発生／検出手段から検出されたバルク波の所望の値の伝搬特性により弾性波素子を識別する弾性波素子識別手段と、
を含む、ことを特徴とする弾性波素子識別装置。
【請求項１５】
上記バルク波・発生／検出手段は電気音響変換手段を有しており、上記弾性波素子識別手段は電磁波送受信手段を有しており、上記電気音響変換手段は上記電磁波送受信手段を介して受信した電磁波により上記基体の上記一方の平面でバルク波を発生させるとともに上記基体の材料中を上記他方の平面に向かい伝搬させ、また上記電極は上記一方の平面において検出した上記他方の平面から反射されてきたバルク波に対応した電磁波を上記電磁波送受信手段を介して上記弾性波素子識別手段へと送信させる、ことを特徴とする請求項１４に記載の弾性波素子識別装置。
【請求項１６】
上記弾性波素子は基体の材料中を伝搬するバルク波の伝搬特性の所望の値からのずれの程度により基体の外表面に接する外部環境の変化を評価することに用いられる、ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の弾性波素子識別装置。
【請求項１７】
上記基体は圧電結晶により形成されている、ことを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の弾性波素子識別装置。
【請求項１８】
上記基体の外表面の上記他方の平面に設けられている上記弾性波伝搬特性変更手段は、上記外表面の上記他方の平面に設けられている所定の材料の所定の厚さの膜である、ことを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載の弾性波素子識別装置。
【請求項１９】
上記基体の外表面の上記他方の平面に設けられている上記弾性波伝搬特性変更手段は、上記外表面の上記他方の平面に設けられている所定の深さを有した凹所である、ことを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載の弾性波素子識別装置。
【請求項２０】
上記基体の外表面の少なくとも一部が特定の物質に対し反応する材料により覆われている、ことを特徴とする請求項１４乃至１９のいずれか１項に記載の弾性波素子識別装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１２１２３４（Ｐ２００６−１２１２３４Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０４８２３（Ｐ２００４−３０４８２３）
【出願日】平成１６年１０月１９日（２００４．１０．１９）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【出願人】（５０３４１６８７０）ボール・セミコンダクター・インコーポレーテッド (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１９日（２００４．１０．１９）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【出願人】（５０３４１６８７０）ボール・セミコンダクター・インコーポレーテッド (5)
【Ｆターム（参考）】
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