(57)【要約】【課題】製造上及び管理上の負担を低減しながら、反射器からの反射信号の減衰を抑制してＩＤ情報の多符号化に対応でき、しかも容易に符号列を設定でき、応答器の小型化をも図ることができる個体情報検出装置を提供すること。【解決手段】送受信電極６２に対して並列に形成した反射器列６３，６４の各段の反射器を一対の櫛形ダブル電極で構成し、その一方側の電極を共通リード線Ｇ上に形成することにより、圧電基板６１表面に対する反射器構成要素の占有面積を低減する。また、反射器の他方側の電極は、共通リード線Ｇに対し、短絡又は開放状態を選択できる選択器６３ＳＡ〜６３ＳＣ，６４ＳＡ〜６４ＳＣを介して接続し、所望のデジタル符号を容易に各段の反射器に設定できるようにする。【選択図】        図２
2004191334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に取り付けられ弾性表面波素子及びアンテナ手段を備えた応答器と、前記応答器に対して駆動信号を発信するとともに前記応答器からの応答信号を受信する問合せ器とを有し、
前記弾性表面波素子が、前記問合せ器からの駆動信号を受けて弾性表面波を励起させる送受信用電極と、前記発生した弾性表面波を前記送受信用電極に向けて反射する複数の反射器とをそれぞれ圧電材料表面に形成してなるものであって、
前記複数の反射器が、前記送受信用電極に対して並列に形成された個体情報検出装置において、
前記各列の反射器が、電極間の電位を変化させることによってその反射効率が設定される一対の櫛形電極でなり、
前記各列の反射器の一方側の櫛形電極が、それぞれ共通の配線上に形成されている
ことを特徴とする個体情報検出装置。
【請求項２】
前記各列の反射器の他方側の櫛形電極は、前記共通の配線に対して、短絡又は開放状態を選択できる選択手段を介して接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の個体情報検出装置。
【請求項３】
前記反射器が各列ごとに複数段形成され、これら複数段の反射器の他方側の櫛形電極がそれぞれ、前記選択手段を介して前記共通の配線に接続されている
ことを特徴とする請求項２に記載の個体情報検出装置。
【請求項４】
前記反射器を構成する櫛形電極が、櫛形ダブル電極構造を有している
ことを特徴とする請求項１に記載の個体情報検出装置。
【請求項５】
前記送受信用電極が、並列に複数形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の個体情報検出装置。
【請求項６】
前記各列の反射器のうち少なくとも１列の反射器が、他の何れかの列の反射器と非平行に形成されている
ことを特徴とする請求項６に記載の個体情報検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ）を用いて個体識別およびセンシングを行う個体情報検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、弾性表面波の応用として、ワイヤレスでの個体識別およびセンシングを行う個体情報検出装置が知られている。この種の個体情報検出装置は、測定対象物に取り付けられ弾性表面波素子及びアンテナ手段を備えた応答器と、この応答器に対して駆動信号を送信するとともに当該応答器からの応答信号を受信する問合せ器とからなる。
【０００３】
このような個体情報検出装置の応答器に弾性表面波素子が用いられるのは、電力を必要としないために応答器をバッテリレスで使用することができるからである。また、同じバッテリレスで駆動されるものとして非接触ＩＣカードに代表されるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）があるが、これと比較しても、電力供給時の接近が不要で、広い領域をカバーする個体識別およびセンシングデバイスとして期待されている。
【０００４】
最初に、弾性表面波素子を用いて測定対象物の個体情報を識別する原理について説明する。
【０００５】
図８は、応答器を構成する従来の弾性表面波素子１の一構成例を示している。弾性表面波素子１は、櫛形電極構造をなす送受信電極２と複数の反射器３とを圧電基板４上に形成することで構成されている。送受信電極２は、一対の櫛形電極２ａ，２ｂを対向させ、一方の電極間に他方の電極が位置するように互い違いに交差配置されている。このような電極配置構造は、一般に、ＩＤＴ（Interdigital Transducers）構造と称されている。また、各反射器３は何れについても送受信電極２から距離的に異なる位置に形成されている。
【０００６】
送受信電極２の入出力端子５ａ，５ｂに交流電圧を加えると、公知のように圧電基板４上に弾性表面波が励起される。この弾性表面波は圧電基板４の表面を伝搬し、伝搬路上に反射器３があると弾性表面波の反射が生じる。つまり、反射器３がある場合は反射信号が得られ、反射器３がない場合は反射信号が得られない。
【０００７】
そこで、反射がある場合とない場合とでそれぞれデジタル信号として１，０を割り当てて符号化することで、数〜数十ビットのＩＤとして活用することができる。図８は「１１０１１００１」のＩＤデータが得られる構成例である。弾性表面波素子を用いた個体識別は、以上のことを基本原理としている。
【０００８】
一方、弾性表面波素子を用いた測定対象物のセンシングに関しては、送受信電極２で励起された信号（弾性表面波）が反射器３で反射されて再び送受信電極２に戻ってくるときに、外部環境の変化に伴い信号が変化することを利用している。測定対象物の状態変化は、位相、周波数、遅延時間といった弾性表面波の伝搬特性の変化という形で抽出することができる。
【０００９】
なお、以上のような個体識別メカニズムを利用して個体情報を検出する装置に関しての先行技術文献として、例えば下記特許文献１には、無線で問合せ信号を識別・感知装置に発信し、この装置から送り返された応答信号を受信して評価する送信器及び受信器を備えるとともに、上記識別・感知装置に少なくとも１つの問合せられるべきパラメータを確定するために共振器が設けられている識別・感知システム、が開示されている。
【００１０】
さて、個体情報検出装置としての弾性表面波素子を作製する場合、１００００の識別を行うためには反射器の配列の組み合わせを１００００通り作る必要がある。しかし、この方法では、製造及び管理面で取り扱いが甚だ煩雑となるという問題がある。
【００１１】
このような問題を解決する一方法としては、識別に用いる全ての反射器を後述するような構成の櫛形ダブル電極構造の反射器として予め形成しておき、この櫛形ダブル電極構造の反射器の互い違いに公差する電極間の電位を変えることで、反射効率を著しく変化させ、反射器があるにもかかわらず見かけ上、反射のない状態を作る方法が知られている（下記非特許文献１参照）。
【００１２】
以下、この方法について図９Ａ〜図９Ｃを参照して説明する。
【００１３】
図９Ａに示す構造の反射器６は、図８に示した送受信電極２と同様なＩＤＴ構造を備えており、一対の櫛形電極６ａ，６ｂを対向させ、一方の電極間に他方の電極が位置するように互い違いに交差配置されている。各櫛形電極６ａ，６ｂのそれぞれの電極はシングル構造を呈しており、弾性表面波ＳＡＷの伝搬方向における電極ピッチはその弾性表面波ＳＡＷの波長λの２分の１に等しい。
【００１４】
他方、図９Ｂ及び図９Ｃに示す構造の反射器７は、一対の櫛形電極７ａ，７ｂを対向させ、一方の電極間に他方の電極が位置するように互い違いに交差配置されてなるもので、図９Ａに示した反射器６の構造と同様であるものの、各櫛形電極７ａ，７ｂのそれぞれの電極は２本に分割されたダブル構造を呈しており、その電極ピッチは弾性表面波ＳＡＷの波長λの４分の１に等しい。以下、この反射器７の構造を「櫛形ダブル電極構造」と定義する（特許請求の範囲においても同様）。図９Ｂと図９Ｃとの違いは、各電極が電気的に浮いている（開放されている）か、アースされている（短絡している）かだけである。
【００１５】
送受信電極で励起された弾性表面波は、圧電材料の表面を伝わり、反射器に到達する。このとき、主に２つの効果により弾性表面波の反射が生じる。ひとつめは音響付加効果によるもので、反射器の重み等による音響特性インピーダンスの不連続性に起因する。ふたつめは再励起効果によるもので、弾性表面波が櫛形電極構造の反射器を通過するときに圧電効果により電圧を誘起し、その電圧が源となって再度、弾性表面波を励起する現象に依るものである。
【００１６】
上記２つの効果を図９Ａに示した構造の反射器６を例に挙げて説明する。この例では音響付加効果による反射が起こり、各電極が半波長（λ／２）ずれて構成されているため、各電極からの反射は全て同相となって重畳されることになる。また、電極は電気的に浮いているため、再励起効果による反射も加わる。したがって、弾性表面波ＳＡＷの反射波ＳＡＷ−Ｒは、これらの合成波となる。
【００１７】
これに対して、図９Ｂに示した構造の反射器７の例では、この場合も音響付加効果による反射が起こるが、各電極は１／４波長（λ／４）ずれているため、各電極からの反射は逆相となり打ち消し合う。しかし、各電極が電気的に浮いているため、図９Ａの場合と同様に再励起効果による反射波ＳＡＷ−Ｒが発生する。
【００１８】
一方、図９Ｃに示した構造の反射器７の例では、音響付加効果による反射は起こるが、各電極は１／４波長（λ／４）ずれているため、各電極からの反射は逆相となり打ち消し合う。また、各電極が電気的にアースされているために、各電極間の電位差がなく再励起効果による反射は起こらない。したがって、この場合には反射器７からの反射信号としての弾性表面波の戻りは無く、反射器が存在するにもかかわらず、見かけ上、反射器がないのと等価な状態となる。
【００１９】
図９Ｂ及び図９Ｃに示す反射器７は同一の電極構造として、対向している櫛形電極７Ａ，７Ｂをそれぞれ開放、短絡したものであり、上記説明のように、電気的操作により反射波ＳＡＷ−Ｒの発生を制御することができる。
【００２０】
櫛形ダブル電極構造のこのような特性を利用して、例えば図１０に示すような弾性表面波素子１０を作製することができる。これは、弾性表面波の励起・検出を行う送受信電極１１と、この弾性表面波を反射する複数段の反射器１２とを圧電基板１３上に形成してなるもので、各段の反射器１２はそれぞれ櫛形ダブル電極構造を有している。反射器１２の一方側の電極はリード線１５を介して電気的アースされており、他方側の電極はリード線１６を介して選択部１４に接続されている。選択部１４では、各段の反射器の他方側の電極の開放操作及び短絡操作が個別に選択されることにより、個体識別用の所望の符号が作り出されている。
【００２１】
このような構成の弾性表面波素子１０を用いれば、反射器１２の配列パターンを全て同一にして作製した後、選択部１４における各電極の開放／短絡の組み合わせを設定することによって容易に任意のＩＤを付与することが可能となり、製造及び管理の面で非常に優れる。
【００２２】
なお、例えば下記特許文献２には、図１１に示すように、圧電基板２５上に、弾性表面波遅延線（素子）に信号を入力するための入力端子１８と、弾性表面波遅延線から信号を出力するための出力端子１９と、弾性表面波を励振するための励振用すだれ状電極２０Ａ〜２０Ｈと、励振された弾性表面波を受信するための受信用すだれ状電極２１と、不要な弾性表面波を吸収するための吸音材２２，２３とを形成し、励振用すだれ状電極２０Ａ〜２０Ｈの各電極と入力端子１８との接続を制御するスイッチ手段２４Ａ〜２４Ｈを切り替えて所望の識別符号を設定する構成が開示されている。
【００２３】
この構成は即ち、反射器を設けずに、弾性表面波の励振電極を複数段構成し、各段の励振電極の開放／短絡状態を選択して目的とする応答波を生成させるようにしたものである。これに類する構成を備えたものとして、下記特許文献３に記載のものがあるが、ここではその説明を省略する。
【００２４】
ところで、弾性表面波は、櫛形電極の交差している部分で励振されて圧電材料表面を伝搬することになるが、弾性表面波の伝搬幅（トラック）に亘り形成された反射器を複数段設けると、弾性表面波は各段の反射器を越えるごとに反射されたエネルギー分減衰することになる。つまり、送受信電極から見て遠い位置に配置される反射器ほど到達する弾性表面波の伝搬エネルギーは減衰されたものとなり、従ってその反射波のエネルギーも小さなものとなるので応答感度が低下することになる。
【００２５】
そこで、図１２に示すように、送受信電極３１に対し弾性表面波ＳＡＷの進行方向に関して反射器３２を並列に配置し、送受信電極３１から見て後段側の反射器に到達する弾性表面波のエネルギーが前段側の反射器によって減衰されるのを低減する方法が、有効なものと考えられている（非特許文献１参照）。
【００２６】
この出願に関連する先行技術文献情報を以下に示す。
【特許文献１】
特開平７−２９４６３５号公報
【特許文献２】
特開平９−２８８１７６号公報（第４頁、図３−４）
【特許文献３】
特開平７−１４０７９号公報（図２）
【非特許文献１】
Ｌ．ラインドル（L.Reindl）、Ｗ．ルイーレ（W.Ruile）著、「プログラマブル・リフレクターズ・フォー・ソー−アイ・ディー−タグス（Programmable Reflectors for SAW-ID-Tags）、１９９３ウルトラソニックス・シンポジウム（1993 ULTRASONICS SYMPOSIUM）、アイ・イー・イー・イー（ＩＥＥＥ）、ｐ．１２５−１３０
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
さて、上述したような、製造上及び管理上の理由から櫛形ダブル電極構造の反射器の電気的接続を任意に選択してその反射効率を変化させる手法や、応答信号の減衰を抑制する目的で反射器を並列に配置形成する手法は、反射器の本数を増大させてＩＤ情報を多符号化する要請にも、十分に対応することができるものと考えられている。
【００２８】
しかしながら、並列配置した反射器の各電極に対して独立に配線を形成するとともに、各列の反射器それぞれについて電気的接続形態の選択部を配置形成するとなると、これらが形成される圧電基板の面積は否応なく大型化し、応答器の小型化の要請にも反する結果を招くという問題がある。
【００２９】
また、圧電材料上への送受信電極、反射器及びこれに接続される配線の形成という観点からは、パターンの微細化及び複雑化を招き、配線設計自由度の低下をもたらすだけでなく、製造及び管理の上からも負担が大きく、生産コストの増大及び生産性の低下につながりかねないという問題も発生する。
【００３０】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、製造上及び管理上の負担を低減しながら反射器からの反射信号の減衰を抑制してＩＤ情報の多符号化に対応でき、しかも容易に符号列を設定でき、更には応答器の小型化をも図ることができる個体情報検出装置を提供することを課題とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するに当たり、本発明の個体情報検出装置は、送受信用電極に対して反射器を並列に形成し、各列の反射器が、電極間の電位を変化させることによってその反射効率が設定される一対の櫛形電極でなり、その各列の反射器を構成する櫛形電極の一方側を、それぞれ共通の配線上に形成したことを特徴とする。
【００３２】
この構成により、隣接する反射器列の各々の一方側の櫛形電極を共通の配線で形成できるため、圧電材料表面に対する反射器構成要素の占有面積を低減することができる。したがって、ＩＤ情報の多符号化に対応しながら、配線設計自由度の向上および配線パターンの微細化・複雑化の抑制が図られるので製造上及び管理上の負担も低減され、更に、弾性表面波素子の低面積化に寄与して応答器の小型化をも図ることができる。
【００３３】
また、本発明では、各列の反射器の他方側の櫛形電極を、上記共通の配線に対し、短絡又は開放状態を選択できる選択手段を介して接続するようにしている。これにより、各反射器の反射効率を櫛形電極の接続状態で変化させることができるので符号化列を容易に設定でき、また、反射器構成要素の更なる低占有面積化を図れるので応答器のより一層の小型化に貢献できる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３５】
図１は本発明の実施の形態による個体情報検出装置５０を示している。個体情報検出装置５０は、測定対象物に取り付けられる応答器５１と、応答器５１に対して駆動信号を送信するとともに応答器５０からの応答信号を受信する問合せ器５２とで構成される。
【００３６】
応答器５１は、回路基板５３上に設置されたアンテナ部５４、状態選択部５５、整合部５６及び弾性表面波素子からなる素子部５７を有している。各部は回路基板５３上の回路パターンとワイヤを介して電気的に接続されているが、これ以外にも、バンプを介したフェイスダウンボンディングや回路パターンのみで接続することも可能である。
【００３７】
アンテナ部５４は、素子部５７を駆動する問合せ器５１から発せられる電波（駆動信号）を受信し、また、素子部５７による計測信号（応答信号）を送信するもので、ループ、ヘリカル、モノポール、ダイポール、板状逆Ｆ、マイクロストリップアンテナ等が用いられる。アンテナ部５４は銅、アルミニウム等の線材、あるいは絶縁性フィルム基板上に形成したアンテナコイルパターンで構成されるが、直接、回路基板５３上にめっき法、ペースト印刷法、エッチング法あるいは公知の真空薄膜形成技術により作製するようにしてもよい。
【００３８】
整合部５６は、アンテナ部５４と素子部５７との間のインピーダンス整合をとるためのもので、抵抗器、コイル、キャパシタ等を組み合わせて構成される。これらの各素子は回路基板５３上にはんだ等で搭載されるが、アンテナ部５４と同様、回路基板５３上にめっき、ペースト印刷、エッチングあるいは真空薄膜形成技術を用いて作製してもよい。なお、整合部５６は上述のようにアンテナ部５４と素子部５７との間のインピーダンス整合をとるために設けられたものであるため、整合が取れた状態では省略することができる。
【００３９】
一方、問合せ器５２は、応答器５１に対して送信される駆動信号を生成するパルス信号発生器、無線の送受信を行うための回路、送受信切替装置、応答器５１から送信される特定周波数の応答信号を増幅する増幅回路、受信した応答信号を抽出し１，０判定を行う処理回路、及び、１，０符号に対応させてＩＤデータとして視覚化する表示器等で構成されている。
【００４０】
以下、応答器５１を構成する素子部５７及び状態選択部５５の構成について図２から図７を参照して説明する。
【００４１】
（第１の実施の形態）
図２は本発明の第１の実施の形態による素子部５７の構成を示している。
本実施の形態の素子部５７は、圧電基板６１の表面に、送受信電極６２と、２列の反射器列６３，６４とが形成された弾性表面波素子で構成されている。
【００４２】
圧電基板６１としては、レイリー波を発生する、例えばニオブ酸リチウム単結晶の１２８°回転Ｙカット基板が用いられる。なお、これ以外にも、水晶、タンタル酸リチウム、四ホウ酸リチウム、ランガサイト等を適切にカットした基板を使用してもよい。更に、他の圧電材料として、ＺｎＯ等の圧電性薄膜をガラス、シリコン単結晶、ＧａＡｓ等の基板に形成して使用することも可能である。
【００４３】
送受信電極６２は、一対の櫛形電極６２ａ，６２ｂを対向させてなり、一方の櫛形電極６２ａの電極間に他方の櫛形電極６２ｂの電極が位置するように互い違いに交差配置されている。送受信電極６２を構成する各櫛形電極６２ａ，６２ｂには、素子部に対する入出力端子６５ａ，６５ｂがそれぞれ設けられている。
【００４４】
送受信電極６２で励起される弾性表面波の波長をλとすると、送受信電極６２の電極ピッチはλ／２、電極幅はλ／４、対数は３０対、電極厚みはλ／５０とされるが、特にこれに限定されず、弾性表面波の励起効率を勘案して決定される。また、送受信電極６２の構成材料はアルミニウムとしたが、これ以外に銅、チタン、クロム、金などが適用可能であり、更にこれらの材料を積層化あるいは合金化して用いてもよい。なお、成膜法としては例えばスパッタ法が適用可能である。
【００４５】
反射器列６３，６４は送受信電極６２に対して並列に配置されており、各々３段の反射器６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ及び反射器６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃを有している。各々の反射器は、送受信電極６２に対してそれぞれ距離的に異なる位置に形成されている。また、各々の反射器は同一に構成され、それぞれ櫛形ダブル電極構造を備えている。一例として、反射器６３Ｃの構成を図３に示す。
【００４６】
反射器６３Ｃは、一対の櫛形ダブル電極６３ａ，６３ｂを対向させてなり、一方の櫛形電極６３ａの電極間に他方の櫛形電極６３ｂの電極が位置するように互い違いに交差配置されている。反射器６３Ｃの電極ピッチはλ／４、電極幅はλ／８、対数は２０対、電極厚みはλ／３０とされるが、特にこれに限定されず、弾性表面波の反射効率を勘案して決定される。また、送受信電極６２の構成材料はアルミニウムとしたが、これ以外に銅、チタン、クロム、金などが適用可能であり、更にこれらの材料を積層化あるいは合金化して用いてもよい。なお、成膜法としては例えばスパッタ法が適用可能である。
【００４７】
他の反射器６３Ａ，６３Ｂ，６４Ａ〜６４Ｃもまた上述と同様に構成される。これらの反射器は、送受信電極６２及び後述する個別リード線６３Ｌ、共通リード線Ｇなどと同時に同一材料でパターニング形成できる。
【００４８】
反射器列６３を構成する各々の反射器６３Ａ〜６３Ｃの一方側の櫛形ダブル電極（６３ａ）は、それぞれ個別リード線６３Ｌを介して状態選択部５５に接続されている。また、反射器列６４を構成する各々の反射器６４Ａ〜６４Ｃの一方側の櫛形ダブル電極も、それぞれ個別リード線６４Ｌを介して状態選択部５５に接続されている。反射器６３Ａ〜６３Ｃの他方側の櫛形ダブル電極（６３ｂ）、及び、反射器６４Ａ〜６４Ｃの他方側の櫛形ダブル電極は、それぞれ１本の共通リード線Ｇを介して状態選択部５５に接続されている。
【００４９】
状態選択部５５には、反射器列６３を構成する反射器群６３Ａ〜６３Ｃから引き出された各個別リード線６３Ｌがそれぞれ共通リード線Ｇに対して短絡又は開放の何れの状態をとるかを選択する選択器６３ＳＡ，６３ＳＢ，６３ＳＣが備えられている。同様に、状態選択部５５には、反射器列６４を構成する反射器群６４Ａ〜６４Ｃから引き出された各個別リード線６４Ｌがそれぞれ共通リード線Ｇに対して短絡又は開放の何れの状態をとるかを選択する選択器６４ＳＡ，６４ＳＢ，６４ＳＣが備えられている。
【００５０】
本実施の形態において、共通リード線Ｇは電気的にアースされているが、これに限らない。要は、選択器６３ＳＡ〜６３ＳＣ（６４ＳＡ〜６４ＳＣ）が短絡位置をとることによって、個別リード線６３Ｌ（６４Ｌ）と共通リード線Ｇとが互いに同電位になるように構成されている。また、反射器６３Ａ〜６３Ｃ及び反射器６４Ａ〜６４Ｃを構成する一対の櫛形ダブル電極のうち一方側が、共通リード線Ｇ上に形成されているために、当該一方側の電極は互いに同電位とされる。従って、選択器６３ＳＡ〜６３ＳＣ及び選択器６４ＳＡ〜６４ＳＣの接続形態を制御することによって、各反射器列６３，６４を構成する全ての反射器の反射効率を制御することができることになる。
【００５１】
なお、素子部５７の個別リード線６３Ｌ，６４Ｌ及び共通リード線Ｇと、状態選択部５５の選択器６３ＳＡ〜６３ＳＣ，６４ＳＡ〜６４ＳＣとの間の接続方法としては、金線やアルミニウム線等のワイヤ接続が採用されるが、これに限らず、例えばフェイスダウン方式によるバンプ接続や、状態接続部５５を素子部５７の圧電基板６１上に形成して直接パターニングする等の方法も適用可能である。
【００５２】
また、選択器６３ＳＡ〜６３ＳＣ，６４ＳＡ〜６４ＳＣとしては、予め全て短絡状態で形成しておき、後工程で任意の選択器に対してレーザー熱あるいは過度電流によって溶断したり、外部からの物理的刺激により切断する等して開放状態をとらせる等の方法が適用できる。あるいは、後に接続状態が切り替えられるように、電気的または機械的に動作するスイッチ装置で構成してもよい。
【００５３】
個別リード線６３Ｌ，６４Ｌ及び共通リード線Ｇは、送受信電極６２で励起される弾性表面波ＳＡＷの伝搬を極力乱さないように配置することが望まれる。本実施の形態では、共通リード線Ｇにあっては弾性表面波ＳＡＷの進行方向に対し平行に、また、個別リード線６３Ｌ，６４Ｌにあっては弾性表面波ＳＡＷの進行方向に対し平行あるいはトラックの外側に角度をなすように（垂直でもよい）形成される。
【００５４】
個別リード線６３Ｌ，６４Ｌ及び共通リード線Ｇにおける弾性表面波ＳＡＷの散乱や、圧電基板６１の端部での弾性表面波ＳＡＷの反射が無視できない場合には、図２に示すように、送受信電極６２に関して反射器列６３，６４の形成位置とは反対側に吸音材６６を、また、反射器列６３，６４と状態選択部５５側の圧電基板６１端部との間に吸音材６７を塗布すれば、上記散乱を減らせることができるとともに、基板端部での反射による影響を防ぐことができる。
【００５５】
次に、以上のように構成される本実施の形態の作用について説明する。
【００５６】
図１を参照して、問合せ器５２から発せられた駆動信号としての無線信号は応答器５１のアンテナ部５４で受信され、整合部５６を介して素子部５７に供給される。図２に示すように、駆動信号は入出力端子６５ａ，６５ｂを介して素子部５７を構成する送受信電極６２に供給される。これにより、送受信電極６２の櫛形電極６２ａ（６２ｂ）の電極ピッチに対応した波長λの弾性表面波ＳＡＷが圧電基板６１上に励起される。
【００５７】
送受信電極６２にて発生した弾性表面波ＳＡＷは、圧電基板６１の表面を伝搬し、反射器列６３，６４が形成されるトラック上を反射器群の配列方向に沿って進行する。弾性表面波ＳＡＷに対する各反射器の反射効率は、あらかじめ設定された個別リード線６３Ｌ，６４Ｌと共通リード線Ｇとの短絡又は開放の何れかの接続状態に対応して決定されている。
【００５８】
今、状態選択部５５を構成する選択器のうち、選択器６３ＳＡ，６３ＳＢ，６４ＳＡ及び６４ＳＢが開放状態、選択器６３ＳＣ及び６４ＳＣが短絡状態に設定されているとすると、反射器６３Ａ，６３Ｂ，６４Ａ及び６４Ｂに到達した弾性表面波ＳＡＷは再励起効果によって反射されて送受信電極６２へ戻るが、反射器６３ＳＣ及び６４ＳＣに到達した弾性表面波ＳＡＷは反射せずに通過する。
【００５９】
送受信電極６２が受信した弾性表面波ＳＡＷの反射信号は入出力端子６５ａ，６５ｂ、整合部５６及びアンテナ部５４を介して応答信号として問合せ器５２へ発信される。問合せ器５２は、受信した応答器５１からの応答信号を抽出することによって、応答器５１の「１１０１１０」という符号化列をＩＤデータとして視覚化、表示する。これにより、応答器５１が取り付けられた測定対象物の個体情報が得られることになる。
【００６０】
本発明者らは、上記構成の素子部５７を搭載した応答器５１を試作し、６つの反射器を何れも開放状態としてその応答信号を抽出した結果、反射に伴う６つのパルスが認められ、６４ビットの認証が行えることを確認した。なお、無線通信の周波数は３００ＭＨｚ付近を使用し、出力１ｍＷ、応答器５１と問合せ器５２との間の距離は１ｍとした。
【００６１】
本実施の形態によれば、送受信電極６２に対して並列に反射器列６３，６４を形成し、各反射器列を構成する複数段の反射器の一方側の櫛形電極をそれぞれ共通リード線Ｇ上に形成したので、圧電基板６１表面における反射器及び各種リード線を含む反射器構成要素の占有面積を低減することができる。これにより、ＩＤデータの多符号化に対応しながら、配線設計自由度の向上および配線パターンの微細化・複雑化の抑制が図られるので製造上及び管理上の負担を軽減でき、更に、素子部５７の低面積化に寄与して応答器５１の小型化を図ることができる。
【００６２】
また、本実施の形態によれば、反射器を構成する櫛形電極の他方側を、共通リード線Ｇに対し、短絡又は開放状態を選択できる選択器を介して接続するようにしているので、各反射器の反射効率を選択器の接続状態で変化させて符号化列を設定することが容易に行える。また、反射器構成要素の更なる低面積化を図れるので応答器５１のより一層の小型化に貢献できる。
【００６３】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態による素子部５７の構成を示している。なお、図において上述の第１の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。
【００６４】
本実施の形態では、送受信電極６２に対して並列に３列の反射器６８，６９，７０を設けた構成例を示している。図示する反射器列６８〜７０はそれぞれ１段の反射器で構成されているが、勿論、各列を複数段の反射器で構成してもよい。各反射器６８〜７０はそれぞれ送受信電極６２に対して距離的に異なる位置に形成されており、送受信電極６２で励起された弾性表面波ＳＡＷが各反射器６８〜７０に到達するようになっている。
【００６５】
各々の反射器６８〜７０はそれぞれ同一の構成を有し、図３を参照して説明したような一対の櫛形ダブル電極構造で構成されている。そのうち一方側の電極はそれぞれ個別リード線６８Ｌ，６９Ｌ，７０Ｌを介して状態選択部５５に接続され、他方側の電極はそれぞれ共通リード線Ｇの上に形成されている。本実施の形態では、反射器６９及び反射器７０のそれぞれの他方側の電極を共通リード線Ｇに接続し、反射器６８の他方側の電極を連絡線６８Ｇを介して共通リード線Ｇに接続している。
【００６６】
連絡線６８Ｇは、送受信電極６２や反射器６８〜７０、個別リード線６８Ｌ〜７０Ｌと同時にパターニングできる。また、連絡線６８Ｇは、反射器６９が形成される弾性表面波ＳＡＷのトラックを跨ぐようにして形成されることになるので、連絡線６８Ｇが弾性表面波６８Ｇの伝搬特性に影響を与えることがないように形成されることが望まれ、好ましくは、２本以上の偶数本とし、その配列ピッチをλ／４とする。これにより、連絡船６８Ｇにおける弾性表面波ＳＡＷの反射を防止できる。また、連絡船６８Ｇの１本あたりの幅は、反射器６８〜７０と同様、λ／８とするのが好ましい。
【００６７】
個別リード線６８Ｌ〜７０Ｌと共通リード線Ｇとの間は、第１の実施の形態と同様な構成の選択器６８Ｓ、６９Ｓ，７０Ｓを備えた状態選択部５５を介して接続されている。したがって、これら選択器６８Ｓ〜７０Ｓの接続状態を選択することによって反射器６８〜７０の反射効率を変化させることができ、任意のＩＤデータを付与することが可能となる。
【００６８】
以上のように構成される本実施の形態によっても上述の第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。特に本実施の形態によれば、反射器列が３列の場合でも、一方の反射器列を連絡船６８Ｇを介して共通リード線Ｇに接続することができ、反射器の列数が奇数の場合であっても配線自由度を向上させることができると同時に、配線形成領域の低面積化を図ることが可能となる。
【００６９】
（第３の実施の形態）
図５は、本発明の第３の実施の形態による素子部５７の構成を示している。なお、図において上述の第１の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。
【００７０】
本実施の形態では、送受信電極６２に関してその両側に各々２列の反射器列７１，７２，７３，７４を設けた構成例を示している。図示する反射器列７１〜７４はそれぞれ３段の反射器で構成されており、計１２個の反射器が設けられている。それぞれの反射器は送受信電極６２に対して距離的に異なる位置に形成されており、送受信電極６２で励起された弾性表面波ＳＡＷが各反射器列７１〜７４に到達するようになっている。
【００７１】
反射器列７１〜７４を構成する各段の反射器はそれぞれ同一の構成を有し、図３を参照して説明したような一対の櫛形ダブル電極構造で構成されている。このうち反射器列７１，７２に関しては、一方側の電極がそれぞれ個別リード線７１Ｌ，７２Ｌを介して状態選択部５５Ａに接続され、他方側の電極はそれぞれ共通リード線Ｇ１の上に形成されている。また、反射器列７３，７４に関しては、一方側の電極がそれぞれ個別リード線７３Ｌ，７４Ｌを介して状態選択部５５Ｂに接続され、他方側の電極はそれぞれ共通リード線Ｇ２の上に形成されている。
【００７２】
個別リード線７１Ｌ，７２Ｌと共通リード線Ｇ１との間は、第１の実施の形態と同様な構成の選択器７１Ｓ，７２Ｓを備えた状態選択部５５Ａを介して接続されている。また、個別リード線７３Ｌ，７４Ｌと共通リード線Ｇ２との間は、選択器７３Ｓ、７４Ｓを備えた状態選択部５５Ｂを介して接続されている。したがって、これら選択器７１Ｓ〜７４Ｓの接続状態を選択することによって反射器列７１〜７４の各段の反射器の反射効率を変化させることができ、任意のＩＤデータを付与することが可能となる。
【００７３】
以上のように構成される本実施の形態によっても上述の第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。特に本実施の形態によれば、送受信電極６２で発生しその両側に進行する弾性表面波ＳＡＷを用いて素子部５７のＩＤデータを認証することができるので、送受信電極６２で発生させた弾性表面波ＳＡＷの全てのパワーを有効に使うことができる上に、反射器の数を増やすことができる。
【００７４】
（第４の実施の形態）
図６は、本発明の第４の実施の形態による素子部５７の構成を示している。なお、図において上述の第１の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。
【００７５】
本実施の形態においては、並列に２つの送受信電極６２Ａ，６２Ｂを設けるとともに、これらの送受信電極６２Ａ，６２Ｂに対して並列に４列の反射器列７５，７６，７７，７８を設けた構成例を示している。図示する反射器列７５〜７８はそれぞれ３段の反射器で構成されており、計１２個の反射器が設けられている。それぞれの反射器は送受信電極６２Ａ，６２Ｂに対して距離的に異なる位置に形成されており、送受信電極６２Ａ，６２Ｂで励起された弾性表面波ＳＡＷが各反射器列７５〜７８に到達するようになっている。
【００７６】
反射器列７５〜７８を構成する各段の反射器はそれぞれ同一の構成を有し、図３を参照して説明したような一対の櫛形ダブル電極構造で構成されている。このうち反射器列７５，７６に関しては、一方側の電極がそれぞれ個別リード線７５Ｌ，７６Ｌを介して状態選択部５５に接続され、他方側の電極はそれぞれ共通リード線Ｇ１の上に形成されている。また、反射器列７７，７８に関しては、一方側の電極がそれぞれ個別リード線７７Ｌ，７８Ｌを介して状態選択部５５に接続され、他方側の電極はそれぞれ共通リード線Ｇ２の上に形成されている。
【００７７】
個別リード線７５Ｌ〜７８Ｌと共通リード線Ｇ１，Ｇ２との間は、第１の実施の形態と同様な構成の選択器７５Ｓ，７６Ｓ，７７Ｓ，７８Ｓを備えた状態選択部５５を介して接続されている。したがって、これら選択器７５Ｓ〜７８Ｓの接続状態を選択することによって反射器列７５〜７８の各段の反射器の反射効率を変化させることができ、任意のＩＤデータを付与することが可能となる。
【００７８】
以上のように構成される本実施の形態によっても上述の第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。特に本実施の形態によれば、圧電基板６１に対する反射器構成要素の占有面積は上述の各実施の形態に比べて大きくなるものの、送受信電極を増設することによって、各列の反射器の段数を増やすことなく反射器の数を増やすことが可能となる。
【００７９】
（第５の実施の形態）
図７は、本発明の第５の実施の形態による素子部５７の構成を示している。なお、図において上述の第４の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。
【００８０】
本実施の形態では、並列に構成された送受信電極６２Ａ及び送受信電極６２Ｂと、これらに対応して構成された２列の反射器列７５，７６及び反射器列７７，７８とを、互いに離れていくように非平行に構成した例を示している。
【００８１】
本実施の形態によれば、反射器列７５，７６と反射器列７７，７８との間の干渉を少なくして精度の高い応答信号の抽出が可能となるとともに、個別リード線７５Ｌ，７６Ｌと個別リード線７７Ｌ，７８Ｌとを互いに非平行とすることによりリード線端部の間隔を広げられ、これにより状態選択部５５の設計自由度を向上させることができる。このような効果は、各列の反射器のうち少なくとも１列の反射器を、他の何れかの列の反射器と非平行に形成することによって得ることができる。
【００８２】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００８３】
例えば以上の各実施の形態では、主に、測定対象物のＩＤデータを認証するための個体識別センサとしての適用例について説明したが、勿論これに限られず、測定対象物の状態変化を弾性表面波の伝搬特性の変化として感知する種々のセンサにも本発明は適用可能である。
【００８４】
また、以上の各実施の形態では、反射器を櫛形ダブル電極構造で説明したが、音響付加効果による反射を抑えられ、かつ、電極間の電気的操作によって再励起効果による反射を制御できる櫛形電極構造の反射器であれば、本発明に適用することができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の個体情報検出装置によれば、送受信電極に対して並列に形成された反射器が、電極間の電位を変化させることによってその反射効率が設定される一対の櫛形電極でなるものであって、その各列の反射器を構成する櫛形電極の一方側をそれぞれ共通の配線上に形成するようにしているので、圧電材料表面に対する反射器構成要素の占有面積を低減することができる。これにより、ＩＤ情報の多符号化に対応しながら、製造上及び管理上の負担が軽減され、応答器の小型化をも図ることができる。
【００８６】
また、各列の反射器の他方側の櫛形電極を、上記共通の配線に対し、短絡又は開放状態を選択できる選択手段を介して接続することにより、符号化列を容易に設定できるとともに、圧電材料表面に対する反射器構成要素の更なる低占有面積化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による個体情報検出装置及びその応答器５１の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による素子部５７の構成を示す平面図である。
【図３】図２に示す素子部の反射器構造を説明する拡大図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態による素子部５７の構成を示す平面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態による素子部５７の構成を示す平面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態による素子部５７の構成を示す平面図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態による素子部５７の構成を示す平面図である。
【図８】従来の個体情報検出装置の素子部の構造を示す平面図である。
【図９】櫛形電極構造の反射器の反射特性を説明する図である。
【図１０】反射器の電極を電気的に制御することによって反射効率を設定可能とした素子部の構成例を説明する図である。
【図１１】従来の素子部の構成を説明する図である。
【図１２】従来の他の素子部の構成を説明する図である。
【符号の説明】
５０…固体情報検出装置、５１…応答器、５２…問合せ器、５３…回路基板、５４…アンテナ部、５５，５５Ａ，５５Ｂ…状態選択部、５６…整合部、５７…素子部、６１…圧電基板、６２，６２Ａ，６２Ｂ…送受信電極、６３，６４，７１〜７８…反射器列、６３Ａ〜６３Ｃ，６４Ａ〜６４Ｃ，６８〜７０…反射器、６３ａ，６３ｂ…櫛形ダブル電極、６３Ｌ，６４Ｌ，６８Ｌ〜７８Ｌ…個別リード線、６３ＳＡ〜６３ＳＣ，６４ＳＡ〜６４ＳＣ，６８Ｓ〜７８Ｓ…選択器、６６，６７…吸音材、６８Ｇ…連絡線、Ｇ，Ｇ１，Ｇ２…共通リード線、ＳＡＷ…弾性表面波。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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