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弾性波デバイス UPDATE コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P110001526
整理番号 ShIP-7032N-KJ05
掲載日 2011年2月2日
出願番号 特願2009-531109
登録番号 特許第5283232号
出願日 平成20年9月1日(2008.9.1)
登録日 平成25年6月7日(2013.6.7)
国際出願番号 JP2008002392
国際公開番号 WO2009031290
国際出願日 平成20年9月1日(2008.9.1)
国際公開日 平成21年3月12日(2009.3.12)
優先権データ
  • 特願2007-228404 (2007.9.3) JP
発明者
  • 近藤 淳
出願人
  • 国立大学法人静岡大学
発明の名称 弾性波デバイス UPDATE コモンズ 新技術説明会
発明の概要 圧電基板の洗浄作業を不要として被搬送物質の搬送作業の効率を向上させることができるとともに、幅広い種類の被搬送物質を取り扱うことができ、かつ弾性表面波の伝播方向に沿って物理的に離れて存在する2つ以上の被搬送物質を同時に搬送可能とすることで弾性波デバイスの適用範囲・適応分野を拡大することができる弾性波デバイスを提供する。
弾性波デバイス100は、圧電効果により弾性表面波を発生する圧電基板101上に、同弾性表面波を励振するための励振電極102を備えている。圧電基板101上には、励振電極102に隣接して搬送路プレート105が水層Wを介して配置されている。励振電極102が通電されると、圧電基板101上には弾性表面波が発生する。弾性表面波は、水層Wに縦波を放射し減衰する。水層W内に放射された縦波は搬送路プレート105に伝播され、同搬送路プレート105上に配置された液滴Dpを放射圧によって変位させる。
従来技術、競合技術の概要


従来から、弾性表面波を利用して液滴などの被搬送物質を搬送する弾性波デバイスがある。被搬送物質を搬送する弾性波デバイスは、例えば、下記特許文献1に示されるように、圧電効果により弾性表面波を発生する圧電基板に同弾性表面波を励振するための励振電極を配置して構成されている。そして、励振電極に高周波信号を印加することにより圧電基板上に弾性表面波を発生させて、圧電基板上に配置した被搬送物質を変位させる。なお、弾性表面波(Surface Acoustic Wave:SAW)とは、弾性体の表面を伝播する縦波と横波からなる波である。また、圧電効果とは、水晶などの結晶に力または電場を加えると、応力または電場に応じた電圧または歪が生じる現象である。
【特許文献1】
特開2006-248751号公報



しかしながら、このような被搬送物質を搬送する弾性波デバイスにおいては、圧電基板上に被搬送物質を配置して搬送するため、被搬送物質の搬送ごとに被搬送物質が搬送される搬送経路を洗浄する必要がある。特に、被搬送物質が液体の場合においては、搬送経路上に搬送した被搬送物質の一部が残存し易いため、洗浄作業が煩雑である。このため、被搬送物質を弾性デバイスによって搬送する作業全体の効率が悪いという問題があった。また、圧電基板を劣化または損傷させる性質を有する被搬送物質の搬送が困難であり、実質的に被搬送物質の選択の幅が制限されるという問題あった。



さらに、従来の弾性波デバイスにおいては、弾性表面波の伝播方向に沿って物理的に離れて存在する2つ以上の被搬送物質を同時に搬送することができない。これは、弾性表面波が伝播する上流側に位置する被搬送物質によって弾性表面波が減衰するためと考えられる。このため、弾性波デバイスの適用範囲・適応分野が制限されるという問題もあった。



なお、搬送経路の洗浄作業の煩雑性を解消するため、下記特許文献2には、圧電基板上における被搬送物質の搬送経路上に同被搬送物質の物理量を検出するセンシング領域を設けるとともに、同搬送経路およびセンシング領域に洗浄液を供給するための励振電極を備えた弾性波デバイスが提案されている。しかしながら、搬送経路およびセンシング領域に洗浄液を通過させるのみでは充分な洗浄効果が発揮されないことがあるとともに、搬送経路およびセンシング領域に残存した洗浄液を除去する作業が必要であり、洗浄作業の煩雑性を解消する解決手法としては不十分である。
【特許文献2】
特開2006-226942号公報

産業上の利用分野


本発明は、圧電効果により基板上に発生させた弾性表面波を利用して被搬送物質を搬送するとともに、同搬送される被搬送物質のセンシングを行うことができる弾性波デバイスに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
圧電効果により弾性表面波を発生する圧電基板と、
前記圧電基板の表面に前記弾性表面波を励振する励振電極と、
前記励振電極により前記圧電基板の表面に発生した前記弾性表面波を用いて被搬送物質を搬送する弾性波デバイスにおいて、
前記被搬送物質の搬送路を構成する搬送路プレートを、前記圧電基板の表面に発生した前記弾性表面波が伝播する伝播面に液層を介して配置したことを特徴とする弾性波デバイス。
【請求項2】
請求項1に記載した弾性波デバイスにおいて、さらに、
前記搬送路プレート上の前記被搬送物質に関する物理量を検出するセンサを備える弾性波デバイス。
【請求項3】
請求項2に記載した弾性波デバイスにおいて、
前記センサは、前記搬送路プレート上に配置された弾性波デバイス。
【請求項4】
請求項3に記載した弾性波デバイスにおいて、さらに、
前記搬送路プレート上に配置されたセンサに対応する前記圧電基板上の位置に、前記励振電極を配置した弾性波デバイス。
【請求項5】
請求項2ないし請求項4のうちのいずれか1つに記載した弾性波デバイスにおいて、さらに、
前記励振電極および前記センサの作動を制御する制御装置を備えた弾性波デバイス。
【請求項6】
請求項1ないし請求項5のうちのいずれか1つに記載した弾性波デバイスにおいて、
前記搬送路プレートは、前記伝播面から張り出した状態で配置された弾性波デバイス。
【請求項7】
請求項1ないし請求項6のうちのいずれか1つに記載した弾性波デバイスにおいて、
前記励振電極は、前記圧電基板に複数配置された弾性波デバイス。
【請求項8】
請求項7に記載した弾性波デバイスにおいて、
前記複数の励振電極は、互いに異なる前記励振電極によりそれぞれ励起された前記弾性表面波の合成または組み合わせによって前記搬送物質を搬送するための位置および向きで配置される弾性波デバイス。
【請求項9】
請求項1ないし請求項8のうちのいずれか1つに記載した弾性波デバイスにおいて、
前記搬送路プレートは、前記被搬送物質を所定の方向に導くためのガイドを備える弾性波デバイス。
【請求項10】
請求項1ないし請求項9のうちのいずれか1つに記載した弾性波デバイスにおいて、
前記搬送路プレートは、光線を透過する物体で構成された弾性波デバイス。
【請求項11】
請求項1ないし請求項10のうちのいずれか1つに記載した弾性波デバイスにおいて、
前記液層は、水である弾性波デバイス。
【請求項12】
請求項1ないし請求項11のうちのいずれか1つに記載した弾性波デバイスにおいて、
前記液層は、数μm以上ないし数十μm以下の厚さで形成された弾性波デバイス。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009531109thum.jpg
出願権利状態 登録
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