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物理量検出センサモジュールおよび物理量検出システム

国内特許コード P150012627
整理番号 S2014-0399-N0
掲載日 2015年11月26日
出願番号 特願2014-018194
公開番号 特開2015-145808
出願日 平成26年2月3日(2014.2.3)
公開日 平成27年8月13日(2015.8.13)
発明者
  • 近藤 淳
  • 成島 彰洋
出願人
  • 国立大学法人静岡大学
発明の名称 物理量検出センサモジュールおよび物理量検出システム
発明の概要 【課題】物理量を検出するセンサとしての感知幅を広くすることによって用途を拡大することができる物理量検出センサモジュールおよび物理量検出システムを提供する。
【解決手段】物理量検出システム100は、センサモジュール200とホスト装置300とを備えている。センサモジュール200は、表面弾性波を発生させる圧電基板201上に表面弾性波変換IDT210と表面弾性波反射IDT220とを備えている。表面弾性波変換IDT210は、高周波電気信号と表面弾性波とを相互に変換する。表面弾性波反射IDT220は、湿度センサ240に対して並列コンデンサ250が並列接続されており、表面弾性波を湿度センサ240のインピーダンスに応じて反射する。並列コンデンサ250は、表面弾性波反射IDT220に湿度センサ240のみを接続した場合に表面弾性波反射IDT220から反射される表面弾性波の振幅値が最小となる静電容量に設定されている。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


従来から、光、音、超音波(振動)、圧力、温度、湿度、ガス、電界または磁界などの各種物理量を表面弾性波(SAW:Surface Acoustic Wave)を介して検出する物理量検出センサモジュールがある。例えば、下記特許文献1には、表面弾性波と高周波電気信号とを相互に変換する表面弾性波変換IDT(Interdigital Transducer)と、受光量に応じてインピーダンスが変化する受光素子が接続された表面弾性波反射IDTとを圧電基板上で対向配置するとともに、表面弾性波変換IDTと表面弾性波反射IDTとの間で表面弾性波を往復伝播させた際における表面弾性波反射IDTの反射率の変化による表面弾性波の変化に基づいて受光素子が受光した光量を検出する無給電ワイヤレス式フォトセンサ(物理量検出センサモジュール)が開示されている。

産業上の利用分野


本発明は、表面弾性波(SAW:Surface Acoustic Wave)を用いて種々の物理量を検出する物理量検出センサモジュールおよび物理量検出システムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
圧電効果を示す圧電体で構成されるとともに表面弾性波を伝播可能な圧電基板と、
前記圧電基板上にて互いに対向配置された2つの第1櫛歯状電極を有して高周波電気信号と前記表面弾性波とを相互に変換する表面弾性波変換手段と、
前記圧電基板上に互いに対向配置された2つの第2櫛歯状電極を有して前記表面弾性波変換手段によって励振された前記表面弾性波を反射する表面弾性波反射手段と、
前記表面弾性波反射手段に接続されて検出対象から受ける物理量に応じてインピーダンスが変化するインピーダンス変化型センサと、
前記表面弾性波反射手段に対して直列接続されるとともに前記インピーダンス変化型センサに対して並列接続される並列コンデンサとを備えることを特徴とする物理量検出センサモジュール。

【請求項2】
請求項1に記載した物理量検出センサモジュールにおいて、
前記インピーダンス変化型センサは、
前記検出対象から受ける物理量に応じて静電容量が変化する可変コンデンサを含み、
前記並列コンデンサは、
前記表面弾性波反射手段に前記インピーダンス変化型センサのみを接続した場合における同表面弾性波反射手段から反射される前記表面弾性波の振幅値が最小となる静電容量に設定されていることを特徴とする物理量検出センサモジュール。

【請求項3】
請求項1に記載した物理量検出センサモジュールにおいて、
前記インピーダンス変化型センサは、
前記検出対象から受ける物理量に応じて抵抗値が変化する可変抵抗を含み、
前記並列コンデンサは、
前記表面弾性波反射手段に前記インピーダンス変化型センサのみを接続した場合における同表面弾性波反射手段から反射される前記表面弾性波の振幅値が小さくなる静電容量に設定されていることを特徴とする物理量検出センサモジュール。

【請求項4】
物理量の検出対象に設置される前記請求項1ないし前記請求項3のうちのいずれか1つに記載された物理量検出センサモジュールと、
前記表面弾性波変換手段に付与する前記高周波電気信号を生成する高周波電気信号生成手段と、
前記表面弾性波変換手段にて変換された前記高周波電気信号の振幅値を用いて前記物理量を特定する物理量特定手段とを備えることを特徴とする物理量検出システム。

【請求項5】
請求項4に記載した物理量検出システムにおいて、
前記高周波電気信号生成手段、前記物理量特定手段、および前記高周波電気信号と電波とを相互に変換して無線送受信を行う送受信部をそれぞれ有したホスト装置と、
前記表面弾性波変換手段における第1櫛歯状電極に接続されて電波と前記高周波電気信号とを相互に変換する送受信アンテナとを備えることを特徴とする物理量検出システム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014018194thum.jpg
出願権利状態 公開
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