特許 6604602 弾性表面波センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6604602

(24)【登録日】2019年10月25日

(45)【発行日】2019年11月13日

(54)【発明の名称】弾性表面波センサ

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/02 20060101AFI20191031BHJP

【ＦＩ】

   G01N29/02 501

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-39853(P2015-39853)

(22)【出願日】2015年3月2日

(65)【公開番号】特開2016-161375(P2016-161375A)

(43)【公開日】2016年9月5日

【審査請求日】2018年2月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004330

【氏名又は名称】日本無線株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100206391

【弁理士】

【氏名又は名称】柏野 由布子

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100160093

【弁理士】

【氏名又は名称】小室 敏雄

(72)【発明者】

【氏名】叶 浩司

(72)【発明者】

【氏名】小貝 崇

【審査官】 田中 秀直

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００６８６５６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０９−０８００３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３５１７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１１２１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２３６３２２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２７７２７１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２９／００−２９／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弾性表面波を伝搬する圧電素子基板と、
電気信号と前記弾性表面波との変換を行う電極と、前記弾性表面波の伝搬路に配置され、検体である液体が導入される複数の検出領域とを有するチャンネルが伝搬方向の垂直方向に複数設けられ、隣接する前記検出領域に対向する凸部材と、
を有し、
前記凸部材は、金であることを特徴とする弾性表面波センサ。

【請求項2】

前記検出領域の外側に前記凸部材をさらに設ける請求項１に記載の弾性表面波センサ。

【請求項3】

前記凸部材が上面に設置される台部をさらに有する請求項１又は請求項２に記載の弾性表面波センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の異なる被測定物が混ざることなく分離した状態で、その特性の測定を可能にする弾性表面波センサに関する。

【背景技術】

【0002】

弾性表面波センサは、液体中に含まれる検体（検査対象となる物質）を検査（又は成分分析）するためのセンサである。
一般に、弾性表面波センサは、圧電性基板上に形成された１対の櫛形電極（ＩＤＴ（Inter Digital Transducer））と、その１対の櫛形電極の間に形成され、検体である液体（以下、「検体」という。）が滴下される検出領域とを備えている。

【0003】

特許文献１には、１つの圧電基板上に複数の弾性表面波センサを備える弾性表面波センサが提案されている。特許文献１に記載された弾性表面波センサは、複数の検出領域を備えているため、１つの圧電基板上で複数の検体の検出や物性値等の測定を同時に行うことができる。または、複数の検出領域を備えているため、検出領域毎に個別の検体の認識機能を持たせることで、1つの検体に対して同時に複数の異なる検査をすることも可能である。または、複数の異なる性質をもつ検出領域の出力信号の差分を取ることで、外乱を抑圧して測定精度を改善することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−９６８６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の弾性表面波センサは、各検出領域にそれぞれ異なる検体を滴下する場合に、検出領域に滴下する検体の量および滴下位置が不均一になりやすい。よって、検体の量が多い場合や滴下位置が中心から大きくずれる場合、検体が異なる検出領域に流れてしまい、複数の検体を分離できない場合があった。この問題は、センサのサイズが縮小するに従い顕著になる。

【0006】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、滴下された複数の検体を分離することができることと複数の異なる検査を実現できる弾性表面波センサを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、弾性表面波を伝搬する圧電素子基板と、電気信号と前記弾性表面波との変換を行う電極と、前記弾性表面波の伝搬路に配置され、検体である液体が導入される複数の検出領域とを有するチャンネルが伝搬方向の垂直方向に複数設けられ、隣接する前記検出領域に対向する凸部材と、を有し、前記凸部材は、金であることを特徴とする弾性表面波センサである。

【0010】

また、本発明の一態様は、上述の弾性表面波センサであって、前記検出領域の外側に前記凸部材をさらに設ける。

【0011】

また、本発明の一態様は、上述の弾性表面波センサであって、前記凸部材が上面に設置される台部をさらに有する。

【発明の効果】

【0012】

以上説明したように、本発明によれば、滴下された複数の検体を分離することができることと複数の異なる検査を実現できる弾性表面波センサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態の弾性表面波センサ（以下、ＳＡＷセンサ）の概略構成を示した模式図である。

【図2】第１実施形態の反応領域薄膜１３へ検体を滴下したときの一例を示す図である。

【図3】第２実施形態のＳＡＷセンサの概略構成を示した模式図である。

【図4】第２実施形態の反応領域薄膜１３へ検体を滴下したときの一例を示す図である。

【図5】第３実施形態のＳＡＷセンサの概略構成を示した模式図である。

【図6】第４実施形態のＳＡＷセンサの概略構成を示した模式図である。

【図7】第５実施形態のＳＡＷセンサの概略構成を示した模式図である。

【図8】第１実施形態のＳＡＷセンサの駆動回路の一例を説明するためのブロック図である。

【図9】第４実施形態のＳＡＷセンサの駆動回路の一例を説明するためのブロック図である。

【図10】第１〜第５実施形態の凸部の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施形態に係るＳＡＷセンサ１（弾性表面波センサ）の概略的な模式図である。図１（ａ）は、ＳＡＷセンサ１の概略的な上面図である。また、図１（ｂ）はＳＡＷセンサ１を切断面Ａから見た概略的な断面図である。また、図１（ｃ）はＳＡＷセンサ１を切断面Ｂから見た概略的な断面図である。

【0015】

ＳＡＷセンサ１は、圧電素子基板１０、複数の櫛形電極１１（櫛形電極１１−１〜１１−４）、複数の反応領域薄膜１３（１３−１、１３−２）、凸部材２０（２０−１〜２０−９）を含んでいる。

【0016】

圧電基板１０は、弾性表面波を伝搬させることができるものであれば、特に限定されないが、例えば水晶、ＬｉＴａＯ_３（タンタル酸リチウム単結晶）である。

【0017】

櫛形電極１１は、圧電素子基板１０上に構成される電極である。櫛形電極１１は、対向した一対の電極を含んで構成されている。櫛形電極１１は、例えばアルミニウム等の金属薄膜をリソグラフィより櫛形状にパターン化することによって構成される。
櫛形電極１１−１及び櫛形電極１１−２は、送信側電極部を構成する櫛形電極である。櫛形電極１１−１は、送信電極１１−１ａ及び送信電極１１−１ｂを有する。送信電極１１−１ａ及び送信電極１１−１ｂは、電気信号とＳＡＷとの変換を行う電極である。櫛形電極１１−２は、送信電極１１−２ａ及び送信電極１１−２ｂを有する。送信電極１１−２ａ及び送信電極１１−２ｂは、電気信号とＳＡＷとの変換を行う電極である。なお、上述した電気信号とＳＡＷとの変換は双方向で可能である。

【0018】

櫛形電極１１−３及び櫛形電極１１−４は、受信側電極部を構成する櫛形電極である。櫛形電極１１−３は、受信電極１１−３ａ及び受信電極１１−３ｂを有する。受信電極１１−３ａ及び受信電極１１−３ｂは、ＳＡＷと電気信号との変換を行う電極である。櫛形電極１１−４は、受信電極１１−４ａ及び受信電極１１−４ｂを有する。受信電極１１−４ａ及び受信電極１１−４ｂは、ＳＡＷと電気信号との変換を行う電極である。なお、上述した電気信号とＳＡＷとの変換は双方向で可能である。

【0019】

反応領域薄膜１３は、たとえば金を蒸着し、その表面に抗体を固定した薄膜である。反応領域薄膜１３−１は、櫛形電極１１−１と櫛形電極１１−３との間に形成される。一方、反応領域薄膜１３−２は、櫛形電極１１−２と櫛形電極１１−４との間に形成される。これら反応領域薄膜１３が、検体が導入される検出領域（センサ表面となる領域）となる。

【0020】

凸部材２０は、複数の反応領域薄膜１３に滴下された検体の液滴を、滴下された反応領域薄膜に保持し、また、各反応領域薄膜１３への検体の滴下量を一定にするために設けられた凸部である。凸部材２０は、洗浄処理により疎水性を失わない物質である。洗浄処理は、ＳＡＷセンサの表面をクリーニングする処理であり、油脂等の汚染物質を除去する処理である。例えば、洗浄処理は、プラズマクリーニングである。すなわち、凸部材２０は、洗浄処理を実施しても、疎水性が保持される物質である。例えば、凸部材２０は金属である。金属は、金やアルミニウムが挙げられる。なお、凸部材２０の各々は、隣接する反応領域薄膜１３に対向する辺より長いほうが望ましい。
凸部材２０−１〜２０−３（総称して凸部２０Ａと呼ぶ）の各々は、所定の間隔毎に配置されている。凸部２０Ａは、反応領域薄膜１３−１の外側（＋Ｙ方向側）に配置されている。
凸部材２０−４〜２０−６（総称して凸部２０Ｂと呼ぶ）の各々は、所定の間隔毎に配置されている。凸部２０Ｂは、反応領域薄膜１３−１と反応領域薄膜１３−２との間に配置されている。
凸部材２０−７〜２０−９（総称して凸部２０Ｃと呼ぶ）の各々は、所定の間隔毎に配置されている。凸部２０Ｃは、反応領域薄膜１３−２の外側（−Ｙ方向側）に配置されている。すなわち、凸部材２０は、反応領域薄膜１３−１と反応領域薄膜１３−２とが対向している間、及び反応領域薄膜１３−１と反応領域薄膜１３−２との対向する辺の外側にそれぞれ設けられている。上記所定の間隔とは、表面張力により検体が凸部材２０の各々の上面で結合しない間隔である。すなわち、上記凸部材２０は、伝搬方向にストライプ状に延在している。

【0021】

なお、上述した凸部２０Ａと凸部２０Ｂと凸部２０Ｃの各々の凸部材２０の数は、本実施形態では３本としているが、これは一例であって、３本に限定されない。例えば、凸部２０Ａと凸部２０Ｂと凸部２０Ｃの各々の凸部材の数が４本以上の複数本でもよいし、少なくてもよい。また、凸部２０Ａと凸部２０Ｂと凸部２０Ｃの各々の凸部材の数は、それぞれ異なってもよい。

【0022】

図２は、反応領域薄膜１３へ検体を滴下したときの一例を示す図である。図２（ａ）は、従来のＳＡＷセンサの反応領域薄膜１３へ検体を滴下したときの例を示す図である。図２（ｂ）は、従来のＳＡＷセンサの反応領域薄膜１３へ検体を滴下したときの他の例を示す図である。
図２（ｃ）は、本実施形態のＳＡＷセンサ１の反応領域薄膜１３へ検体を滴下したときの例を示す図である。

【0023】

従来のＳＡＷセンサには、図２（ａ）に示すように、複数の反応領域薄膜１３に滴下された検体の液滴を、滴下された反応領域薄膜に保持するために、樹脂で形成された凸部材２００−１、凸部材２００−２及び凸部材２００−３を用いた方法がある。
凸部材２００−１は、反応領域薄膜１３−１の外側（＋Ｙ方向側）に配置されている。凸部材２００−２は、反応領域薄膜１３−１と反応領域薄膜１３−２との間に配置されている。凸部材２００−３は、反応領域薄膜１３−２の外側（−Ｙ方向側）に配置されている。例えば、測定者は検体Ａをマイクロピペット等で反応領域薄膜１３−１に滴下する。また、例えば、測定者は検体Ａとは異なる検体Ｂをマイクロピペット等で反応領域薄膜１３−２に滴下する。すると、検体Ａ、Ｂの液面は、毛細管現象により上昇し、凸部材２００−２の上面で結合する。これより、従来のＳＡＷセンサは、反応領域薄膜１３毎に検体を一定に保つことができない。

【0024】

また、従来のＳＡＷセンサには、図２（ｂ）に示すように、複数の反応領域薄膜１３に滴下された検体の液滴を、滴下された反応領域薄膜に保持するために、樹脂で形成された凸部材２００−１〜２００−９を用いた方法がある。
凸部材２００−１〜２００−３は、反応領域薄膜１３−１の外側（＋Ｙ方向側）に配置されている。凸部材２００−４〜２００−６は、反応領域薄膜１３−１と反応領域薄膜１３−２との間に配置されている。凸部材２００−７〜２００−９は、反応領域薄膜１３−２の外側（−Ｙ方向側）に配置されている。すなわち、反応領域薄膜１３−１と反応領域薄膜１３−２との間及び反応領域薄膜１３−１と反応領域薄膜１３−２との外側に樹脂で形成された複数の凸部材が設けられている。例えば、測定者は検体Ａをマイクロピペット等で反応領域薄膜１３−１に滴下する。また、例えば、測定者は検体Ａとは異なる検体Ｂをマイクロピペット等で反応領域薄膜１３−２に滴下する。すると、図２（ａ）に示したＳＡＷセンサよりも反応領域薄膜１３毎に検体を保持することができる。しかしながら、検体Ａ、Ｂの液面は、毛細管現象により上昇し、凸部材２００−４〜２００−６の上面で結合する。これより、従来のＳＡＷセンサは、反応領域薄膜１３毎に検体を一定に保つことができない。

【0025】

この問題を解決するために、すなわち、検体が凸部材２０の上部にはい上がるのを防止するために、凸部材２００−１〜２００−９を凸部材の表面を疎水性膜等で被覆する方法がある。ただし、検体を滴下する前にＳＡＷセンサの表面を洗浄処理する。したがって、ＳＡＷセンサを洗浄処理すると、凸部材２００−１〜２００−９は、樹脂で形成されているため、疎水性を失い、親水性になってしまう。そのため、検体と凸部材とが結びやすくなり、上記問題を解決することができない場合がある。

【0026】

しかしながら、図２（ｃ）に示すとおり、上述した第１実施形態では、反応領域薄膜１３−１と反応領域薄膜１３−２との間、及び反応領域薄膜１３−１と反応領域薄膜１３−２との外側に、複数の凸部材２０を配置する。上述したように、ＳＡＷセンサ１の凸部材２０は、洗浄処理、例えばプラズマクリーニングを行っても疎水性が保持される物質であるため、毛細管現象が起こる可能性は低く検体Ａ、Ｂが凸部材２０−４又は凸部材２０−６の上面で結合することはない。よって、ＳＡＷセンサ１は、図２（ｂ）のＳＡＷセンサと比較して、検体Ａ、Ｂがそれぞれの反応領域薄膜１３以外の領域に広がることを防ぎ、一定に保つことができる。すなわち、ＳＡＷセンサ１は、反応領域薄膜毎に検体を保持し、反応領域薄膜毎の滴下された検体の量を一定にすることができる。これにより、滴下された複数の検体を分離することができ、かつ複数の異なる検査を実現することができる。

【0027】

（第２実施形態）
以下、図面を参照して第２実施形態について説明する。図３は、本実施形態に係るＳＡＷセンサ１ａの概略的な模式図である。図３（ａ）は、ＳＡＷセンサ１ａの概略的な上面図であり、図３（ｂ）はＳＡＷセンサ１ａを切断面Ａから見た概略的な断面図である。また、図３（ｃ）はＳＡＷセンサ１ａを切断面Ｂから見た概略的な断面図である。なお、図３において図１に示したものと同一の構成には同一の符号を付け説明を省略する。

【0028】

ＳＡＷセンサ１ａは、圧電素子基板１０、複数の櫛形電極１１（櫛形電極１１−１〜１１−４）、複数の反応領域薄膜１３（１３−１、１３−２）、凸部材２０ａ（２０ａ−１〜２０ａ−９）及び複数の台部１４（１４−１〜１４−３）を含んでいる。

【0029】

凸部材２０ａは、複数の反応領域薄膜１３に滴下された検体の液滴を、滴下された反応領域薄膜に保持し、また、各反応領域薄膜１３への検体の滴下量を一定にするために設けられた凸部である。凸部材２０ａは、洗浄処理して疎水性を失わない物質である。すなわち、凸部材２０ａは、洗浄処理を実施しても、疎水性を保持される物質である。例えば、凸部材２０ａは金属である。なお、凸部材２０ａの各々は、隣接する反応領域薄膜１３に対向する辺より長いほうが望ましい。
凸部材２０ａ−１〜２０ａ−３（総称して凸部２０Ａａと呼ぶ）の各々は、台部１４−１の上面に設置され、所定の間隔毎に配置されている。台部１４−１の上面に設置された凸部２０Ａａは、反応領域薄膜１３−１の外側（＋Ｙ方向側）に配置されている。

【0030】

凸部材２０ａ−４〜２０ａ−６（総称して凸部２０Ｂａと呼ぶ）の各々は、台部１４−２の上面に設置され、所定の間隔毎に配置されている。台部１４−２の上面に設置された凸部２０Ｂａは、反応領域薄膜１３−１と反応領域薄膜１３−２との間に配置されている。
凸部材２０ａ−７〜２０ａ−９（総称して凸部２０Ｃａと呼ぶ）の各々は、台部１４−３の上面に設置され、所定の間隔毎に配置されている。台部１４−３の上面に設置された凸部２０Ｃａは、反応領域薄膜１３−２の外側（−Ｙ方向側）に配置されている。すなわち、凸部材２０ａは、台部１４の上面に設置され、反応領域薄膜１３−１と反応領域薄膜１３−２とが対向している間、及び反応領域薄膜１３−１と反応領域薄膜１３−２との対向する辺の外側にそれぞれ設けられている。上記所定の間隔とは、表面張力により検体が凸部材２０の各々の上面で結合しない間隔である。すなわち、上記凸部材２０ａは、伝搬方向にストライプ状に延在している。

【0031】

なお、上述した凸部２０Ａａと凸部２０Ｂａと凸部２０Ｃａの各々の凸部材２０ａの数は、本実施形態では３本としているが、これは一例であって、３本に限定されない。例えば、凸部２０Ａａと凸部２０Ｂａと凸部２０Ｃａの各々の凸部材の数が４本以上の複数本でもよいし、少なくてもよい。また、凸部２０Ａａと凸部２０Ｂａと凸部２０Ｃａの各々の凸部材の数は、それぞれ異なってもよい。

【0032】

台部１４（１４−１〜１４−３）は、樹脂で形成されている。台部１４の上面には、凸部材２０ａが設置されている。台部１４は、ワイヤーボンディングなどの保護で使用されるエポキシ樹脂や、ダイボンディングなどでパッケージと圧電基板を接着する目的で利用される樹脂(主にエポキシ樹脂)等であってもよい。台部１４の反応領域薄膜１３に対向する辺の長さは、上面に設置される凸部材の反応領域薄膜１３に対向する辺の長さと同等又はそれ以上である。

【0033】

図４は、反応領域薄膜１３へ検体を滴下したときの一例を示す図である。上述した第２実施形態では、反応領域薄膜１３−１と反応領域薄膜１３−２との間、及び反応領域薄膜１３−１と反応領域薄膜１３−２との外側に、台部１４と、その台部１４の上面に設置された複数の凸部材２０ａを配置する。ＳＡＷセンサ１ａの凸部材２０ａは、疎水性の物質であり、かつ洗浄処理して疎水性を失わない、例えば、金属で形成されている。したがって、毛細管現象が起こる可能性は低く検体Ａ、Ｂが凸部材２０ａ−４又は凸部材２０ａ−６の上面で結合することはない。よって、ＳＡＷセンサ１は、図２（ｂ）のＳＡＷセンサと比較して、検体Ａ、Ｂがそれぞれの反応領域薄膜１３以外の領域に広がることを防ぎ、一定に保つことができる。すなわち、ＳＡＷセンサ１ａは、反応領域薄膜毎に検体を保持し、反応領域薄膜毎の滴下された検体の量を一定にすることができる。これにより、滴下された複数の検体を分離することができ、かつ複数の異なる検査を実現することができる。

【0034】

（第３実施形態）
図５は、第３実施形態に係るＳＡＷセンサ１ｂの概略的な模式図である。図５（ａ）は、ＳＡＷセンサ１ｂの概略的な上面図であり、図５（ｂ）はＳＡＷセンサ１ｂを切断面Ａから見た概略的な断面図である。また、図５（ｃ）はＳＡＷセンサ１ｂを切断面Ｂから見た概略的な断面図である。

【0035】

ＳＡＷセンサ１ｂは、圧電素子基板１０、複数の櫛形電極１１（櫛形電極１１−１〜１１−４）、複数の反応領域薄膜１３（１３−１、１３−２）、複数の凸部材２０ａ（２０ａ−１〜２０ａ−９）及び台部１４ｂを含んでいる。

【0036】

凸部２０Ａａの各々は、台部１４ｂの上面に設置され、所定の間隔毎に配置されている。凸部２０Ａａは、反応領域薄膜１３−１の外側（＋Ｙ方向側）に配置されている。

【0037】

凸部２０Ｂａの各々は、台部１４ｂの上面に設置され、所定の間隔毎に配置されている。
凸部２０Ｂａの各々は、反応領域薄膜１３−１と反応領域薄膜１３−２との間に配置されている。
凸部２０Ｃａの各々は、台部１４ｂの上面に設置され、所定の間隔毎に配置されている。凸部２０Ｃａは、反応領域薄膜１３−２の外側（−Ｙ方向側）に配置されている。すなわち、凸部材２０ａは、台部１４ｂの上面に設置され、反応領域薄膜１３−１と反応領域薄膜１３−２とが対向している間、及び反応領域薄膜１３−１と反応領域薄膜１３−２との対向する辺の外側にそれぞれ設けられている。上記所定の間隔とは、表面張力により検体が凸部材２０の各々の上面で結合しない間隔である。すなわち、上記凸部材２０ａは、伝搬方向にストライプ状に延在している。

【0038】

なお、上述した凸部２０Ａａと凸部２０Ｂａと凸部２０Ｃａの各々の凸部材２０ａの数は、本実施形態では３本としているが、これは一例であって、３本に限定されない。例えば、凸部２０Ａａと凸部２０Ｂａと凸部２０Ｃａの各々の凸部材の数が４つ以上の複数本でもよいし、少なくてもよい。また、凸部２０Ａａと凸部２０Ｂａと凸部２０Ｃａの各々の凸部材の数は、それぞれ異なってもよい。

【0039】

台部１４ｂは、樹脂で形成されている。台部１４ｂは、櫛形電極１１が検体と接触することを防ぐ封止壁である。台部１４ｂの上面には、凸部材２０ａが設置されている。台部１４ｂは、ワイヤーボンディングなどの保護で使用されるエポキシ樹脂や、ダイボンディングなどでパッケージと圧電基板を接着する目的で利用される樹脂(主にエポキシ樹脂)等であってもよい。

【0040】

（第４実施形態）
図６は、第４実施形態に係るＳＡＷセンサ１−１の概略的な模式図である。図６（ａ）は、ＳＡＷセンサ１−１の概略的な上面図であり、図６（ｂ）はＳＡＷセンサ１−１を切断面Ａから見た概略的な断面図である。また、図６（ｃ）はＳＡＷセンサ１−１を切断面Ｂから見た概略的な断面図である。なお、図６において図１に示したものと同一の構成には同一の符号を付け説明を省略する。

【0041】

上記第１実施形態のＳＡＷセンサ１が送信用の櫛形電極と受信用の櫛形電極とを個別に設けるトランスバーサル型と呼ばれるＳＡＷセンサであるのに対して、第４実施形態のＳＡＷセンサ１−１は、反射型と呼ばれる構造を有している。すなわち、第４実施形態のＳＡＷセンサ１−１は、一方の櫛形電極を無くして代わりに検出領域を挟んで櫛形電極に対向する位置に反射器３０−１及び反射器３０−２を設けている。この構成では、１個の櫛形電極を例えば時分割で切り替えることで送信用と受信用とで共用することができる。なお、第４実施形態のＳＡＷセンサ１−１は、第１実施形態のＳＡＷセンサ１と同様に、２チャンネルのセンサである。

【0042】

なお、図６において、反射器３０−１は櫛形電極１１−１から送信されたＳＡＷを反射する。この反射器３０−１は、櫛形電極１１−１と反応領域薄膜１３−１を挟んで対向する位置に配置され、例えば、櫛形電極１１−１と同様の電極材を使用するＳＡＷの１波長の１／４の線幅を持ち２分の１波長の間隔で複数整列させた構造を有している。また、反射器３０−２は櫛形電極１１−２から送信されたＳＡＷを反射する。この反射器３０−２は、櫛形電極１１−２と反応領域薄膜１３−２を挟んで対向する位置に配置され、例えば、反射器３０−１と同様の構造を有している。図６に示した構成例では、反射器３０−１及び反射器３０−２は、圧電素子基板１０上に露出した形で形成されている。なお、図６に示した例ではＳＡＷを反射する構造物を、電極を用いて電気的に反射する反射器を用いて構成しているが、ＳＡＷの反射は機械的反射とすることもできる。例えば、圧電素子基板１０の端面より弾性表面波を反射することも可能である。すなわち、ＳＡＷを反射する手法は、反射器を設置する以外のものであってもよい。

【0043】

上述した第４実施形態によれば、ＳＡＷセンサ１−１は、第１実施形態と同様に、複数の凸部材２０を圧電素子基板１０上に配置したので、検体Ａ、Ｂがそれぞれの反応領域薄膜１３以外の領域に広がることを防ぎ、一定に保つことができる。すなわち、ＳＡＷセンサ１−１は、反応領域薄膜毎に検体を保持し、反応領域薄膜毎の滴下された検体の量を一定にすることができる。これにより、滴下された複数の検体を分離することができ、かつ複数の異なる検査を実現することができる。

【0044】

（第５実施形態）
図７は、第５実施形態に係るＳＡＷセンサ１ａ−１の概略的な模式図である。図７（ａ）は、ＳＡＷセンサ１ａ−１の概略的な上面図であり、図７（ｂ）はＳＡＷセンサ１ａ−１を切断面Ａから見た概略的な断面図である。また、図７（ｃ）はＳＡＷセンサ１ａ−１を切断面Ｂから見た概略的な断面図である。なお、図７において、図２に示したものと同一の構成には同一の符号を付け説明を省略する。

【0045】

上記第２実施形態のＳＡＷセンサ１ａが送信用の櫛形電極と受信用の櫛形電極とを個別に設けるトランスバーサル型と呼ばれるＳＡＷセンサであるのに対して、第５実施形態のＳＡＷセンサ１ａ−１は、反射型と呼ばれる構造を有している。すなわち、第５実施形態のＳＡＷセンサ１ａ−１は、一方の櫛形電極を無くして代わりに検出領域を挟んで櫛形電極に対向する位置に反射器３０−１及び反射器３０−２を設けている。この構成では、１個の櫛形電極を例えば時分割で切り替えることで送信用と受信用とで共用することができる。なお、第５実施形態のＳＡＷセンサ１ａ−１は、第２実施形態のＳＡＷセンサ１ａと同様に、２チャンネルのセンサである。

【0046】

上述した第５実施形態では、反応領域薄膜１３−１と反応領域薄膜１３−２との間、及び反応領域薄膜１３−１と反応領域薄膜１３−２との外側に、台部１４と、その台部１４の上面に設置された複数の凸部材２０ａを配置したので、第２実施形態と同様に、検体Ａ、Ｂがそれぞれの反応領域薄膜１３以外の領域に広がることを防ぎ、それぞれの量を一定に保つことができる。すなわち、ＳＡＷセンサ１a−１は、反応領域薄膜毎に検体を保持し、反応領域薄膜毎の滴下された検体の量を一定にすることができる。これにより、滴下された複数の検体を分離することができ、かつ複数の異なる検査を実現することができる。

【0047】

（第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態のＳＡＷセンサの駆動回路）
次に、図８を参照して、第１実施形態のＳＡＷセンサ１の各１チャネル分のセンサの駆動及び検出のための回路（以下、「駆動回路」という。）の構成例について説明する。なお、第２実施形態及び第３実施形態のＳＡＷセンサの駆動回路は、第１実施形態のＳＡＷセンサの駆動回路と同様であるため、説明を省略する。

【0048】

図８は、駆動回路１００の構成例を説明するためのブロック図である。駆動回路１００は、発振器１０１、分配器１０２、弾性波検出器１０３、処理部１０４を有する。

【0049】

発振器１０１は、高周波発振信号を生成する。分配器１０２は、高周波発振信号を櫛形電極１１−１（又は１１−２）に供給するとともに、弾性波検出器１０３に供給する。
弾性波検出器１０３は、分配器１０２で分配された高周波発振信号と、櫛形電極１１−３（又は１１−４）により受信された弾性表面波に基づく信号との振幅比、位相差すなわち伝搬遅延差を検出し、検出した振幅比、位相差すなわち伝搬遅延差に基づく信号を処理部１０４に出力する。
処理部１０４は、弾性波検出器１０３から供給される信号に基づき、被測定物の物理的特性を求める。なお、物理的特性とは、例えば、被測定物の粘度、密度等である。処理部１０４は、例えば、反応領域薄膜１３に何も滴下されていない状態で、供給された信号の振幅変化、位相変化を求める。反応領域薄膜１３に何も滴下しない場合、被測定物は空気である。次に、反応領域薄膜１３に被測定物が滴下されている状態で、供給された信号の振幅変化、位相変化を求める。処理部１０４は、この２つの測定データを算出することで、滴下された被測定物の粘度や密度等を求める。

【0050】

（第４実施形態及び第５実施形態のＳＡＷセンサの駆動回路）
次に、図９を参照して、第４実施形態のＳＡＷセンサの駆動回路の構成例について説明する。なお、第５実施形態のＳＡＷセンサの駆動回路は、第４実施形態のＳＡＷセンサの駆動回路と同様であるため、説明を省略する。

【0051】

図９は、駆動回路２００の構成例を説明するためのブロック図である。駆動回路２００は、発振器１０１、分配器１０２、弾性波検出器１０３、処理部１０４Ａ、スイッチ１０５を有する。

【0052】

処理部１０４Ａは、弾性波検出器１０３から供給される信号に基づき、被測定物の物理的特性を求める。また、処理部１０４Ａは、所定のタイミングで、スイッチ１０５の端子１と端子３との接続、または端子２と端子３との接続を切り替える。なお、物理的特性とは、例えば、被測定物の粘度、密度等である。処理部１０４Ａは、例えば、反応領域薄膜１３に何も滴下されていない状態で、供給された信号の振幅変化、位相変化を求める。反応領域薄膜１３に何も滴下しない場合、被測定物は空気である。次に、反応領域薄膜１３に被測定物が滴下されている状態で、供給された信号の振幅変化、位相変化を求める。処理部１０４Ａは、この２つの測定データを算出することで、滴下された被測定物の粘度や密度等を算出する。

【0053】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。すなわち、上記実施形態は全て本発明の実施形態を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様および変更態様で実施することができる。

【0054】

上述した実施形態において、凸部は、伝搬方向にストライプ状に延在している場合について説明したがこれに限定されない。図１０は、上述した実施形態の凸部の変形例を示す図である。
図１０（ａ）は、凸部の形状が水玉模様である場合を示す。図１０（ｂ）は、凸部の形状が市松模様である場合を示す。図１０（ｃ）は、凸部の形状が波線模様である場合を示す。図１０に示すように、上述した実施形態の凸部の形状を、水玉模様、市松模様又は波線模様としても、凸部の形状をストライプ状とした場合と同様の効果を得ることができる。なお、凸部は、図１０に示す変形例の他に、例えばマーブルパタ−ン、ブロック状パタ−ンなど、種々のパタ−ンに自由に成形できる。
また、上述した実施形態において、凸部材の各々の構造は、四角形としたがこれに限定されない。例えば、凸部材の上面が所定の深さの溝を１つ以上有していてもよい。その場合、凸部は、１つの凸部材で構成されてもよい。

【符号の説明】

【0055】

１、１ａ、１ｂ、１−１、１ａ−１ ＳＡＷセンサ
１０ 圧電素子基板
１１ 櫛形電極
１３ 反応領域薄膜
１４、１４ｂ 台部
２０、２０ａ 凸部材
３０ 反射器
１００、２００ 駆動回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】