被測定物特性測定装置
【課題】装置を小型化するとともに、弾性表面波の減衰を防ぎ、測定精度の維持を図ることができる被測定物特性測定装置を提供することを目的とする。
【解決手段】被測定物特性測定装置１０は、入力電極２１（２２，２３）と出力電極３１（３２，３３）との間に被測定物２６が負荷される短絡伝搬路４１（４２，４３）が形成された複数の第１弾性表面波素子１１（１２，１３）を備え、入力電極２１から信号を入力し、出力電極３３から出力された出力信号に基づいて被測定物２６の特性を求める。被測定物特性測定装置１０では、導電性が低い被測定物２６の物理的特性を測定する場合であっても、被測定物２６が負荷される伝搬路を所定の長さへの変更が可能となり、測定装置として小型化することができる。
【解決手段】被測定物特性測定装置１０は、入力電極２１（２２，２３）と出力電極３１（３２，３３）との間に被測定物２６が負荷される短絡伝搬路４１（４２，４３）が形成された複数の第１弾性表面波素子１１（１２，１３）を備え、入力電極２１から信号を入力し、出力電極３３から出力された出力信号に基づいて被測定物２６の特性を求める。被測定物特性測定装置１０では、導電性が低い被測定物２６の物理的特性を測定する場合であっても、被測定物２６が負荷される伝搬路を所定の長さへの変更が可能となり、測定装置として小型化することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入出力電極間に被測定物が負荷される伝搬路が形成された複数の弾性表面波素子を備え、前記被測定物の特性を求める被測定物特性測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、弾性表面波素子は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられた櫛歯状電極指からなる入力電極及び出力電極を備えている。弾性表面波素子では、入力電極に電気信号が入力されると、電極指間に電界が発生し、圧電効果により弾性表面波が励振され、圧電基板上を伝搬していく。この弾性表面波のうち、伝搬方向と直交する方向に変位するすべり弾性表面波（SH-SAW: Shear horizontal Surface Acoustic Wave）を利用する弾性表面波素子を用いた各種物質の検出や物性値等の測定を行うための弾性波センサが研究されている（特許文献１）。
【０００３】
弾性波センサでは、圧電基板上に負荷された被測定物の領域が電気的に開放されている場合と、短絡されている場合とでは、出力電極から出力される出力信号の特性に差異があることを利用して被測定物の物理的特性として誘電率、導電率を求めることができる。また、弾性表面波素子の入力電極と出力電極の間の伝搬路上に凹凸構造を形成し、その凹部に被測定物を負荷すると、負荷された被測定物は擬似的に膜を形成する。この膜は圧電基板とともに励振し、膜の質量に基づいて共振周波数が変化する質量負荷効果を利用して、被測定物の密度を求めることができる（特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】特許第３４８１２９８号公報
【特許文献２】特許第３２４８６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
導電性の低い被測定物の物理的特性を測定する場合には、分解能を高くする必要がある。一般的に、導電性の変化では、周波数に反比例して分解能が高くなることが知られており、導電性の低い被測定物の物理的特性を測定する場合には、分解能を高くするために周波数を低くする必要がある。
【０００６】
しかしながら、低周波化を図るためには伝搬路長を長くする必要があり、そのためには弾性表面波が伝搬する方向に基板を長くする必要があり、弾性波センサ自体が大型化する。また、単に伝搬路長を長くした場合には、伝搬する弾性表面波が減衰するために測定精度の低下を招くおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであって、装置を小型化するとともに、弾性表面波の減衰を防ぎ、測定精度の維持を図ることができる被測定物特性測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る被測定物特性測定装置は、入出力電極間に被測定物が負荷される伝搬路が形成された複数の弾性表面波素子を備え、前記入力電極から信号を入力し、前記出力電極から出力された出力信号に基づいて前記被測定物の特性を求める被測定物特性測定装置であって、前記各弾性表面波素子は並列に配列され、一の弾性表面波素子の出力電極と、前記一の弾性表面波素子と隣接する他の弾性表面波素子の入力電極との間に整合器が接続され、前記各弾性表面波素子は、縦列接続されていることを特徴とする。
【０００９】
また、被測定物特性測定装置では、前記一の弾性表面波素子の出力電極と、前記隣接する他の弾性表面波素子の入力電極との間に増幅器を接続してもよい。
【００１０】
本発明に係る他の被測定物特性測定装置は、入出力電極間に被測定物が負荷される第１伝搬路が形成された複数の第１弾性表面波素子と、入出力電極間に被測定物が負荷され前記第１伝搬路と異なる振幅・位相特性の第２伝搬路を有する複数の第２弾性表面波素子とを備え、前記第１弾性表面波素子の入力電極と前記第２弾性表面波素子の入力電極とに同一の信号を入力し、前記第１弾性表面波素子の出力電極からの出力信号と、前記第２弾性表面波素子の出力電極からの出力信号とに基づいて前記被測定物の特性を求める被測定物特性測定装置であって、前記各第１及び第２弾性表面波素子は並列に配列され、一の第１弾性表面波素子の出力電極と、前記一の第１弾性表面波素子と隣接する他の第１弾性表面波素子の入力電極との間に整合器が接続され、前記各第１弾性表面波素子は、縦列接続され、一の第２弾性表面波素子の出力電極と、前記一の第２弾性表面波素子と隣接する他の第２弾性表面波素子の入力電極との間に整合器が接続され、前記各第２弾性表面波素子は、縦列接続されていることを特徴とする。
【００１１】
また、被測定物特性測定装置では、前記一の第１弾性表面波素子の出力電極と、前記隣接する他の第１弾性表面波素子の入力電極との間に増幅器を接続し、前記一の第２弾性表面波素子の出力電極と、前記隣接する他の第２弾性表面波素子の入力電極との間に増幅器を接続してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、各弾性表面波素子を縦列接続することにより、粘性を測定する場合に、被測定物２６が負荷される伝搬路を所定の長さへの変更が可能となり、測定装置として小型化することができる。また、被測定物の物理的特性の測定では、被測定物が負荷される伝搬路が所定の長さ以上の場合には回折が生じる場合があるが、前記伝搬路の長さを短くし、必要な伝搬長を弾性表面波素子を縦列接続して補うことにより、回折を抑制した被測定物の物理的特性が可能となる。さらに、各弾性表面波素子間に増幅器を設けることにより、被測定物が負荷される伝搬路で減衰が大きい被測定物であっても、物理的特性を精度良く測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る被測定物特性測定装置１０の構成の説明図である。被測定物特性測定装置１０は、ＳＡＷセンサ１４と、高周波の電気信号を発生する発振器５０と、発振器５０からの電気信号を分配する分配器５２と、分配器５２から分配された電気信号と、弾性表面波に対応した出力信号との振幅比、位相差等を測定する弾性波検出器５４と、粘性を算出する粘性算出部５６とを備える。
【００１４】
ＳＡＷセンサ１４は、第１弾性表面波素子１１、１２、１３を備える。第１弾性表面波素子１１は、入力電極２１及び出力電極３１を備え、入力電極２１と出力電極３１との間には、短絡伝搬路４１が形成され、第１弾性表面波素子１２は、入力電極２２及び出力電極３２を備え、入力電極２２と出力電極３２との間には、短絡伝搬路４２が形成され、第１弾性表面波素子１３は、入力電極２３及び出力電極３３を備え、入力電極２３と出力電極３３との間には、短絡伝搬路４３が形成される。また、第１弾性表面波素子１１、１２、１３は、圧電基板３８上に互いに並列になるように配置されている。
【００１５】
第１弾性表面波素子１１の出力電極３１と第１弾性表面波素子１２の入力電極２２との間にはインピーダンス整合をするために整合器５８が接続され、第１弾性表面波素子１２の出力電極３２と第１弾性表面波素子１３の入力電極２３との間にも、整合器５８と同様の整合器６０が接続され、第１弾性表面波素子１１、１２、１３は縦列接続されている。整合器５８、６０としては、例えば、Ｒ、Ｌ、Ｃで構成されるインピーダンス整合器を用いることができが、インピーダンスを整合することができれば特にその構成については限定されるものではない。
【００１６】
入力電極２１、２２、２３は、発振器５０から分配器５２を介して入力された電気信号に基づいて弾性表面波を励振させるために櫛形電極で構成される。また、出力電極３１、３２、３３は、入力電極２１、２２、２３の各々から励振され伝搬してきた弾性表面波を受信するために櫛形電極で構成されている。
【００１７】
短絡伝搬路４１、４２、４３は、圧電基板３８上に蒸着された金属膜４０で形成され、金属膜４０は電気的に短絡された短絡伝搬路である。金属膜４０の材料は特に限られないが、被測定物２６に対して、化学的に安定している金で形成することが好ましい。
【００１８】
圧電基板３８は、すべり弾性表面波を伝搬することができれば、特に限られないが、３６度Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3であることが好ましい。
【００１９】
被測定物特性測定装置１０による被測定物２６の物理的特性の測定は、次のように行われる。
【００２０】
まず、被測定物２６が短絡伝搬路４１、短絡伝搬路４２、短絡伝搬路４３に負荷され、その後、発振器５０からの電気信号が分配器５２で分配されて弾性波検出器５４及び入力電極２１に同一信号が入力される。入力電極２１では、入力された信号に基づいて弾性表面波が励振され、短絡伝搬路４１上を伝搬（図１中Ｘ１方向）して出力電極３１で受信される。出力電極３１で受信された信号は、整合器５８を経て入力電極２２に出力される。入力電極２２では、入力された前記信号に基づいて弾性表面波が励振され、短絡伝搬路４２上を伝搬（図１中Ｘ２方向）して出力電極３２で受信される。出力電極３２で受信された信号は、整合器６０を経て入力電極２３に出力される。入力電極２３では、入力された前記信号に基づいて弾性表面波が励振され、短絡伝搬路４３上を伝搬（図１中Ｘ３方向）して出力電極３３で受信される。
【００２１】
弾性波検出器５４では、発振器５０から出力され、分配器５２で分配された信号と、出力電極３３からの出力信号との振幅比、位相差及び伝搬遅延差が検出される。当該検出された振幅比、位相差は、被測定物２６の質量負荷効果に対応しており、この振幅比、位相差に基づく信号が粘性算出部５６に出力されて、粘性算出部５６で被測定物２６の物理的特性として粘性が算出される。
【００２２】
以上説明したように、被測定物特性測定装置１０は、入力電極２１（２２，２３）と出力電極３１（３２，３３）との間に被測定物２６が負荷される短絡伝搬路４１（４２，４３）が形成された複数の第１弾性表面波素子１１、１２、１３を備え、入力電極２１から信号を入力し、出力電極３３から出力された出力信号に基づいて被測定物２６の特性を求める。被測定物特性測定装置１０では、第１弾性表面波素子１１、１２、１３を並列に配列し、第１弾性表面波素子１１の出力電極３１と、第１弾性表面波素子１１と隣接する第１弾性表面波素子１２の入力電極２２との間に整合器５８を接続し、第１弾性表面波素子１２の出力電極３２と、第１弾性表面波素子１２と隣接する第１弾性表面波素子１３の入力電極２３との間に整合器６０を接続し、第１弾性表面波素子１１、１２、１３を縦列接続することにより、粘性を測定する場合に、被測定物２６が負荷される伝搬路を所定の長さへの変更が可能となり、測定装置として小型化することができる。また、被測定物２６の物理的特性の測定では、被測定物２６が負荷される伝搬路が所定の長さ以上の場合には回折が生じる場合があるが、前記伝搬路の長さを短くし、必要な伝搬長を弾性表面波素子を縦列接続して補うことにより、回折を抑制した被測定物２６の物理的特性として粘性の算出が可能となる。
【００２３】
次に、本発明の第１実施形態の変形例について説明する。図２は、第１実施形態の変形例に係る被測定物特性測定装置１０Ａの構成の説明図である。被測定物特性測定装置１０Ａでは、被測定物特性測定装置１０に対して、第１弾性表面波素子１１の出力電極３１と、第１弾性表面波素子１２の入力電極２２とが、直列接続された整合器５８、増幅器６２、整合器５８ａを介して接続され、第１弾性表面波素子１２の出力電極３２と、第１弾性表面波素子１３の入力電極２３とが、直列接続された整合器６０、増幅器６４、整合器６０ａを介して接続されている。なお、図１に示した被測定物特性測定装置１０と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２４】
被測定物特性測定装置１０Ａでは、第１弾性表面波素子１１の出力電極３１と第１弾性表面波素子１２の入力電極２２との間に増幅器６２を接続し、第１弾性表面波素子１２の出力電極３２と第１弾性表面波素子１３の入力電極２３との間に増幅器６４を接続することにより、被測定物２６が短絡伝搬路４１、４２、４３で大きく減衰する場合であっても、増幅器６２、６４で適切に増幅することにより被測定物２６の位相変化を正確に測定し、被測定物２６の物理的特性を算出することができる。また、増幅器６２、６４の増幅度を予め求めておくことにより、被測定物２６の振幅を正確に測定し、被測定物２６の物理的特性として粘性を算出することができる。
【００２５】
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照して説明する。図３は、本発明の第２実施形態に係る被測定物特性測定装置１０Ｂの構成の説明図である。被測定物特性測定装置１０Ｂでは、被測定物特性測定装置１０に対して、ＳＡＷセンサ１８と、比誘電率、導電率を算出する比誘電率・導電率算出部７４とが追加されている。また、分配器５２は発振器５０からの電気信号をＳＡＷセンサ１４の入力電極２１とＳＡＷセンサ１８の入力電極２１とに分配して出力し、弾性波検出器５４は、ＳＡＷセンサ１４の出力電極３３からの出力信号と、ＳＡＷセンサ１８の出力電極３３からの出力信号との振幅比、位相差を測定する。なお、図１に示した被測定物特性測定装置１０と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２６】
ＳＡＷセンサ１８は、第２弾性表面波素子１５、１６、１７とを備える。第２弾性表面波素子１５は、入力電極２１及び出力電極３１を備え、入力電極２１と出力電極３１との間には、開放伝搬路７１が形成され、第２弾性表面波素子１６は、入力電極２２及び出力電極３２を備え、入力電極２２と出力電極３２との間には、開放伝搬路７２が形成され、第２弾性表面波素子１７は、入力電極２３及び出力電極３３を備え、入力電極２３と出力電極３３との間には、開放伝搬路７３が形成される。また、第２弾性表面波素子１５、１６、１７は、圧電基板３８上に互いに並列になるように配置されている。
【００２７】
開放伝搬路７１、７２、７３は、電気的に短絡された金属膜４０で形成され、金属膜４０の一部が剥離され、圧電基板３８が露出するように開放領域４４が形成される。従って、圧電基板３８が露出している開放領域４４は電気的に開放状態となっている。
【００２８】
被測定物特性測定装置１０Ｂを用いた被測定物２６の比誘電率、導電率の測定は、以下のように行われる。
【００２９】
短絡伝搬路４１、４２、４３及び開放伝搬路７１、７２、７３に被測定物２６が負荷された状態で、発振器５０からの電気信号を分配器５２で分配して、第１弾性表面波素子１１の入力電極２１及び第２弾性表面波素子１５の入力電極２１へ同一信号を入力する。
【００３０】
第１弾性表面波素子１１の入力電極２１では、入力された信号に基づいて弾性表面波が励振され、短絡伝搬路４１上を伝搬（図３中Ｘ１方向）して出力電極３１で受信される。出力電極３１で受信された信号は、整合器５８を経て入力電極２２に出力される。入力電極２２では、入力された前記信号に基づいて弾性表面波が励振され、短絡伝搬路４２上を伝搬（図３中Ｘ２方向）して出力電極３２で受信される。出力電極３２で受信された信号は、整合器６０を経て入力電極２３に出力される。入力電極２３では、入力された前記信号に基づいて弾性表面波が励振され、短絡伝搬路４３上を伝搬（図３中Ｘ３方向）して出力電極３３で受信される。
【００３１】
第２弾性表面波素子１５の入力電極２１では、入力された信号に基づいて弾性表面波が励振され、開放伝搬路７１上を伝搬（図３中Ｘ４方向）して出力電極３１で受信される。出力電極３１で受信された信号は、整合器５８を経て入力電極２２に出力される。入力電極２２では、入力された前記信号に基づいて弾性表面波が励振され、開放伝搬路７２上を伝搬（図３中Ｘ５方向）して出力電極３２で受信される。出力電極３２で受信された信号は、整合器６０を経て入力電極２３に出力される。入力電極２３では、入力された前記信号に基づいて弾性表面波が励振され、開放伝搬路７３上を伝搬（図３中Ｘ６方向）して出力電極３３で受信される。
【００３２】
第１弾性表面波素子１３の出力電極３３と、第２弾性表面波素子１７の出力電極３３とで受信した弾性表面波から取り出した両出力信号を弾性波検出器５４で比較し振幅比及び位相差を検出し、比誘電率・導電率算出部７４において被測定物２６の物理的特性として比誘電率、導電率が算出される。
【００３３】
以上説明したように、被測定物特性測定装置１０Ｂは、入力電極２１（２２，２３）と出力電極３１（３２，３３）との間に被測定物２６が負荷される短絡伝搬路４１（４２，４３）が形成された複数の第１弾性表面波素子１１、１２、１３と、入力電極２１（２２，２３）と出力電極３１（３２，３３）との間に被測定物２６が負荷され短絡伝搬路４１（４２，４３）と異なる振幅・位相特性の開放伝搬路７１（７２，７３）を有する複数の第２弾性表面波素子１５、１６、１７とを備え、第１弾性表面波素子１１の入力電極２１と第２弾性表面波素子１５の入力電極２１とに同一の信号を入力し、第１弾性表面波素子１３の出力電極３３からの出力信号と、第２弾性表面波素子１７の出力電極３３からの出力信号とに基づいて被測定物２６の特性を求める。
【００３４】
被測定物特性測定装置１０Ｂでは、第１弾性表面波素子１１、１２、１３、開放伝搬路７１、７２、７３を並列に配列し、第１弾性表面波素子１１の出力電極３１と、第１弾性表面波素子１１と隣接する第１弾性表面波素子１２の入力電極２２との間に整合器５８を接続し、第１弾性表面波素子１２の出力電極３２と、第１弾性表面波素子１２と隣接する第１弾性表面波素子１３の入力電極２３との間に整合器６０を接続し、第１弾性表面波素子１１、１２、１３を縦列接続し、第２弾性表面波素子１５の出力電極３１と、第２弾性表面波素子１５と隣接する第２弾性表面波素子１６の入力電極２２との間に整合器５８を接続し、第２弾性表面波素子１６の出力電極３２と、第２弾性表面波素子１６と隣接する第２弾性表面波素子１７の入力電極２３との間に整合器６０を接続し、第２弾性表面波素子１５、１６、１７を縦列接続することにより、導電性が低い被測定物２６の比誘電率、導電率を測定する場合であっても、被測定物２６が負荷される伝搬路を所定の長さへの変更が可能となり、測定装置として小型化することができる。
【００３５】
次に、本発明の第２実施形態の変形例について説明する。図４は、第２実施形態の変形例に係る被測定物特性測定装置１０Ｃの構成の説明図である。被測定物特性測定装置１０Ｃでは、被測定物特性測定装置１０Ａに対して、第１弾性表面波素子１１の出力電極３１と、第１弾性表面波素子１２の入力電極２２とが、直列接続された整合器５８、増幅器６２、整合器５８ａを介して接続され、第１弾性表面波素子１２の出力電極３２と、第１弾性表面波素子１３の入力電極２３とが、直列接続された整合器６０、増幅器６４、整合器６０ａを介して接続される。また、第２弾性表面波素子１５の出力電極３１と、第２弾性表面波素子１６の入力電極２２とが、直列接続された整合器５８、増幅器６２、整合器５８ａを介して接続され、第２弾性表面波素子１６の出力電極３２と、第２弾性表面波素子１７の入力電極２３とが、直列接続された整合器６０、増幅器６４、整合器６０ａを介して接続されている。なお、図１に示した被測定物特性測定装置１０と、図２に示した被測定物特性測定装置１０Ａと同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３６】
被測定物特性測定装置１０Ｃでは、第１弾性表面波素子１１の出力電極３１と第１弾性表面波素子１２の入力電極２２との間に増幅器６２を接続し、第１弾性表面波素子１２の出力電極３２と第１弾性表面波素子１３の入力電極２３との間に増幅器６４を接続し、また、第２弾性表面波素子１５の出力電極３１と第２弾性表面波素子１６の入力電極２２との間に増幅器６２を接続し、第２弾性表面波素子１６の出力電極３２と第２弾性表面波素子１７の入力電極２３との間に増幅器６４を接続することにより被測定物２６が短絡伝搬路４１、４２、４３、開放伝搬路７１、７２、７３で大きく減衰する場合であっても、増幅器６２、６４で適切に増幅することにより被測定物２６の位相変化を正確に測定し、被測定物２６の物理的特性として比誘電率、導電率を算出することができる。
【００３７】
なお、上記実施形態では、ＳＡＷセンサ１４は、第１弾性表面波素子１１、第１弾性表面波素子１２、第１弾性表面波素子１３で、ＳＡＷセンサ１８は、第２弾性表面波素子１５、第２弾性表面波素子１６、第２弾性表面波素子１７と３つの弾性表面波素子で構成されているが、被測定物２６の導電性に応じて、その数を増減して物理的特性を算出することができる。
【００３８】
また、被測定物特性測定装置１０、１０Ａでは、縦列接続の最終段である第１弾性表面波素子１３の出力電極３３からの出力信号に基づいて、被測定物２６の振幅比、位相差を算出しているが、縦列接続の中間段である第１弾性表面波素子１２の出力電極３２から検出して、被測定物２６の物理的特性を算出してもよい。さらに、被測定物特性測定装置１０Ｂ、１０Ｃでは、縦列接続の最終段である第１弾性表面波素子１３の出力電極３３からの出力信号と、第２弾性表面波素子１７の出力電極３３からの出力信号とに基づいて、被測定物２６の振幅比、位相差を算出しているが、縦列接続の中間段である第１弾性表面波素子１２の出力電極３２からの出力信号と、第２弾性表面波素子１６の出力電極３２からの出力信号とに基づいて、被測定物２６の振幅比、位相差を算出して、被測定物２６の物理的特性を算出してもよい。
【００３９】
さらに、被測定物特性測定装置１０、１０Ａの短絡伝搬路４１、４２、４３を開放伝搬路又は格子状伝搬路で構成してもよく、また、被測定物特性測定装置１０Ｂ、１０Ｃの開放伝搬路７１、７２、７３を格子状伝搬路で構成してもよい。
【００４０】
さらにまた、被測定物としては、特に限定されるものではなく、少なくとも液体が含まれていればよい。また、純液、混合液のいずれであってもよく、メタノール、エタノール等のアルコールの物理的特性を測定する場合に特に有効である。さらにまた、被測定物に抗原、抗体、バクテリア等が含まれる状態においても、物理的特性を測定できることは言うまでもない。
【００４１】
この場合、例えば、被測定物の中に帯電しているバクテリアが含まれている場合には、被測定物の導電率を測定することにより、バクテリアの含有率を測定することができる。また、異なる極性で帯電しているバクテリアが含まれている場合には、被測定物の導電率を測定することにより、被測定物に最も多く含まれるバクテリアの種類を特定することもできる。さらに、被測定物が負荷された伝搬路にバクテリアが付着している場合には、被測定物の粘性を測定することにより、付着したバクテリアの増減量を検知することができる。
【００４２】
また、本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る被測定物特性測定装置の構成の説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る被測定物特性測定装置の変形例の構成の説明図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る被測定物特性測定装置の構成の説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る被測定物特性測定装置の変形例の構成の説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…被測定物特性測定装置
１１、１２、１３…第１弾性表面波素子
１５、１６、１７…第２弾性表面波素子
１４、１８…ＳＡＷセンサ ２１、２２、２３…入力電極
２６…被測定物 ３１、３２、３３…出力電極
３８…圧電基板 ４０…金属膜
４１、４２、４３…短絡伝搬路 ５０…発振器
５２…分配器 ５４…弾性波検出器
５６…粘性算出部 ５８、５８ａ、６０、６０ａ…整合器
６２、６４…増幅器 ７１、７２、７３…開放伝搬路
７４…比誘電率・導電率算出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入出力電極間に被測定物が負荷される伝搬路が形成された複数の弾性表面波素子を備え、前記被測定物の特性を求める被測定物特性測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、弾性表面波素子は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられた櫛歯状電極指からなる入力電極及び出力電極を備えている。弾性表面波素子では、入力電極に電気信号が入力されると、電極指間に電界が発生し、圧電効果により弾性表面波が励振され、圧電基板上を伝搬していく。この弾性表面波のうち、伝搬方向と直交する方向に変位するすべり弾性表面波（SH-SAW: Shear horizontal Surface Acoustic Wave）を利用する弾性表面波素子を用いた各種物質の検出や物性値等の測定を行うための弾性波センサが研究されている（特許文献１）。
【０００３】
弾性波センサでは、圧電基板上に負荷された被測定物の領域が電気的に開放されている場合と、短絡されている場合とでは、出力電極から出力される出力信号の特性に差異があることを利用して被測定物の物理的特性として誘電率、導電率を求めることができる。また、弾性表面波素子の入力電極と出力電極の間の伝搬路上に凹凸構造を形成し、その凹部に被測定物を負荷すると、負荷された被測定物は擬似的に膜を形成する。この膜は圧電基板とともに励振し、膜の質量に基づいて共振周波数が変化する質量負荷効果を利用して、被測定物の密度を求めることができる（特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】特許第３４８１２９８号公報
【特許文献２】特許第３２４８６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
導電性の低い被測定物の物理的特性を測定する場合には、分解能を高くする必要がある。一般的に、導電性の変化では、周波数に反比例して分解能が高くなることが知られており、導電性の低い被測定物の物理的特性を測定する場合には、分解能を高くするために周波数を低くする必要がある。
【０００６】
しかしながら、低周波化を図るためには伝搬路長を長くする必要があり、そのためには弾性表面波が伝搬する方向に基板を長くする必要があり、弾性波センサ自体が大型化する。また、単に伝搬路長を長くした場合には、伝搬する弾性表面波が減衰するために測定精度の低下を招くおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであって、装置を小型化するとともに、弾性表面波の減衰を防ぎ、測定精度の維持を図ることができる被測定物特性測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る被測定物特性測定装置は、入出力電極間に被測定物が負荷される伝搬路が形成された複数の弾性表面波素子を備え、前記入力電極から信号を入力し、前記出力電極から出力された出力信号に基づいて前記被測定物の特性を求める被測定物特性測定装置であって、前記各弾性表面波素子は並列に配列され、一の弾性表面波素子の出力電極と、前記一の弾性表面波素子と隣接する他の弾性表面波素子の入力電極との間に整合器が接続され、前記各弾性表面波素子は、縦列接続されていることを特徴とする。
【０００９】
また、被測定物特性測定装置では、前記一の弾性表面波素子の出力電極と、前記隣接する他の弾性表面波素子の入力電極との間に増幅器を接続してもよい。
【００１０】
本発明に係る他の被測定物特性測定装置は、入出力電極間に被測定物が負荷される第１伝搬路が形成された複数の第１弾性表面波素子と、入出力電極間に被測定物が負荷され前記第１伝搬路と異なる振幅・位相特性の第２伝搬路を有する複数の第２弾性表面波素子とを備え、前記第１弾性表面波素子の入力電極と前記第２弾性表面波素子の入力電極とに同一の信号を入力し、前記第１弾性表面波素子の出力電極からの出力信号と、前記第２弾性表面波素子の出力電極からの出力信号とに基づいて前記被測定物の特性を求める被測定物特性測定装置であって、前記各第１及び第２弾性表面波素子は並列に配列され、一の第１弾性表面波素子の出力電極と、前記一の第１弾性表面波素子と隣接する他の第１弾性表面波素子の入力電極との間に整合器が接続され、前記各第１弾性表面波素子は、縦列接続され、一の第２弾性表面波素子の出力電極と、前記一の第２弾性表面波素子と隣接する他の第２弾性表面波素子の入力電極との間に整合器が接続され、前記各第２弾性表面波素子は、縦列接続されていることを特徴とする。
【００１１】
また、被測定物特性測定装置では、前記一の第１弾性表面波素子の出力電極と、前記隣接する他の第１弾性表面波素子の入力電極との間に増幅器を接続し、前記一の第２弾性表面波素子の出力電極と、前記隣接する他の第２弾性表面波素子の入力電極との間に増幅器を接続してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、各弾性表面波素子を縦列接続することにより、粘性を測定する場合に、被測定物２６が負荷される伝搬路を所定の長さへの変更が可能となり、測定装置として小型化することができる。また、被測定物の物理的特性の測定では、被測定物が負荷される伝搬路が所定の長さ以上の場合には回折が生じる場合があるが、前記伝搬路の長さを短くし、必要な伝搬長を弾性表面波素子を縦列接続して補うことにより、回折を抑制した被測定物の物理的特性が可能となる。さらに、各弾性表面波素子間に増幅器を設けることにより、被測定物が負荷される伝搬路で減衰が大きい被測定物であっても、物理的特性を精度良く測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る被測定物特性測定装置１０の構成の説明図である。被測定物特性測定装置１０は、ＳＡＷセンサ１４と、高周波の電気信号を発生する発振器５０と、発振器５０からの電気信号を分配する分配器５２と、分配器５２から分配された電気信号と、弾性表面波に対応した出力信号との振幅比、位相差等を測定する弾性波検出器５４と、粘性を算出する粘性算出部５６とを備える。
【００１４】
ＳＡＷセンサ１４は、第１弾性表面波素子１１、１２、１３を備える。第１弾性表面波素子１１は、入力電極２１及び出力電極３１を備え、入力電極２１と出力電極３１との間には、短絡伝搬路４１が形成され、第１弾性表面波素子１２は、入力電極２２及び出力電極３２を備え、入力電極２２と出力電極３２との間には、短絡伝搬路４２が形成され、第１弾性表面波素子１３は、入力電極２３及び出力電極３３を備え、入力電極２３と出力電極３３との間には、短絡伝搬路４３が形成される。また、第１弾性表面波素子１１、１２、１３は、圧電基板３８上に互いに並列になるように配置されている。
【００１５】
第１弾性表面波素子１１の出力電極３１と第１弾性表面波素子１２の入力電極２２との間にはインピーダンス整合をするために整合器５８が接続され、第１弾性表面波素子１２の出力電極３２と第１弾性表面波素子１３の入力電極２３との間にも、整合器５８と同様の整合器６０が接続され、第１弾性表面波素子１１、１２、１３は縦列接続されている。整合器５８、６０としては、例えば、Ｒ、Ｌ、Ｃで構成されるインピーダンス整合器を用いることができが、インピーダンスを整合することができれば特にその構成については限定されるものではない。
【００１６】
入力電極２１、２２、２３は、発振器５０から分配器５２を介して入力された電気信号に基づいて弾性表面波を励振させるために櫛形電極で構成される。また、出力電極３１、３２、３３は、入力電極２１、２２、２３の各々から励振され伝搬してきた弾性表面波を受信するために櫛形電極で構成されている。
【００１７】
短絡伝搬路４１、４２、４３は、圧電基板３８上に蒸着された金属膜４０で形成され、金属膜４０は電気的に短絡された短絡伝搬路である。金属膜４０の材料は特に限られないが、被測定物２６に対して、化学的に安定している金で形成することが好ましい。
【００１８】
圧電基板３８は、すべり弾性表面波を伝搬することができれば、特に限られないが、３６度Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3であることが好ましい。
【００１９】
被測定物特性測定装置１０による被測定物２６の物理的特性の測定は、次のように行われる。
【００２０】
まず、被測定物２６が短絡伝搬路４１、短絡伝搬路４２、短絡伝搬路４３に負荷され、その後、発振器５０からの電気信号が分配器５２で分配されて弾性波検出器５４及び入力電極２１に同一信号が入力される。入力電極２１では、入力された信号に基づいて弾性表面波が励振され、短絡伝搬路４１上を伝搬（図１中Ｘ１方向）して出力電極３１で受信される。出力電極３１で受信された信号は、整合器５８を経て入力電極２２に出力される。入力電極２２では、入力された前記信号に基づいて弾性表面波が励振され、短絡伝搬路４２上を伝搬（図１中Ｘ２方向）して出力電極３２で受信される。出力電極３２で受信された信号は、整合器６０を経て入力電極２３に出力される。入力電極２３では、入力された前記信号に基づいて弾性表面波が励振され、短絡伝搬路４３上を伝搬（図１中Ｘ３方向）して出力電極３３で受信される。
【００２１】
弾性波検出器５４では、発振器５０から出力され、分配器５２で分配された信号と、出力電極３３からの出力信号との振幅比、位相差及び伝搬遅延差が検出される。当該検出された振幅比、位相差は、被測定物２６の質量負荷効果に対応しており、この振幅比、位相差に基づく信号が粘性算出部５６に出力されて、粘性算出部５６で被測定物２６の物理的特性として粘性が算出される。
【００２２】
以上説明したように、被測定物特性測定装置１０は、入力電極２１（２２，２３）と出力電極３１（３２，３３）との間に被測定物２６が負荷される短絡伝搬路４１（４２，４３）が形成された複数の第１弾性表面波素子１１、１２、１３を備え、入力電極２１から信号を入力し、出力電極３３から出力された出力信号に基づいて被測定物２６の特性を求める。被測定物特性測定装置１０では、第１弾性表面波素子１１、１２、１３を並列に配列し、第１弾性表面波素子１１の出力電極３１と、第１弾性表面波素子１１と隣接する第１弾性表面波素子１２の入力電極２２との間に整合器５８を接続し、第１弾性表面波素子１２の出力電極３２と、第１弾性表面波素子１２と隣接する第１弾性表面波素子１３の入力電極２３との間に整合器６０を接続し、第１弾性表面波素子１１、１２、１３を縦列接続することにより、粘性を測定する場合に、被測定物２６が負荷される伝搬路を所定の長さへの変更が可能となり、測定装置として小型化することができる。また、被測定物２６の物理的特性の測定では、被測定物２６が負荷される伝搬路が所定の長さ以上の場合には回折が生じる場合があるが、前記伝搬路の長さを短くし、必要な伝搬長を弾性表面波素子を縦列接続して補うことにより、回折を抑制した被測定物２６の物理的特性として粘性の算出が可能となる。
【００２３】
次に、本発明の第１実施形態の変形例について説明する。図２は、第１実施形態の変形例に係る被測定物特性測定装置１０Ａの構成の説明図である。被測定物特性測定装置１０Ａでは、被測定物特性測定装置１０に対して、第１弾性表面波素子１１の出力電極３１と、第１弾性表面波素子１２の入力電極２２とが、直列接続された整合器５８、増幅器６２、整合器５８ａを介して接続され、第１弾性表面波素子１２の出力電極３２と、第１弾性表面波素子１３の入力電極２３とが、直列接続された整合器６０、増幅器６４、整合器６０ａを介して接続されている。なお、図１に示した被測定物特性測定装置１０と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２４】
被測定物特性測定装置１０Ａでは、第１弾性表面波素子１１の出力電極３１と第１弾性表面波素子１２の入力電極２２との間に増幅器６２を接続し、第１弾性表面波素子１２の出力電極３２と第１弾性表面波素子１３の入力電極２３との間に増幅器６４を接続することにより、被測定物２６が短絡伝搬路４１、４２、４３で大きく減衰する場合であっても、増幅器６２、６４で適切に増幅することにより被測定物２６の位相変化を正確に測定し、被測定物２６の物理的特性を算出することができる。また、増幅器６２、６４の増幅度を予め求めておくことにより、被測定物２６の振幅を正確に測定し、被測定物２６の物理的特性として粘性を算出することができる。
【００２５】
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照して説明する。図３は、本発明の第２実施形態に係る被測定物特性測定装置１０Ｂの構成の説明図である。被測定物特性測定装置１０Ｂでは、被測定物特性測定装置１０に対して、ＳＡＷセンサ１８と、比誘電率、導電率を算出する比誘電率・導電率算出部７４とが追加されている。また、分配器５２は発振器５０からの電気信号をＳＡＷセンサ１４の入力電極２１とＳＡＷセンサ１８の入力電極２１とに分配して出力し、弾性波検出器５４は、ＳＡＷセンサ１４の出力電極３３からの出力信号と、ＳＡＷセンサ１８の出力電極３３からの出力信号との振幅比、位相差を測定する。なお、図１に示した被測定物特性測定装置１０と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２６】
ＳＡＷセンサ１８は、第２弾性表面波素子１５、１６、１７とを備える。第２弾性表面波素子１５は、入力電極２１及び出力電極３１を備え、入力電極２１と出力電極３１との間には、開放伝搬路７１が形成され、第２弾性表面波素子１６は、入力電極２２及び出力電極３２を備え、入力電極２２と出力電極３２との間には、開放伝搬路７２が形成され、第２弾性表面波素子１７は、入力電極２３及び出力電極３３を備え、入力電極２３と出力電極３３との間には、開放伝搬路７３が形成される。また、第２弾性表面波素子１５、１６、１７は、圧電基板３８上に互いに並列になるように配置されている。
【００２７】
開放伝搬路７１、７２、７３は、電気的に短絡された金属膜４０で形成され、金属膜４０の一部が剥離され、圧電基板３８が露出するように開放領域４４が形成される。従って、圧電基板３８が露出している開放領域４４は電気的に開放状態となっている。
【００２８】
被測定物特性測定装置１０Ｂを用いた被測定物２６の比誘電率、導電率の測定は、以下のように行われる。
【００２９】
短絡伝搬路４１、４２、４３及び開放伝搬路７１、７２、７３に被測定物２６が負荷された状態で、発振器５０からの電気信号を分配器５２で分配して、第１弾性表面波素子１１の入力電極２１及び第２弾性表面波素子１５の入力電極２１へ同一信号を入力する。
【００３０】
第１弾性表面波素子１１の入力電極２１では、入力された信号に基づいて弾性表面波が励振され、短絡伝搬路４１上を伝搬（図３中Ｘ１方向）して出力電極３１で受信される。出力電極３１で受信された信号は、整合器５８を経て入力電極２２に出力される。入力電極２２では、入力された前記信号に基づいて弾性表面波が励振され、短絡伝搬路４２上を伝搬（図３中Ｘ２方向）して出力電極３２で受信される。出力電極３２で受信された信号は、整合器６０を経て入力電極２３に出力される。入力電極２３では、入力された前記信号に基づいて弾性表面波が励振され、短絡伝搬路４３上を伝搬（図３中Ｘ３方向）して出力電極３３で受信される。
【００３１】
第２弾性表面波素子１５の入力電極２１では、入力された信号に基づいて弾性表面波が励振され、開放伝搬路７１上を伝搬（図３中Ｘ４方向）して出力電極３１で受信される。出力電極３１で受信された信号は、整合器５８を経て入力電極２２に出力される。入力電極２２では、入力された前記信号に基づいて弾性表面波が励振され、開放伝搬路７２上を伝搬（図３中Ｘ５方向）して出力電極３２で受信される。出力電極３２で受信された信号は、整合器６０を経て入力電極２３に出力される。入力電極２３では、入力された前記信号に基づいて弾性表面波が励振され、開放伝搬路７３上を伝搬（図３中Ｘ６方向）して出力電極３３で受信される。
【００３２】
第１弾性表面波素子１３の出力電極３３と、第２弾性表面波素子１７の出力電極３３とで受信した弾性表面波から取り出した両出力信号を弾性波検出器５４で比較し振幅比及び位相差を検出し、比誘電率・導電率算出部７４において被測定物２６の物理的特性として比誘電率、導電率が算出される。
【００３３】
以上説明したように、被測定物特性測定装置１０Ｂは、入力電極２１（２２，２３）と出力電極３１（３２，３３）との間に被測定物２６が負荷される短絡伝搬路４１（４２，４３）が形成された複数の第１弾性表面波素子１１、１２、１３と、入力電極２１（２２，２３）と出力電極３１（３２，３３）との間に被測定物２６が負荷され短絡伝搬路４１（４２，４３）と異なる振幅・位相特性の開放伝搬路７１（７２，７３）を有する複数の第２弾性表面波素子１５、１６、１７とを備え、第１弾性表面波素子１１の入力電極２１と第２弾性表面波素子１５の入力電極２１とに同一の信号を入力し、第１弾性表面波素子１３の出力電極３３からの出力信号と、第２弾性表面波素子１７の出力電極３３からの出力信号とに基づいて被測定物２６の特性を求める。
【００３４】
被測定物特性測定装置１０Ｂでは、第１弾性表面波素子１１、１２、１３、開放伝搬路７１、７２、７３を並列に配列し、第１弾性表面波素子１１の出力電極３１と、第１弾性表面波素子１１と隣接する第１弾性表面波素子１２の入力電極２２との間に整合器５８を接続し、第１弾性表面波素子１２の出力電極３２と、第１弾性表面波素子１２と隣接する第１弾性表面波素子１３の入力電極２３との間に整合器６０を接続し、第１弾性表面波素子１１、１２、１３を縦列接続し、第２弾性表面波素子１５の出力電極３１と、第２弾性表面波素子１５と隣接する第２弾性表面波素子１６の入力電極２２との間に整合器５８を接続し、第２弾性表面波素子１６の出力電極３２と、第２弾性表面波素子１６と隣接する第２弾性表面波素子１７の入力電極２３との間に整合器６０を接続し、第２弾性表面波素子１５、１６、１７を縦列接続することにより、導電性が低い被測定物２６の比誘電率、導電率を測定する場合であっても、被測定物２６が負荷される伝搬路を所定の長さへの変更が可能となり、測定装置として小型化することができる。
【００３５】
次に、本発明の第２実施形態の変形例について説明する。図４は、第２実施形態の変形例に係る被測定物特性測定装置１０Ｃの構成の説明図である。被測定物特性測定装置１０Ｃでは、被測定物特性測定装置１０Ａに対して、第１弾性表面波素子１１の出力電極３１と、第１弾性表面波素子１２の入力電極２２とが、直列接続された整合器５８、増幅器６２、整合器５８ａを介して接続され、第１弾性表面波素子１２の出力電極３２と、第１弾性表面波素子１３の入力電極２３とが、直列接続された整合器６０、増幅器６４、整合器６０ａを介して接続される。また、第２弾性表面波素子１５の出力電極３１と、第２弾性表面波素子１６の入力電極２２とが、直列接続された整合器５８、増幅器６２、整合器５８ａを介して接続され、第２弾性表面波素子１６の出力電極３２と、第２弾性表面波素子１７の入力電極２３とが、直列接続された整合器６０、増幅器６４、整合器６０ａを介して接続されている。なお、図１に示した被測定物特性測定装置１０と、図２に示した被測定物特性測定装置１０Ａと同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３６】
被測定物特性測定装置１０Ｃでは、第１弾性表面波素子１１の出力電極３１と第１弾性表面波素子１２の入力電極２２との間に増幅器６２を接続し、第１弾性表面波素子１２の出力電極３２と第１弾性表面波素子１３の入力電極２３との間に増幅器６４を接続し、また、第２弾性表面波素子１５の出力電極３１と第２弾性表面波素子１６の入力電極２２との間に増幅器６２を接続し、第２弾性表面波素子１６の出力電極３２と第２弾性表面波素子１７の入力電極２３との間に増幅器６４を接続することにより被測定物２６が短絡伝搬路４１、４２、４３、開放伝搬路７１、７２、７３で大きく減衰する場合であっても、増幅器６２、６４で適切に増幅することにより被測定物２６の位相変化を正確に測定し、被測定物２６の物理的特性として比誘電率、導電率を算出することができる。
【００３７】
なお、上記実施形態では、ＳＡＷセンサ１４は、第１弾性表面波素子１１、第１弾性表面波素子１２、第１弾性表面波素子１３で、ＳＡＷセンサ１８は、第２弾性表面波素子１５、第２弾性表面波素子１６、第２弾性表面波素子１７と３つの弾性表面波素子で構成されているが、被測定物２６の導電性に応じて、その数を増減して物理的特性を算出することができる。
【００３８】
また、被測定物特性測定装置１０、１０Ａでは、縦列接続の最終段である第１弾性表面波素子１３の出力電極３３からの出力信号に基づいて、被測定物２６の振幅比、位相差を算出しているが、縦列接続の中間段である第１弾性表面波素子１２の出力電極３２から検出して、被測定物２６の物理的特性を算出してもよい。さらに、被測定物特性測定装置１０Ｂ、１０Ｃでは、縦列接続の最終段である第１弾性表面波素子１３の出力電極３３からの出力信号と、第２弾性表面波素子１７の出力電極３３からの出力信号とに基づいて、被測定物２６の振幅比、位相差を算出しているが、縦列接続の中間段である第１弾性表面波素子１２の出力電極３２からの出力信号と、第２弾性表面波素子１６の出力電極３２からの出力信号とに基づいて、被測定物２６の振幅比、位相差を算出して、被測定物２６の物理的特性を算出してもよい。
【００３９】
さらに、被測定物特性測定装置１０、１０Ａの短絡伝搬路４１、４２、４３を開放伝搬路又は格子状伝搬路で構成してもよく、また、被測定物特性測定装置１０Ｂ、１０Ｃの開放伝搬路７１、７２、７３を格子状伝搬路で構成してもよい。
【００４０】
さらにまた、被測定物としては、特に限定されるものではなく、少なくとも液体が含まれていればよい。また、純液、混合液のいずれであってもよく、メタノール、エタノール等のアルコールの物理的特性を測定する場合に特に有効である。さらにまた、被測定物に抗原、抗体、バクテリア等が含まれる状態においても、物理的特性を測定できることは言うまでもない。
【００４１】
この場合、例えば、被測定物の中に帯電しているバクテリアが含まれている場合には、被測定物の導電率を測定することにより、バクテリアの含有率を測定することができる。また、異なる極性で帯電しているバクテリアが含まれている場合には、被測定物の導電率を測定することにより、被測定物に最も多く含まれるバクテリアの種類を特定することもできる。さらに、被測定物が負荷された伝搬路にバクテリアが付着している場合には、被測定物の粘性を測定することにより、付着したバクテリアの増減量を検知することができる。
【００４２】
また、本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る被測定物特性測定装置の構成の説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る被測定物特性測定装置の変形例の構成の説明図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る被測定物特性測定装置の構成の説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る被測定物特性測定装置の変形例の構成の説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…被測定物特性測定装置
１１、１２、１３…第１弾性表面波素子
１５、１６、１７…第２弾性表面波素子
１４、１８…ＳＡＷセンサ ２１、２２、２３…入力電極
２６…被測定物 ３１、３２、３３…出力電極
３８…圧電基板 ４０…金属膜
４１、４２、４３…短絡伝搬路 ５０…発振器
５２…分配器 ５４…弾性波検出器
５６…粘性算出部 ５８、５８ａ、６０、６０ａ…整合器
６２、６４…増幅器 ７１、７２、７３…開放伝搬路
７４…比誘電率・導電率算出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入出力電極間に被測定物が負荷される伝搬路が形成された複数の弾性表面波素子を備え、前記入力電極から信号を入力し、前記出力電極から出力された出力信号に基づいて前記被測定物の特性を求める被測定物特性測定装置であって、
前記各弾性表面波素子は並列に配列され、
一の弾性表面波素子の出力電極と、前記一の弾性表面波素子と隣接する他の弾性表面波素子の入力電極との間に整合器が接続され、
前記各弾性表面波素子は、縦列接続されている
ことを特徴とする被測定物特性測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の被測定物特性測定装置において、
前記一の弾性表面波素子の出力電極と、前記隣接する他の弾性表面波素子の入力電極との間に増幅器が接続されている
ことを特徴とする被測定物特性測定装置。
【請求項３】
入出力電極間に被測定物が負荷される第１伝搬路が形成された複数の第１弾性表面波素子と、入出力電極間に被測定物が負荷され前記第１伝搬路と異なる振幅・位相特性の第２伝搬路を有する複数の第２弾性表面波素子とを備え、前記第１弾性表面波素子の入力電極と前記第２弾性表面波素子の入力電極とに同一の信号を入力し、前記第１弾性表面波素子の出力電極からの出力信号と、前記第２弾性表面波素子の出力電極からの出力信号とに基づいて前記被測定物の特性を求める被測定物特性測定装置であって、
前記各第１及び第２弾性表面波素子は並列に配列され、
一の第１弾性表面波素子の出力電極と、前記一の第１弾性表面波素子と隣接する他の第１弾性表面波素子の入力電極との間に整合器が接続され、
前記各第１弾性表面波素子は、縦列接続され、
一の第２弾性表面波素子の出力電極と、前記一の第２弾性表面波素子と隣接する他の第２弾性表面波素子の入力電極との間に整合器が接続され、
前記各第２弾性表面波素子は、縦列接続されている
ことを特徴とする被測定物特性測定装置。
【請求項４】
請求項３記載の被測定物特性測定装置において、
前記一の第１弾性表面波素子の出力電極と、前記隣接する他の第１弾性表面波素子の入力電極との間に増幅器が接続され、
前記一の第２弾性表面波素子の出力電極と、前記隣接する他の第２弾性表面波素子の入力電極との間に増幅器が接続されている
ことを特徴とする被測定物特性測定装置。
【請求項１】
入出力電極間に被測定物が負荷される伝搬路が形成された複数の弾性表面波素子を備え、前記入力電極から信号を入力し、前記出力電極から出力された出力信号に基づいて前記被測定物の特性を求める被測定物特性測定装置であって、
前記各弾性表面波素子は並列に配列され、
一の弾性表面波素子の出力電極と、前記一の弾性表面波素子と隣接する他の弾性表面波素子の入力電極との間に整合器が接続され、
前記各弾性表面波素子は、縦列接続されている
ことを特徴とする被測定物特性測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の被測定物特性測定装置において、
前記一の弾性表面波素子の出力電極と、前記隣接する他の弾性表面波素子の入力電極との間に増幅器が接続されている
ことを特徴とする被測定物特性測定装置。
【請求項３】
入出力電極間に被測定物が負荷される第１伝搬路が形成された複数の第１弾性表面波素子と、入出力電極間に被測定物が負荷され前記第１伝搬路と異なる振幅・位相特性の第２伝搬路を有する複数の第２弾性表面波素子とを備え、前記第１弾性表面波素子の入力電極と前記第２弾性表面波素子の入力電極とに同一の信号を入力し、前記第１弾性表面波素子の出力電極からの出力信号と、前記第２弾性表面波素子の出力電極からの出力信号とに基づいて前記被測定物の特性を求める被測定物特性測定装置であって、
前記各第１及び第２弾性表面波素子は並列に配列され、
一の第１弾性表面波素子の出力電極と、前記一の第１弾性表面波素子と隣接する他の第１弾性表面波素子の入力電極との間に整合器が接続され、
前記各第１弾性表面波素子は、縦列接続され、
一の第２弾性表面波素子の出力電極と、前記一の第２弾性表面波素子と隣接する他の第２弾性表面波素子の入力電極との間に整合器が接続され、
前記各第２弾性表面波素子は、縦列接続されている
ことを特徴とする被測定物特性測定装置。
【請求項４】
請求項３記載の被測定物特性測定装置において、
前記一の第１弾性表面波素子の出力電極と、前記隣接する他の第１弾性表面波素子の入力電極との間に増幅器が接続され、
前記一の第２弾性表面波素子の出力電極と、前記隣接する他の第２弾性表面波素子の入力電極との間に増幅器が接続されている
ことを特徴とする被測定物特性測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２８１８０１（Ｐ２００９−２８１８０１Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３２８１１（Ｐ２００８−１３２８１１）
【出願日】平成２０年５月２１日（２００８．５．２１）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２１日（２００８．５．２１）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]