(57)【要約】【課題】  分解能やＳ／Ｎ比が高く、デバイス自体を小型化できる弾性表面波デバイスを提供する。【解決手段】  入力された電気信号を遅延させて出力する弾性表面波デバイスであって、圧電基板２１と、この圧電基板２１の表面に設けられた交差指電極２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅとを備え、圧電基板２１が、交差指電極の設けられた表面に対して直交し、かつ、当該交差指電極２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅの電極指Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに対して平行な端面２１ａを有することを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された電気信号を遅延させて出力する弾性表面波デバイスであって、
圧電基板と、
この圧電基板の表面に設けられた少なくとも１組の交差指電極とを備え、
前記圧電基板が、前記交差指電極の設けられた表面に対して直交し、かつ、当該交差指電極の電極指に対して平行な端面を有することを特徴とする弾性表面波デバイス。
【請求項２】
前記交差指電極が、前記圧電基板の表面にすべり弾性表面波を励振することを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項３】
電磁波を受信して、前記電磁波を遅延させて出力する電波方式認識用のＩＤタグであって、
請求項１又は請求項２に記載の弾性表面波デバイスと、
この弾性表面波デバイスの交差指電極に接続され、前記電磁波を受信して電気信号に変換し、前記交差指電極から入力される電気信号を電磁波に変換して出力するアンテナとを備えることを特徴とするＩＤタグ。
【請求項４】
前記弾性表面波デバイスが、前記交差指電極を２組以上備え、
前記圧電基板の表面において、前記交差指電極の組ごとに、前記交差指電極の電極指の前記端面までの距離が異なることを特徴とする請求項３に記載のＩＤタグ。
【請求項５】
前記交差指電極が、２種類以上の中心周波数の電極指を有することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のＩＤタグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波デバイスに関し、特に電波方式認識（ＲＦＩＤ；Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）におけるＩＤタグや、センサ等に用いられる弾性表面波デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＤタグと呼ばれる微小な無線チップにデータを記憶し、無線通信によりこのデータを交信する電波方式の自動認識技術（ＲＦＩＤ）の開発が行われ、例えば、ＩＤタグに無線ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップを用いたＲＦＩＤが実用化されている。
【０００３】
また、無給電のＩＤタグとして、弾性表面波（ＳＡＷ；Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）デバイスを用いたものが研究されている（非特許文献１参照）。ここで、図６を参照してこのＳＡＷデバイス１００について説明する。図６（ａ）は、無給電のＩＤタグとして利用される従来のＳＡＷデバイス１００の構造を模式的に示した斜視図、図６（ｂ）は、時間経過に対するこのＳＡＷデバイス１００の入出力信号の波形図である。
【０００４】
図６（ａ）に示すように、このＳＡＷデバイス１００は、圧電基板１０１の表面に１対のＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ；交差指電極）１０２、１０３と、このＩＤＴ１０２、１０３によって励振された弾性表面波を反射する複数の反射器１０４、１０５、１０６とを備えている。このＩＤＴ１０２、１０３は、２本の電極指１０２ａ、１０３ａが各々所定の間隔ｄだけ離隔されて櫛形に接続された電極であり、この電極指１０２ａ、１０３ａは、他方のＩＤＴ１０３、１０２の電極指１０３ａ、１０２ａと等間隔（ｄ／２）で交互に配列されている。
【０００５】
また、ＩＤＴ１０２には、ＩＤタグ（ＳＡＷデバイス１００）に記憶された情報を読み取るＲＦＩＤ読み取り装置（図示せず）から発信される電磁波Ｒを受信するアンテナ１０７が接続されている。このＩＤＴ１０２、１０３は、電極指１０２ａ、１０３ａの間隔ｄに応じた所定の周波数の電気信号が入力されると、圧電基板１０１の表面にこの間隔ｄと同じ長さの波長を持つ弾性表面波を励振する。また、反射器１０４、１０５、１０６の電極指１０４ａ、１０５ａ、１０６ａは、各々間隔ｄ／２で設置され、ＩＤＴ１０２、１０３によって励振された弾性表面波を反射する。なお、ここでは、ＳＡＷデバイス１００は、電極指１０４ａ、１０５ａ、１０６ａを各々１０本ずつ有する３つの反射器１０４、１０５、１０６を備えることとしている。
【０００６】
そして、ＲＦＩＤ読み取り装置から電磁波Ｒが発信されると、このＳＡＷデバイス１００のアンテナ１０７は、電磁波Ｒを受信して電気信号に変換し、ＩＤＴ１０２に出力する。ここで、図６（ｂ）に示すような、所定の周波数のトーンバースト波の入力信号が、ＩＤＴ１０２に出力されたとする。すると、圧電基板１０１上のＩＤＴ１０２、１０３は、この電気信号を圧電基板１０１の表面における弾性表面波に変換する。この弾性表面波は、圧電基板１０１の表面を、電極指１０２ａ、１０３ａに直交する方向に伝搬する。そして、弾性表面波は、伝搬する進路上に設けられた反射器１０４、１０５、１０６の各々によって反射され、その後ＩＤＴ１０２、１０３によって電気信号に変換される。この弾性表面波が励振されてからＩＤＴ１０２、１０３によって電気信号に変換されるまでの時間は、ＩＤＴ１０２、１０３から各反射器１０４、１０５、１０６までの距離に依存するため、ＩＤＴ１０２、１０３は、まずＩＤＴ１０２、１０３に最も近い反射器１０４によって反射された弾性表面波を電気信号に変換し、次いで反射器１０５によって反射された弾性表面波を変換し、最後にＩＤＴ１０２、１０３から最も遠い反射器１０６によって反射された弾性表面波を変換する。そのため、図６（ｂ）に示すような、３つのトーンバースト波からなる出力信号が生成される。この３つのトーンバースト波を用いて、ＳＡＷデバイス１００は、３ビットの情報を表すことができる。
【０００７】
また、ＳＡＷデバイスは、圧電基板の温度が変化すると、温度に比例して当該圧電基板表面を伝搬する弾性表面波の伝搬速度が変化するため、温度センサとしても用いられている。つまり、圧電基板の表面を弾性表面波が所定の距離だけ伝搬するＳＡＷデバイスを、温度の測定対象となる材料に接着させた場合において、当該ＳＡＷデバイスのＩＤＴに電気信号が入力されてから出力されるまでの遅延時間を検出することで、弾性表面波の伝搬速度を求めることができる。そして、この伝搬速度は圧電基板の温度、つまり、温度の測定対象となる材料の温度に依存するため、当該材料の温度を求めることができる。
【０００８】
同様に、ＳＡＷデバイスは、圧電基板に歪みが生じると、この時に圧電基板に働く応力に比例して当該圧電基板表面を伝搬する弾性表面波の伝搬速度が変化するため、歪みセンサとしても用いられている。このように、ＳＡＷデバイスは、圧電基板の性質を利用して、様々なセンサとしても利用されている。
【非特許文献１】L.Reindl, W.Ruil: "Programmable Reflectors for SAW-ID Tags", Proc. IEEE Ultrasonic Symp. 1993, Vol.1, pp.125-130.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、無線ＩＣチップは電源を必要とするため、電池を内蔵するか、あるいは、非接触電力伝送技術によりアンテナ側から電力を供給するための回路を必要とするため、半永久的に使用できない、あるいは、ＩＤタグ自体が大きくなってしまうという問題がある。
【００１０】
また、非特許文献１のＳＡＷデバイスや、温度センサ、歪みセンサ等の様々なセンサとして用いられるＳＡＷデバイスでは、反射器の電極指１本あたりの反射係数が０．０１程度と小さく、反射が弱いため、反射器の電極指を多く設置しなくてはならない。しかし、反射器の電極指の数が増えるほど、同一の反射器において、ＩＤＴの近くにある電極指と遠くにある電極指との距離が大きくなるため、近くの電極指で反射された弾性表面波に対する、遠くの電極指で反射された弾性表面波のＩＤＴへの到達時間の遅れが大きくなる。そのため、電極指の多い反射器を設置すると、この反射器によって反射された出力信号の時間幅が入力信号の時間幅に対して長くなる。これによって、反射器を備えるＳＡＷデバイスでは、出力信号の分解能が低くなる。更に、多くの電極指を有する反射器を設置することで、デバイス自体が大きくなるうえに、電極指の多い反射器を設置しても反射が弱いため、Ｓ／Ｎ比が低くなるとともに、ＳＡＷデバイスから出力された電気信号もしくは電磁波から情報を読み取る読み取り装置において、高い増幅機能を有する増幅回路を備えなければならないという問題がある。
【００１１】
本発明は、前記従来技術の問題を解決するために成されたもので、分解能やＳ／Ｎ比が高く、デバイス自体を小型化できる弾性表面波デバイス及びＩＤタグを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、微小なＩＤタグに多くの情報を記憶させることのできる無給電のＩＤタグを提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するため、請求項１に記載の弾性表面波デバイスは、入力された電気信号を遅延させて出力する弾性表面波デバイスであって、圧電基板と、この圧電基板の表面に設けられた少なくとも１組の交差指電極とを備え、前記圧電基板が、前記交差指電極の設けられた表面に対して直交し、かつ、当該交差指電極の電極指に対して平行な端面を有する構成とした。
【００１４】
かかる構成によれば、弾性表面波デバイスは、圧電基板上に設置された交差指電極に電気信号が入力された場合には、交差指電極によって圧電基板の表面において弾性表面波を励振する。この弾性表面波は、圧電基板の表面を、交差指電極の電極指に対して垂直方向に伝搬して、端面に入射する。この端面は、当該圧電基板において、交差指電極の設けられた表面に対して直交し、かつ、この交差指電極の電極指に対して平行であるため、電極指に対して垂直方向に圧電基板の表面を伝搬する弾性表面波が垂直に入射する。そして、端面によって、この弾性表面波を反射する。反射された弾性表面波は、圧電基板の表面を伝搬し、交差指電極に入射する。更に、交差指電極は、この弾性表面波を電気信号に変換して出力する。
【００１５】
これによって、弾性表面波デバイスは、反射器を用いずに、端面によって交差指電極から励振された弾性表面波を反射することができる。そして、外部から電気信号を入力された場合には、交差指電極から端面までの距離に応じて所定時間遅延させた電気信号を出力することができる。ここで、端面は、垂直に入射される弾性表面波を反射し、特に表面に平行な横波変位方向のみからなるすべり弾性表面波である場合には完全反射（反射係数が１）する。そして、レイリー波やすべり弾性表面波等の弾性表面波の端面による反射は、反射器による反射より反射係数が高いために出力される電気信号の振幅が大きくなる。そのため、Ｓ／Ｎ比が高くなる。また、端面による反射では弾性表面波が端面のみによって反射されるため、入射波の時間幅と反射波の時間幅とが同一になる。そのため高分解能となり、かつ、反射器を備える必要がないのでデバイス自体を小さくすることができる。
【００１６】
ここで、圧電基板とは、交差指電極が設置される面（表面）が圧電性材料からなる基板であり、基板全体が圧電性材料からなっていてもよいし、基板表面に圧電性材料の層が形成されていてもよい。また、圧電基板の表面に交差指電極を設置した上に、更に保護膜などが形成されていてもよい。なお、ここでは、圧電基板の表面とは、交差指電極が設けられた面を指すこととする。
【００１７】
また、交差指電極は、各々少なくとも１本の電極指を備え、弾性表面波デバイスは、圧電基板の表面において、この電極指が所定の間隔で交互に配列された、少なくとも１組（１対）の交差指電極を備えている。なお、交差指電極は、電気信号を生成する装置に接続され、この装置から当該電気信号が交差指電極に入力されるようにしても良い。また、交差指電極は、アンテナに接続され、当該アンテナによって、電磁波を出力する装置から出力される電磁波を電気信号に変換し、この電気信号が交差指電極に入力されるようにしても良い。
【００１８】
また、請求項２に記載の弾性表面波デバイスは、請求項１に記載の弾性表面波デバイスにおいて、前記交差指電極が、前記圧電基板の表面にすべり弾性表面波を励振する構成とした。
【００１９】
かかる構成によれば、弾性表面波デバイスは、圧電基板上に設置された交差指電極に電気信号が入力された場合には、交差指電極によって圧電基板の表面にすべり弾性表面波を励振する。更に、端面によって、このすべり弾性表面波を完全反射する。これによって、弾性表面波デバイスは、端面での反射の際の弾性表面波の減衰がなくなり、Ｓ／Ｎ比の高い電気信号を出力することができる。
【００２０】
なお、圧電性材料の単結晶を、すべり弾性表面波を生成する所定の角度で切り出し、所定の結晶面を圧電基板の表面とすることで、交差指電極によって、この圧電基板の表面にすべり弾性表面波を励振することができる。また、これ以外にも、すべり弾性表面波を励振するような、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電セラミックスを圧電基板に用いて実現することもできる。
【００２１】
更に、請求項３に記載のＩＤタグは、電磁波を受信して、前記電磁波を遅延させて出力する電波方式認識用のＩＤタグであって、請求項１又は請求項２に記載の弾性表面波デバイスと、この弾性表面波デバイスの交差指電極に接続され、前記電磁波を受信して電気信号に変換し、前記交差指電極から入力される電気信号を電磁波に変換して出力するアンテナとを備える構成とした。
【００２２】
かかる構成によれば、ＩＤタグは、アンテナによって電磁波を受信して電気信号に変換し、この電気信号を弾性表面波デバイスの交差指電極に出力する。そして圧電基板上に設置された交差指電極は、この電気信号によって、圧電基板の表面において弾性表面波を励振する。この弾性表面波は、圧電基板の表面を伝搬して、端面に入射する。そして、端面によって、この弾性表面波を反射する。反射された弾性表面波は、圧電基板の表面を伝搬し、交差指電極に入射する。更に、交差指電極は、この弾性表面波を電気信号に変換し、アンテナに出力する。そして、アンテナは、入力された電気信号を電磁波に変換して出力する。
【００２３】
これによって、ＩＤタグは、反射器を用いずに、端面によって交差指電極から励振された弾性表面波を反射することができる。そして、外部から電磁波を受信した場合には、交差指電極から端面までの距離に応じて所定時間遅延させることで、所定のパターンの電磁波を出力することができる。そのため、Ｓ／Ｎ比が高く、高分解能のＩＤタグとなり、かつ、反射器を備える必要がないのでＩＤタグ自体を小さくすることができる。
【００２４】
また、請求項４に記載のＩＤタグは、請求項３に記載のＩＤタグにおいて、前記弾性表面波デバイスが、前記交差指電極を２組以上備え、前記圧電基板の表面において、前記交差指電極の組ごとに、前記交差指電極の電極指の前記端面までの距離が異なる構成とした。
【００２５】
かかる構成によれば、ＩＤタグは、複数の組の交差指電極によって、アンテナから入力される電気信号を弾性表面波に変換する。そして、この弾性表面波は、圧電基板の表面を伝搬して端面で反射され、交差指電極によって電気信号に変換される。ここで、このＩＤタグは、所定の間隔で電極指同士が交互に配列された交差指電極の組を複数備え、各々の組の交差指電極ごとに、交差指電極の電極指の端面までの距離が異なるため、励振された弾性表面波が、端面で反射され交差指電極に到達するのにかかる時間は各々の組の交差指電極によって異なる。そのため、ＩＤタグは、弾性表面波を、各々の組の交差指電極の電極指から端面までの距離に応じて異なる時刻に電気信号に変換する。そして、これらの電気信号を電磁波に変換して出力することができる。
【００２６】
なお、ＩＤタグは、２本の対面した交差指電極を１組とし、この交差指電極の組が複数並列して設置されることで、２組以上の交差指電極を備えるようにしてもよいし、例えば、ドッグレッグ方式の配置のように、１つの交差指電極が、対となる交差指電極と対面する反対側において他の交差指電極と対面するように配置されることで、ＩＤタグが２組以上の交差指電極を備えるようにしてもよい。
【００２７】
更に、請求項３に記載のＩＤタグは、請求項３または請求項４に記載のＩＤタグにおいて、前記交差指電極が、２種類以上の中心周波数の電極指を有する構成とした。
【００２８】
かかる構成によれば、アンテナによって受信された電磁波の周波数が、ある電極指の中心周波数と一致する場合には、この電極指によって弾性表面波が励振され、圧電基板の表面を伝搬した後に、この電極指によって電気信号に変換される。そして、このアンテナによってこの電気信号が電磁波に変換されて出力される。
【００２９】
これによって、ＩＤタグは、電極指の中心周波数と一致する周波数の電磁波を受信するごとに、この電磁波を、この中心周波数の電極指から端面までの距離に対応する時間だけ遅延させて出力することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る弾性表面波デバイス及びＩＤタグでは、以下のような優れた効果を奏する。
【００３１】
請求項１に記載の発明によれば、反射器を搭載する必要がないので、弾性表面波デバイスを小型化できる。更に、弾性表面波デバイスは、分解能やＳ／Ｎ比が高く、この電気信号から情報を読み取る読み取り装置で高精度に認識することができる電気信号を出力することができる。そして、高分解能で高Ｓ／Ｎ比の、ＲＦＩＤにおけるＩＤタグやセンサ等を提供することができる。
【００３２】
請求項２に記載の発明によれば、Ｓ／Ｎ比の高い電気信号を出力することができる。また、微弱な電気信号が入力された場合でも、読み取り装置に高精度に認識させられる電気信号を出力することができる。
【００３３】
請求項３に記載の発明によれば、ＩＤタグから出力される電磁波のパターンを所定の情報と対応させておくことで、外部から電磁波を受信して、無給電で所定の情報を示す電磁波を出力するＩＤタグとすることができる。更に、ＩＤタグは、分解能やＳ／Ｎ比が高く、この電磁波を受信してこの電磁波のパターンに対応させた情報を読み取る読み取り装置で高精度に認識することができる電磁波を出力することができる。
【００３４】
請求項４に記載の発明によれば、交差指電極の組ごとに、受信した電磁波を所定時間遅延させた電磁波を出力するため、交差指電極の端面までの距離を変えて設定することで、ＩＤタグごとに様々なパターンの電磁波を出力することができる。そのため、各々のパターンに所定の情報を対応させておくことで、ＩＤタグごとに異なる様々な情報を読み取り装置に認識させることができる。
【００３５】
請求項５に記載の発明によれば、周波数ごとに異なるパターンの電磁波を出力することができる。そのため、１つのＩＤタグから複数の情報を読み取り装置に認識させることができる。また、圧電基板の表面において、ある中心周波数の弾性表面波の伝搬領域内に他の中心周波数の電極指を設置することで、ＩＤタグの大きさに対して効率よく多くの情報を記憶させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［ＲＦＩＤシステムの構成］
図１を参照して、本発明の実施の形態であるＲＦＩＤシステム１の構成について説明する。図１は、本発明におけるＲＦＩＤシステム１の構成を示した構成図である。ＲＦＩＤシステム１は、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ（ＩＤタグ）２と、ＲＦＩＤ読み取り装置６とを備え、ＲＦＩＤ読み取り装置６から発信された電磁波Ｒを受信したＳＡＷ−ＲＦＩＤ２が、この電磁波Ｒに対応して所定のパターンの電磁波Ｒ’を出力し、ＲＦＩＤ読み取り装置６が、この電磁波Ｒ’を受信してこのパターンを解析するシステムである。なお、ここで送信される電磁波Ｒには、トーンバースト波を適用した。
【００３７】
以下、ＲＦＩＤシステム１において、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２とＲＦＩＤ読み取り装置６とについて詳細に説明する。
【００３８】
［ＳＡＷ−ＲＦＩＤの構成］
図１に示すように、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２は、端面２１ａを有する圧電基板２１と、この圧電基板２１の表面に設置されたＩＤＴ（交差指電極）２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅと、ループアンテナ２４とを備えている。
【００３９】
圧電基板２１は、例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、水晶、圧電セラミックス（ＰＺＴ等）などの圧電性材料からなる。また、圧電基板２１の表面には、ＩＤＴ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅが設置されている。更に、圧電基板２１は、このＩＤＴ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅの電極指Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに対して平行で、ＩＤＴ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅの設置された表面に対して直交する端面２１ａを有する。
【００４０】
なお、圧電基板２１に圧電性材料の単結晶を用い、圧電基板２１の表面を所定の結晶面にすることで、表面に設置された後記するＩＤＴ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅによってすべり弾性表面波を励振する圧電基板２１とすることができる。このような圧電基板２１には、例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）の単結晶について、切り出し角度を３６度とし、（０１２）面を表面にした３６度回転Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3がある。そして、この面上において、Ｘ軸に対して垂直にＩＤＴ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅの電極指Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを設置することで、すべり弾性表面波を伝搬するＳＡＷ−ＲＦＩＤ２とすることができる。また、ニオブ酸リチウムや水晶などの単結晶についても、同様に所定の切り出し角度で切り出して、所定の結晶面が圧電基板の表面になるようにすることで、すべり弾性表面波を伝搬するＳＡＷ−ＲＦＩＤ２とすることができる。更に、すべり弾性表面波を励振するＰＺＴ等の圧電セラミックスからなる圧電基板を用いて、すべり弾性表面波を伝搬するＳＡＷ−ＲＦＩＤ２としても良い。
【００４１】
端面２１ａは、ＩＤＴ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅの設置された表面に対して直交し、電極指Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに対して平行な平面である。そして、後記するＩＤＴ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅによって当該圧電基板２１の表面に励振された弾性表面波が垂直に入射されると、端面２１ａは、この弾性表面波を入射方向と反対方向に反射する。ここで、入射された弾性表面波がすべり弾性表面波である場合には、端面２１ａは、このすべり弾性表面波を完全反射する。
【００４２】
ＩＤＴ（交差指電極）２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅは、圧電基板２１の表面に設置された電極である。このＩＤＴ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅは、各々所定の間隔で平行に配列された複数の電極指Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを備え、各々の電極指Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、対面するＩＤＴ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅの電極指Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅと交互に配列されている。ここでは、ＩＤＴ２２Ａは、２本の電極指Ａ１と２本の電極指Ａ’１とを備え、これらの電極指Ａ１、Ａ’１は平行に配列されて櫛形に接続されている。また、ＩＤＴ２２Ｂは、電極指Ｂ１、Ｂ２、Ｂ’１、Ｂ’２を２本ずつ備えている。同様に、ＩＤＴ２２Ｃは、電極指Ｃ２、Ｃ３、Ｃ’２、Ｃ’３を２本ずつ備え、更に、ＩＤＴ２２Ｄは、電極指Ｄ３、Ｄ４、Ｄ’３、Ｄ’４を２本ずつ備えている。また、ＩＤＴ２２Ｅは、電極指Ｅ４、Ｅ’４を２本ずつ備えている。そして、電極指Ａ１、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ２、Ｃ３、Ｄ３、Ｄ４、Ｅ４は、各々間隔ｄ1で配列され、また、電極指Ａ’１、Ｂ’１、Ｂ’２、Ｃ’２、Ｃ’３、Ｄ’３、Ｄ’４、Ｅ’４は、各々間隔ｄ2で配列されている。
【００４３】
そして、ＩＤＴ２２ＡとＩＤＴ２２Ｂは対面して設置され、電極指Ａ１と電極指Ｂ１、及び、電極指Ａ’１と電極指Ｂ’１は、電極指Ａ１と電極指Ｂ１の間隔がｄ1／２、電極指Ａ’１と電極指Ｂ’１の間隔がｄ2／２となるように、交互に配列されている。同様に、ＩＤＴ２２ＢとＩＤＴ２２Ｃは対面して設置され、電極指Ｂ２と電極指Ｃ２、及び、電極指Ｂ’２と電極指Ｃ’２は、交互に配列されている。更に、ＩＤＴ２２ＣとＩＤＴ２２Ｄは対面して設置され、電極指Ｃ３と電極指Ｄ３、及び、電極指Ｃ’３と電極指Ｄ’３は、交互に配列されている。また、ＩＤＴ２２ＤとＩＤＴ２２Ｅは対面して設置され、電極指Ｄ４と電極指Ｅ４、及び、電極指Ｄ’４と電極指Ｅ’４は、交互に配列されている。このように、圧電基板２１の表面には、ドッグレッグ方式によって、端面２１ａと圧電基板２１の表面との交線方向に、対となるＩＤＴの組が４つ配置されている。
【００４４】
そして、交互に配列された電極指Ａ１、Ｂ１と、電極指Ｂ２、Ｃ２と、電極指Ｃ３、Ｄ３と、電極指Ｄ４、Ｅ４との各々は、端面２１ａまでの距離が異なる位置に配置され、電極指Ａ１、Ｂ１が最も端面２１ａから近く、電極指Ｄ４、Ｅ４が最も端面２１ａから遠くに配置されている。同様に、交互に配列された電極指Ａ’１、Ｂ’１と、電極指Ｂ’２、Ｃ’２と、電極指Ｃ’３、Ｄ’３と、電極指Ｄ’４、Ｅ’４との各々は、端面２１ａまでの距離が異なる位置に配置されている。
【００４５】
ＩＤＴ（２２Ａ〜２２Ｅ）に電気信号が入力されると、交互に配列された、互いに対面するＩＤＴ（２２Ａ〜２２Ｅ）の電極指（Ａ〜Ｅ）の間で電位差が生じる。すると、この電極指（Ａ〜Ｅ）にはさまれた圧電基板２１の表面に歪みが生じる。そして、この電気信号の周波数が、電極指（Ａ〜Ｅ）の間隔（ｄ1又はｄ2）と同一の波長を有する弾性表面波の周波数（中心周波数）と一致する時に、この中心周波数の電極指（Ａ〜Ｅ）は、圧電基板２１の表面に弾性表面波を励振する。
【００４６】
ここで、ＩＤＴ（２２Ａ〜２２Ｅ）は、それぞれ、波長がｄ1の弾性表面波の周波数ｆ1を中心周波数とする電極指Ａ１、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ２、Ｃ３、Ｄ３、Ｄ４、Ｅ４と、波長がｄ2の弾性表面波の周波数ｆ2を中心周波数とする電極指Ａ’１、Ｂ’１、Ｂ’２、Ｃ’２、Ｃ’３、Ｄ’３、Ｄ’４、Ｅ’４とを有している。そして、周波数ｆ1の電気信号が入力されると電極指Ａ１、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ２、Ｃ３、Ｄ３、Ｄ４、Ｅ４は、圧電基板２１の表面に波長ｄ1の弾性表面波を励振する。また、周波数ｆ2の電気信号が入力されると、電極指Ａ’１、Ｂ’１、Ｂ’２、Ｃ’２、Ｃ’３、Ｄ’３、Ｄ’４、Ｅ’４は、圧電基板２１の表面に波長ｄ2の弾性表面波を励振する。なお、ここでは、交互に配列された電極指Ａ１、Ｂ１及び電極指Ａ’１、Ｂ’１と、これらの電極指によって励振される弾性表面波の、当該圧電基板２１の表面における伝搬領域とをチャンネルｃｈ１、電極指Ｂ２、Ｃ２及び電極指Ｂ’２、Ｃ’２と、これらの電極指の弾性表面波の当該圧電基板２１の表面における伝搬領域とをチャンネルｃｈ２、電極指Ｃ３、Ｄ３及び電極指Ｃ’３、Ｄ’３と、これらの電極指の弾性表面波の当該圧電基板２１の表面における伝搬領域とをチャンネルｃｈ３、電極指Ｄ４、Ｅ４及び電極指Ｄ’４、Ｅ’４と、これらの電極指の弾性表面波の当該圧電基板２１の表面における伝搬領域とをチャンネルｃｈ４とする。
【００４７】
一方、弾性表面波が、各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）の電極指（Ａ〜Ｅ）に対して垂直に入射した場合には、電極指（Ａ〜Ｅ）にはさまれる圧電基板２１の表面にこの弾性表面波によって歪みが生じ、交互に配列された電極指（Ａ〜Ｅ）の間に電位差が生じる。そして、周波数ｆ1の弾性表面波が入射した場合には、交互に配列された電極指Ａ１、Ｂ１と、電極指Ｂ２、Ｃ２と、電極指Ｃ３、Ｄ３と、電極指Ｄ４、Ｅ４によって、この弾性表面波は、各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）ごとに周波数ｆ1の電気信号に変換される。また、周波数ｆ2の弾性表面波が入射した場合には、交互に配列された電極指Ａ’１、Ｂ’１と、電極指Ｂ’２、Ｃ’２と、電極指Ｃ’３、Ｄ’３と、電極指Ｄ’４、Ｅ’４によって、この弾性表面波は、各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）ごとに周波数ｆ2の電気信号に変換される。すなわち、このＳＡＷ−ＲＦＩＤ２では、各々の周波数ごとに４ビット（１６種類）の情報を扱うことができ、２種類の周波数では３２種類の情報を扱うことができる。
【００４８】
ループアンテナ（アンテナ）２４は、ＩＤＴ２２Ａ及びＩＤＴ２２Ｅとに接続され、ＲＦＩＤ読み取り装置６から受信した電磁波Ｒを電気信号に変換してＩＤＴ（２２Ａ〜２２Ｅ）に出力し、また、ＩＤＴ（２２Ａ〜２２Ｅ）から入力された電気信号を電磁波Ｒ’に変換するものである。
【００４９】
なお、端面２１ａを有する圧電基板２１と、この圧電基板２１の表面に設けられたＩＤＴ（２２Ａ〜２２Ｅ）とが、特許請求の範囲に記載の弾性表面波デバイスに相当する。
【００５０】
［ＲＦＩＤ読み取り装置の構成］
次に、図２を参照して、ＲＦＩＤ読み取り装置６の構成について説明する。図２は、本発明におけるＲＦＩＤ読み取り装置６の構成を示したブロック図である。
【００５１】
図２に示すように、ＲＦＩＤ読み取り装置６は、送信信号生成手段７と、受信信号解析手段８と、アンテナ９とを備えている。
【００５２】
送信信号生成手段７は、所定の周波数のトーンバースト波の電気信号を生成するものである。送信信号生成手段７は、パルス発振部７１と、標準信号発生部７２と、信号切り替え部７３と、増幅部７４とを備える。
【００５３】
パルス発振部７１は、所定の時間幅のパルスを発信するものである。ここで発信されたパルスは、信号切り替え部７３に出力される。
【００５４】
標準信号発生部７２は、所定の周波数の連続波の電気信号を発生するものである。ここで発生された電気信号は、信号切り替え部７３に出力される。なお、ここでは、標準信号発生部７２は、連続波として正弦波を発生することとした。
【００５５】
信号切り替え部７３は、標準信号発生部７２によって入力された連続波の電気信号から、トーンバースト波の電気信号を生成するものである。ここでは、信号切り替え部７３は、パルス発振部７１から入力されたパルスに基づいて、標準信号発生部７２から入力された連続波（正弦波）の電気信号を所定の時間幅で出力することで、トーンバースト波の電気信号を生成することとした。
【００５６】
増幅部７４は、信号切り替え部７３から入力されたトーンバースト波の電気信号を増幅するものである。ここで増幅されたトーンバースト波の電気信号は、アンテナ９に出力される。
【００５７】
受信信号解析手段８は、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２から出力される電磁波Ｒ’を受信して、このパターンを解析するものである。受信信号解析手段８は、増幅部８１と、位相シフト部８２と、ＡＧＣ増幅部８３と、増幅部８４と、ＡＧＣ増幅部８５と、ミキサ部８６と、低域フィルタ８７と、増幅部８８とを備えている。
【００５８】
なお、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２から出力される電磁波Ｒ’は、当該ＲＦＩＤ読み取り装置６から出力されたトーンバースト波を所定時間遅延させたものであるため、ＲＦＩＤ読み取り装置６から出力されたトーンバースト波と同一の周波数のトーンバースト波が含まれている。そのため、ここでは、送信信号生成手段７から出力されたトーンバースト波を変換した電磁波ＲがＳＡＷ−ＲＦＩＤ２に入力された際に、当該ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２から出力される電磁波Ｒ’に含まれるトーンバースト波の遅延（位相偏移）を解析することで、受信信号解析手段８は、電磁波Ｒ’のパターンを特定することとした。
【００５９】
増幅部８１は、標準信号発生部７２から入力された連続波の電気信号を増幅するものである。ここで増幅された連続波の電気信号は、位相シフト部８２に出力される。
【００６０】
位相シフト部８２は、増幅部８１から入力された連続波の位相を９０°シフトするものである。なお、この連続波は正弦波であり、位相シフト部８２によって位相が９０°シフトされることで、余弦波に変換される。ここで変換された連続波は、ＡＧＣ増幅部８３に出力される。
【００６１】
ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：自動利得制御）増幅部８３は、位相シフト部８２から入力された連続波の電気信号の出力レベルが一定になるように、この電気信号を増幅するものである。ここで出力レベルの調整された連続波はミキサ部８６に出力される。
【００６２】
増幅部８４は、アンテナ９から入力された電気信号を増幅するものである。ここで増幅された電気信号は、ＡＧＣ増幅部８５に出力される。
【００６３】
ＡＧＣ増幅部８５は、増幅部８４から入力されたアンテナ９によって受信した電気信号の出力レベルが一定になるように、電気信号を増幅するものである。ここで出力レベルが調整された電気信号はミキサ部８６に出力される。なお、このＡＧＣ増幅部８３、８５は、互いに同一の出力レベルとなるように電気信号を増幅する。
【００６４】
ミキサ部８６は、ＡＧＣ増幅部８３と、ＡＧＣ増幅部８５から入力された電気信号を乗算するものである。ここで生成された電気信号は低域フィルタ８７に出力される。
【００６５】
ここで、ＡＧＣ増幅部８３から入力される電気信号は、標準信号発生部７２によって生成された正弦波の位相を９０°シフトさせた余弦波であり、ＡＧＣ増幅部８５から入力されるトーンバースト波の正弦波領域は、標準信号発生部７２によって生成された正弦波の位相が偏移された（遅延された）ものとなる。そのため、この余弦波とトーンバースト波の正弦波領域とを乗算し、後記する低域フィルタ８７で高周波を除去することで、ＡＧＣ増幅部８５から入力される電気信号の位相偏移を出力電圧レベルに変換することができる。
【００６６】
低域フィルタ８７は、ミキサ部８６から入力された電気信号に含まれる高周波を除去するものである。ここで高周波が除去された電気信号が、位相偏移を出力電圧に変換した電気信号となる。この電気信号は増幅部８８に出力される。
【００６７】
増幅部８８は、低域フィルタ８７から入力された電気信号を増幅するものである。ここで増幅された電気信号は、位相偏移、つまり、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２によるトーンバースト波の遅延時間を示し、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２から出力された電磁波Ｒ’のパターンを特定するパターン特定情報として、ＩＤ情報表示装置（図示せず）に出力される。なお、ＩＤ情報表示装置は、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２から出力される電磁波Ｒ’のパターンの示す情報を予め対応付けて登録し、入力されたパターン特定情報に基づいて、この電磁波Ｒ’が示す情報を解析し、表示手段（図示せず）に表示するものである。
【００６８】
アンテナ９は、増幅部７４から入力されたトーンバースト波の電気信号を電磁波Ｒに変換してＳＡＷ−ＲＦＩＤ２に送信し、また、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２から受信した電磁波Ｒ’を電気信号に変換して、増幅部８４に出力するものである。
【００６９】
以上によって、ＲＦＩＤ読み取り装置６は、所定の周波数の電磁波ＲをＳＡＷ−ＲＦＩＤ２に出力し、この電磁波Ｒに対応してＳＡＷ−ＲＦＩＤ２から出力される電磁波Ｒ’を受信して、このパターンを解析することができる。また、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２から出力される電磁波Ｒ’が示す情報を予めＩＤ情報表示装置（図示せず）に登録しておくことで、このパターン特定情報を入力されたＩＤ情報表示装置によって、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２から出力される電磁波Ｒ’の示す情報を認識することができる。
【００７０】
［ＳＡＷ−ＲＦＩＤの動作］
次に、図１を参照して、本発明におけるＳＡＷ−ＲＦＩＤ２が、ＲＦＩＤ読み取り装置６から電磁波Ｒを受信して、所定のパターンの電磁波Ｒ’を出力する動作について説明する。
【００７１】
ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２は、ＲＦＩＤ読み取り装置６から発信された電磁波Ｒをループアンテナ２４によって受信する。すると、ループアンテナ２４は、この電磁波Ｒを電気信号に変換して、ＩＤＴ（２２Ａ〜２２Ｅ）に出力する。
【００７２】
そして、この電気信号の周波数が中心周波数（ｆ1又はｆ2）と一致する場合には、この中心周波数の電極指（Ａ〜Ｅ）は、圧電基板２１の表面において、各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）ごとに弾性表面波を励振する。ここで、電気信号の周波数が中心周波数ｆ1と一致する場合には、チャンネルｃｈ１の電極指Ａ１及び電極指Ｂ１と、チャンネルｃｈ２の電極指Ｂ２及び電極指Ｃ２と、チャンネルｃｈ３の電極指Ｃ３及び電極指Ｄ３と、チャンネルｃｈ４の電極指Ｄ４及び電極指Ｅ４は、各々圧電基板２１の表面に周波数ｆ1の弾性表面波を励振する。また、電気信号の周波数が中心周波数ｆ2と一致する場合には、チャンネルｃｈ１の電極指Ａ’１、Ｂ’１と、チャンネルｃｈ２の電極指Ｂ’２、Ｃ’２と、チャンネルｃｈ３の電極指Ｃ’３、Ｄ’３と、チャンネルｃｈ４の電極指Ｄ’４、Ｅ’４は、各々圧電基板２１の表面に周波数ｆ2の弾性表面波を励振する。
【００７３】
そして、各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）の弾性表面波は、電極指（Ａ〜Ｅ）に対して垂直方向に圧電基板２１の表面を伝搬する。ここで、各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）の電極指（Ａ〜Ｅ）によって励振された弾性表面波の伝搬領域には、同一の中心周波数の他の電極指が配置されていないため、この弾性表面波は、他の電極指によって反射されることなく圧電基板２１の表面を伝搬する。
【００７４】
そして、この弾性表面波は、端面２１ａに各々垂直に入射し、入射方向と逆の方向に反射される。ここで、伝搬する弾性表面波がすべり弾性表面波である時には、端面２１ａにおいて完全反射される。つまり、反射係数が「１」となり、端面２１ａに垂直に入射されたすべり弾性表面波と、同一の強度のすべり弾性表面波が反射波となる。この端面２１ａにおける弾性表面波の反射は、すべり弾性表面波及びレイリー波のいずれの場合においても、従来の反射器によって反射する場合と比べて反射係数が大きいため、本発明のＳＡＷ−ＲＦＩＤ２によれば、反射による弾性表面波の減衰量を小さくすることができる。
【００７５】
そして、端面２１ａによって反射された弾性表面波は、各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）の電極指（Ａ〜Ｅ）に入射する。そして、この電極指（Ａ〜Ｅ）は、この弾性表面波を同一の周波数の電気信号に変換する。
【００７６】
ここで、弾性表面波が励振されてからＩＤＴ（２２Ａ〜２２Ｅ）によって電気信号に変換されるまでの時間は、各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）ごとの弾性表面波の伝搬される経路の長さに比例する。ここで、間隔ｄ1／２で交互に配列された電極指Ａ１、Ｂ１と、電極指Ｂ２、Ｃ２と、電極指Ｃ３、Ｄ３と、電極指Ｄ４、Ｅ４との各々は、端面２１ａまでの距離が異なる位置に設置され、また、間隔ｄ2／２で交互に配列された電極指Ａ’１、Ｂ’１と、電極指Ｂ’２、Ｃ’２と、電極指Ｃ’３、Ｄ’３と、電極指Ｄ’４、Ｅ’４との各々は、端面２１ａまでの距離が異なる位置に配置されている。そのため、所定の周波数（ｆ1又はｆ2）の弾性表面波が伝搬される経路の長さは、チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）ごとに異なり、弾性表面波はチャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）ごとに異なる時間だけ遅延されて電気信号に変換される。
【００７７】
そして、この電気信号はＩＤＴ（２２Ａ〜２２Ｅ）からループアンテナ２４に入力され、ループアンテナ２４によって電磁波Ｒ’に変換されて出力される。
【００７８】
ここで、図３及び図４を参照して（適宜図１参照）、ＩＤＴ（２２Ａ〜２２Ｅ）にトーンバースト波が入力された際に、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２が、各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）においてトーンバースト波を遅延させて、ＩＤＴ（２２Ａ〜２２Ｅ）から電気信号を出力する例について説明する。図３は、時間経過に対する周波数ごとのＳＡＷ−ＲＦＩＤ２の入出力信号の波形図である。図４は、中心周波数が３０ＭＨｚと４０ＭＨｚの電極指（Ａ〜Ｅ）を有するＳＡＷ−ＲＦＩＤ２の周波数特性を示したグラフである。
【００７９】
圧電基板２１には、３６度回転Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ3（タンタル酸リチウム）を用い、各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）のＩＤＴ（２２Ａ〜２２Ｅ）の中心周波数ｆ1、ｆ2をそれぞれ３０ＭＨｚ、４０ＭＨｚとした。また、伝搬面の長さを、チャンネルｃｈ１は５０λ、チャンネルｃｈ２は８０λ、チャンネルｃｈ３は１１０λ、チャンネルｃｈ４は１４０λ（λは弾性表面波の波長）とした。そして、図３に示すように、周波数が３０ＭＨｚと４０ＭＨｚの５波のトーンバースト波Ｐ０、Ｐ’０をそれぞれ入力した。
【００８０】
まず、周波数が３０ＭＨｚのトーンバースト波Ｐ０が、ループアンテナ２４からＩＤＴ（２２Ａ〜２２Ｅ）に入力されると、各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）ごとに、中心周波数が３０ＭＨｚの電極指（Ａ１、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ２、Ｃ３、Ｄ３、Ｄ４、Ｅ４）が、弾性表面波を励振する。そして、この弾性表面波は圧電基板２１の表面を伝搬する。
【００８１】
ここで、図４を参照して、電極指（Ａ〜Ｅ）の周波数特性について説明する。図４において、横軸はＩＤＴ（２２Ａ〜２２Ｅ）に入力された電気信号の周波数、縦軸はこの電気信号の減衰量を示している。図４に示すように、周波数が３０ＭＨｚ付近と、４０ＭＨｚ付近において減衰量が０ｄＢになり、独立したピークとなっている。このことから、各々の電極指（Ａ〜Ｅ）は、その中心周波数付近の電気信号に対して高い選択性を示すことが分かる。つまり、電極指（Ａ〜Ｅ）は、その中心周波数付近の電気信号が入力された場合のみ、圧電基板２１の表面に高い強度の弾性表面波を励振し、また、圧電基板２１の表面を中心周波数付近の弾性表面波が伝搬して電極指（Ａ〜Ｅ）に入射された場合のみ、高い強度の電気信号に変換する。
【００８２】
そのため、弾性表面波は、異なる中心周波数の電極指によって反射されず、中心周波数が３０ＭＨｚの電極指（例えば、チャンネルｃｈ１では電極指Ａ１、Ｂ１）によって励振された弾性表面波の伝搬領域に、中心周波数が４０ＭＨｚの電極指（例えば、チャンネルｃｈ１では電極指Ａ’１、Ｂ’１）が配置されていても、周波数３０ＭＨｚの弾性表面波は、中心周波数が４０ＭＨｚの電極指によって反射されたり、減衰されたりすることなく伝搬する。
【００８３】
図３に戻って説明を続ける。各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）で励振された、周波数３０ＭＨｚの弾性表面波は、端面２１ａによって反射され、電極指（Ａ１、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ２、Ｃ３、Ｄ３、Ｄ４、Ｅ４）に入射する。
【００８４】
この時、弾性表面波は、各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）ごとの伝搬経路の長さに応じて遅延され、まず、端面２１ａに最も近い電極指Ａ１、Ｂ１とによって励振されたチャンネルｃｈ１の弾性表面波が、この電極指Ａ１、Ｂ１によって電気信号に変換され、次いで、チャンネルｃｈ２、チャンネルｃｈ３、チャンネルｃｈ４の弾性表面波の順で、各々のチャンネルの電極指によって電気信号に変換される。そして、図３に示すように、電極指Ａ１、Ｂ１によって弾性表面波に変換されて電気信号に変換されたチャンネルｃｈ１のトーンバースト波Ｐ１と、電極指Ｂ２、Ｃ２によって変換されたチャンネルｃｈ２のトーンバースト波Ｐ２と、電極指Ｃ３、Ｄ３によって変換されたチャンネルｃｈ３のトーンバースト波Ｐ３と、電極指Ｄ４、Ｅ４によって変換されたチャンネルｃｈ４のトーンバースト波Ｐ４との４つのトーンバースト波とからなる電気信号が、ＩＤＴ（２２Ａ〜２２Ｅ）からループアンテナ２４に出力される。
【００８５】
同様に、周波数が４０ＭＨｚのトーンバースト波Ｐ’０が、ループアンテナ２４からＩＤＴ（２２Ａ〜２２Ｅ）に入力されると、中心周波数が４０ＭＨｚの電極指（Ａ’１、Ｂ’１、Ｂ’２、Ｃ’２、Ｃ’３、Ｄ’３、Ｄ’４、Ｅ’４）は、弾性表面波を励振する。そして、この弾性表面波は端面２１ａによって反射され、各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）ごとの伝搬経路の長さに応じて遅延され、各々のチャンネルの電極指によって電気信号に変換される。そして、図３に示すように、電極指Ａ’１、Ｂ’１によって電気信号に変換されたチャンネルｃｈ１のトーンバースト波Ｐ’１と、電極指Ｂ’２、Ｃ’２によって変換されたチャンネルｃｈ２のトーンバースト波Ｐ’２と、電極指Ｃ’３、Ｄ’３によって変換されたチャンネルｃｈ３のトーンバースト波Ｐ’３と、電極指Ｄ’４、Ｅ’４によって変換されたチャンネルｃｈ４のトーンバースト波Ｐ’４との４つのトーンバースト波とからなる電気信号が、ＩＤＴ（２２Ａ〜２２Ｅ）からループアンテナ２４に出力される。
【００８６】
ここで、４０ＭＨｚの電極指Ａ’１、Ｂ’１は、中心周波数３０ＭＨｚの電極指Ａ１、Ｂ１より端面２１ａに近い位置に設置されている。また、電極指Ｂ’２、Ｃ’２は、端面２１ａから距離が電極指Ａ１、Ｂ１と同じ位置に設置されている。同様に、電極指Ｃ’３、Ｄ’３は電極指Ｂ２、Ｃ２と、電極指Ｄ’４、Ｅ’４は電極指Ｃ３、Ｄ３と、端面２１ａから距離が同じ位置に設置されている。そのため、図３に示すように、周波数４０ＭＨｚのトーンバースト波Ｐ’０に対応して、チャンネルｃｈ１によって遅延されたトーンバースト波Ｐ’１は、周波数３０ＭＨｚのトーンバースト波Ｐ０に対する出力信号のトーンバースト波Ｐ１より早い時間に出力される。また、チャンネルｃｈ２によって遅延された周波数４０ＭＨｚのトーンバースト波Ｐ’２は、周波数３０ＭＨｚのトーンバースト波Ｐ１と同じ時間に出力され、同様に、チャンネルｃｈ３によって遅延された周波数４０ＭＨｚのトーンバースト波Ｐ’３は、周波数３０ＭＨｚのトーンバースト波Ｐ２と同じ時間に出力され、チャンネルｃｈ４によって遅延された周波数４０ＭＨｚのトーンバースト波Ｐ’４は、周波数３０ＭＨｚのトーンバースト波Ｐ３と同じ時間に出力される。
【００８７】
このように、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２は、入力されたトーンバースト波を各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）ごとに異なる時間遅延させて、複数のトーンバースト波からなる電気信号を生成する。そして、各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）ごとに、トーンバースト波を遅延させて出力する場合と、トーンバースト波を生成しない場合とを設定することで、４チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）のＳＡＷ−ＲＦＩＤ２では、１つの周波数に対して４ビット、つまり、１６種類の情報を表すことができる。
【００８８】
また、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２は、周波数３０ＭＨｚのトーンバースト波が入力された場合と、４０ＭＨｚのトーンバースト波が入力された場合とで、異なるパターンの電気信号を生成するため、１つのＳＡＷ−ＲＦＩＤ２で、２種類の情報を表すことができ、４チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）のＳＡＷ−ＲＦＩＤ２では、全部で３２種類の情報を表すことができる。このように、異なる周波数ごとに異なるパターンの電気信号を出力し、また、異なる周波数の弾性表面波が、圧電基板２１の表面において伝搬領域を共有することによって、圧電基板２１の表面積に対して、効率良く多くの情報を記憶することのできるＳＡＷ−ＲＦＩＤ２とすることができる。
【００８９】
なお、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２は、ＲＦＩＤシステム１に用いられるＩＤタグとしてだけでなく、各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）を、圧電基板２１の性質を利用した様々なセンサとして利用することもできる。
【００９０】
ここで、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２を温度センサや歪みセンサとして機能させる場合について説明する。ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２の圧電基板２１の表面を伝搬する弾性表面波の伝搬速度は、圧電基板２１の温度や、圧電基板２１が歪んだ際に当該圧電基板２１に働く応力に比例するため、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２の各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）によって遅延される遅延時間は、温度や応力に依存する。そのため、いずれかのチャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）の遅延時間をＲＦＩＤ読み取り装置６によって解析することで、当該圧電基板２１の温度や歪みを検出することができる。
【００９１】
また、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２をガスセンサとして機能させる場合について説明する。ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２の圧電基板２１の表面に、所定のガスの濃度に応じて弾性表面波の伝搬速度を変化させる感応膜を形成しておくと、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２の各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）によって遅延される遅延時間は、このガスの濃度に依存する。そのため、いずれかのチャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）の遅延時間をＲＦＩＤ読み取り装置６によって解析することで、所定のガスの濃度を検出することができる。ここで、例えば、各々のチャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）に、各々異なるガスに感応する感応膜を形成しておくことで、複数の種類のガス濃度を検出するＳＡＷ−ＲＦＩＤ２とすることができる。このようにして、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２の各チャンネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）を、温度センサや歪みセンサ、ガスセンサ等の様々なセンサとしても機能させることができる。
【００９２】
更に、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２は、複数の組のＩＤＴ（２２Ａ〜２２Ｅ）を備え、各々のＩＤＴ（２２Ａ〜２２Ｅ）の電極指（Ａ〜Ｅ）によって励振された弾性表面波を１つの端面２１ａによって反射することとしたが、本発明の弾性表面波デバイス及びＩＤタグ（ＳＡＷ−ＲＦＩＤ）は、少なくとも１組のＩＤＴを備えていればよい。また、ここでは、各々のＩＤＴが、２種類の中心周波数（ｆ1、ｆ2）の電極指（Ａ〜Ｅ）を備えることとしたが、本発明の弾性表面波デバイス及びＩＤタグのＩＤＴ（交差指電極）は１種類の中心周波数の電極指のみを備えることとしてもよいし、３種類以上の中心周波数の電極指を備えることとしてもよい。更に、本発明の弾性表面波デバイス及びＩＤタグの各々のＩＤＴは、少なくとも１本の電極指を備えていればよい。また、対面する１組のＩＤＴは、同一の中心周波数の電極指を必ずしも同じ本数備える必要はなく、いずれか一方のＩＤＴの電極指が１本多く、その隙間にもう一方のＩＤＴの電極指が設置されるようにすることで、電極指が交互に配列されるようにしてもよい。
【００９３】
また、本発明の弾性表面波デバイス及びＩＤタグの電極指の中心周波数は、前記の中心周波数（３０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ）に限定されず、任意に設定することができる。この時、圧電基板によって伝搬される弾性表面波の周波数がこの中心周波数と一致するときの当該弾性表面波の波長と同一の間隔で、各々のＩＤＴの電極指が配列される。なお、周波数を大きくするほど、ループアンテナを小さくでき、更に、各々の電極指の間隔も小さくなるため、ＳＡＷ−ＲＦＩＤを小型化することができる。また、電極指の長さは任意に設定することができる。
【００９４】
更に、ここではＳＡＷ−ＲＦＩＤ２はループアンテナ２４を備えることとしたが、本発明のＩＤタグは、ループアンテナの代わりに平面アンテナ（プレートアンテナ）、ダイポールアンテナ等の一般的なアンテナを適用することができる。
【００９５】
また、ここでは、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２は、１つの端面２１ａを備える構成としたが、本発明の弾性表面波デバイス及びＩＤタグは、ＩＤＴの設置された表面に対して直交し、当該ＩＤＴの電極指に平行な複数の端面を備えることとしてもよい。ここで、図５を参照して、複数の端面を備えるＳＡＷ−ＲＦＩＤの例について説明する。図５は、本発明のＳＡＷ−ＲＦＩＤの他の構成を示した斜視図である。
【００９６】
図５に示すように、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ３は、圧電基板３１と、この圧電基板３１の表面に設置され、それぞれ電極指Ａ（Ａ１、Ａ’１）、Ｂ（Ｂ１、Ｂ’１）を有する１組のＩＤＴ３２Ａ、３２Ｂと、ＩＤＴ３２Ａ、３２Ｂに接続されたループアンテナ３４とを備えている。また、圧電基板３１は、ＩＤＴ３２Ａ、３２Ｂの設置された表面に対して直交し、かつ、電極指Ａ、Ｂに対して平行な、段状に形成された４つの端面３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを備えている。
【００９７】
この時、ＩＤＴ３２Ａ、３２Ｂの電極指（Ａ１、Ｂ１又はＡ’１、Ｂ’１）によって励振された弾性表面波の一部は、端面３１ａによって反射されて当該電極指（Ａ１、Ｂ１又はＡ’１、Ｂ’１）に入射し、更に、この端面３１ａによって反射されない弾性表面波の一部は、この端面３１ａとはＩＤＴ３２Ａ、３２Ｂの電極指（Ａ１、Ｂ１又はＡ’１、Ｂ’１）からの距離が異なる位置に設置された端面３１ｂによって反射されて当該電極指（Ａ１、Ｂ１又はＡ’１、Ｂ’１）に入射する。同様に、この端面３１ａ、３１ｂによって反射されない弾性表面波の一部は、これらの端面３１ａ、３１ｂとはＩＤＴ３２Ａ、３２Ｂの電極指（Ａ１、Ｂ１又はＡ’１、Ｂ’１）からの距離が異なる位置に設置された端面３１ｃによって反射されて当該電極指（Ａ１、Ｂ１又はＡ’１、Ｂ’１）に入射し、端面３１ａ、３１ｂ、３１ｃによって反射されない弾性表面波は、これらの端面（３１ａ〜３１ｃ）とはＩＤＴ３２Ａ、３２Ｂの電極指（Ａ１、Ｂ１又はＡ’１、Ｂ’１）からの距離が異なる位置に設置された端面３１ｄによって反射されて当該電極指（Ａ１、Ｂ１又はＡ’１、Ｂ’１）に入射する。
【００９８】
このように、各々の端面（３１ａ〜３１ｄ）によって反射される弾性表面波が、互いに異なる長さの伝搬経路を有し、異なる時間遅延されて、当該電極指（Ａ１、Ｂ１又はＡ’１、Ｂ’１）に入射するようにすることで、ＳＡＷ−ＲＦＩＤ２は、４つのトーンバースト波を含む電磁波を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明におけるＲＦＩＤシステムの構成を示した構成図である。
【図２】本発明におけるＲＦＩＤ読み取り装置の構成を示したブロック図である。
【図３】時間経過に対する周波数ごとのＳＡＷ−ＲＦＩＤの入出力信号の波形図である。
【図４】中心周波数が３０ＭＨｚと４０ＭＨｚの電極指を有するＳＡＷ−ＲＦＩＤの周波数特性を示したグラフである。
【図５】本発明におけるＳＡＷ−ＲＦＩＤの他の構成を示した斜視図である。
【図６】（ａ）は、ＩＤタグとして利用される従来のＳＡＷデバイスの構造を模式的に示した斜視図、（ｂ）は、時間経過に対するこのＳＡＷデバイスの入出力信号の波形図である。
【符号の説明】
【０１００】
２、３  ＳＡＷ−ＲＦＩＤ（ＩＤタグ）
２１、３１  圧電基板
２１ａ、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ  端面
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅ、３２Ａ、３２Ｂ  ＩＤＴ（交差指電極）
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ  電極指
２４、３４  ループアンテナ（アンテナ）
【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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