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検出素子 NEW

国内特許コード P160013536
掲載日 2016年11月29日
出願番号 特願2012-508033
登録番号 特許第4981998号
出願日 平成22年12月9日(2010.12.9)
登録日 平成24年4月27日(2012.4.27)
国際出願番号 JP2010072163
国際公開番号 WO2011121859
国際出願日 平成22年12月9日(2010.12.9)
国際公開日 平成23年10月6日(2011.10.6)
優先権データ
  • 特願2010-074735 (2010.3.29) JP
発明者
  • 荻 博次
  • 加藤 史仁
  • 平尾 雅彦
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 検出素子 NEW
発明の概要 検出素子(10)は、カバー部材(1~3)と、振動子(4)と、アンテナ(9,11,12)と、検査空間(13)と、微小空間(14)とを備える。検査空間(13)および微小空間(14)は、カバー部材(1~3)中に形成される。微小空間(14)は、検査空間(13)に対して開口している。振動子(4)は、縁部が微小空間(14)内に挿入されるように検査空間(13)に配置される。アンテナ(9)は、アンテナ(12)と協働して電磁場を振動子(4)に印加する。アンテナ(11)は、アンテナ(12)と協働して振動子(4)の振動信号からなる受信信号を受信する。
従来技術、競合技術の概要


従来、電極を用いずに無線によって圧電振動子の共振周波数の変化を検出して検出対象物を検知する共振振動子質量検出装置が知られている(特許文献1)。



この共振振動子質量検出装置は、圧電振動子と、試料供給手段と、電場供給手段と、信号解析部とを備える。電場供給手段は、電圧を入力する入力手段と、圧電振動子の振動を受信する受信手段とを有する。



圧電振動子は、振動電場が付与されると、圧電効果によって振動する。試料供給手段は、圧電振動子の表面に試料物質を供給する。電場供給手段の入力手段は、電圧を入力して振動電場を圧電振動子に印加する。電場供給手段の受信手段は、圧電振動子の振動を受信する。信号解析部は、受信手段によって受信された圧電振動子の振動に基づいて、検出対象物が圧電振動子に付着することによる共振周波数の変化を検出して検出対象物を検知する。

産業上の利用分野


この発明は、振動子を用いた検出素子に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
検査対象の液体が導入される検査空間と、前記検査空間に対して開口した微小空間とを内部に有するカバー部材と、
前記カバー部材に設けられ、前記液体を前記検査空間へ導入する導入経路と、
前記カバー部材に設けられ、前記液体を前記検査空間から排出する排出経路と、
前記検査空間に配置されるとともに、前記検査空間のサイズよりも大きいサイズを有し、前記微小空間内に挿入された縁部を有する振動子と、
接地電位に接続された第1のアンテナと、
前記第1のアンテナと協働して電磁場を前記振動子に印加する第2のアンテナと、
前記振動子が振動したときの振動信号からなる受信信号を前記第1のアンテナと協働して前記振動子から受信する第3のアンテナとを備える検出素子。

【請求項2】
前記カバー部材は、
断面が略U字形状からなる第1の凹部と、前記第1の凹部の縁部から連続して設けられ、かつ、断面が略L字形状からなる第2の凹部とを一主面側に有する第1のカバー部材と、
前記第1の凹部と略同じサイズからなる貫通孔を有し、前記貫通孔が前記第1の凹部に向かい合い、かつ、前記貫通孔以外の部分が前記第1のカバー部材の前記一主面に接して配置されることにより前記微小空間を構成する第2のカバー部材と、
前記第2のカバー部材の前記第1のカバー部材に接する面と反対側の面に接して配置され、前記第1の凹部および前記貫通孔とともに前記検査空間を構成する第3のカバー部材とを含む、請求項1に記載の検出素子。

【請求項3】
前記第1および第3のカバー部材は、ガラスからなり、
前記第2のカバー部材は、シリコンからなる、請求項2に記載の検出素子。

【請求項4】
前記カバー部材は、前記微小空間内に挿入された前記振動子の縁部よりも下側に位置する前記微小空間の低面に形成されたm(mは正の整数)個の突起物を更に有し、
前記振動子の前記縁部は、前記m個の突起物上に配置されている、請求項1に記載の検出素子。

【請求項5】
前記n個の突起物は、前記振動子を略水平に支持する3個以上の突起物からなる、請求項4に記載の検出素子。

【請求項6】
前記カバー部材は、前記振動子の側面部の一部を支持するk(kは2以上の整数)個の支持部材を更に有する、請求項5に記載の検出素子。

【請求項7】
各々が検査対象の液体が導入される複数の検査空間と、前記複数の検査空間に対応して設けられ、かつ、各々が対応する前記検査空間に対して開口した複数の微小空間とを内部に有するカバー部材と、
前記複数の検査空間に対応して前記カバー部材に設けられ、各々が対応する前記検査空間に前記液体を導入する複数の導入経路と、
前記複数の検査空間に対応して前記カバー部材に設けられ、各々が対応する前記検査空間から前記液体を排出する複数の排出経路と、
前記複数の検査空間に対応して設けられ、各々が、対応する前記検査空間に配置されるとともに、前記検査空間のサイズよりも大きいサイズを有し、前記微小空間内に挿入された縁部を有する複数の振動子と、
接地電位に接続された第1のアンテナと、
前記第1のアンテナと協働して電磁場を前記複数の振動子に印加する第2のアンテナと、
前記振動子が振動したときの振動信号からなる受信信号を前記第1のアンテナと協働して前記複数の振動子から受信する第3のアンテナとを備える検出素子。

【請求項8】
前記カバー部材に接して配置され、複数の補助経路を有する補助カバー部材を更に備え、
前記複数の補助経路の各々は、隣接する2つの前記検査空間のうちの一方の検査空間に対応して設けられた前記排出経路と前記2つの検査空間のうちの他方の検査空間に対応して設けられた前記導入経路とを接続する、請求項7に記載の検出素子。

【請求項9】
前記カバー部材に接して配置され、前記複数の検査空間に対応して設けられた複数の補助経路を有する補助カバー部材を更に備え、
前記複数の補助経路の各々は、対応する前記検査空間に対応して設けられた前記導入経路に前記液体を外部から導入する第1の補助経路と、対応する前記検査空間に対応して設けられた前記排出経路から前記液体を外部へ排出する第2の補助経路とからなる、請求項7に記載の検出素子。

【請求項10】
複数のユニット素子と、
接地電位に接続された第1のアンテナと、
前記第1のアンテナと協働して電磁場を前記複数のユニット素子に含まれる複数の振動子に印加する第2のアンテナと、
前記振動子が振動したときの振動信号からなる受信信号を前記第1のアンテナと協働して前記複数の振動子から受信する第3のアンテナとを備え、
前記複数のユニット素子の各々は、
検査対象の液体が導入される検査空間と、前記検査空間に対して開口した微小空間とを内部に有するカバー部材と、
前記カバー部材に設けられ、前記液体を前記検査空間へ導入する導入経路と、
前記カバー部材に設けられ、前記液体を前記検査空間から排出する排出経路と、
前記検査空間に配置されるとともに、前記検査空間のサイズよりも大きいサイズを有し、前記微小空間内に挿入された縁部を有する振動子とを含む、検出素子。

【請求項11】
前記複数のユニット素子に含まれる複数のカバー部材に接して配置され、各々が前記複数のユニット素子に含まれる複数の検査空間のうちの隣接する2つの検査空間を接続する複数の補助経路を有する補助カバー部材を更に備え、
前記複数の補助経路の各々は、前記2つの検査空間のうちの一方の検査空間に対応して設けられた前記排出経路と前記2つの検査空間のうちの他方の検査空間に対応して設けられた前記導入経路とを接続する、請求項10に記載の検出素子。

【請求項12】
前記複数のユニット素子に含まれる複数のカバー部材に接して配置され、前記複数のユニット素子に含まれる複数の検査空間に対応して設けられた複数の補助経路を有する補助カバー部材を更に備え、
前記複数の補助経路の各々は、対応する前記検査空間に対応して設けられた前記導入経路に前記液体を外部から導入する第1の補助経路と、対応する前記検査空間に対応して設けられた前記排出経路から前記液体を外部へ排出する第2の補助経路とからなる、請求項11に記載の検出素子。

【請求項13】
前記複数の振動子は、相互に略同じ厚みを有する、請求項7から請求項12のいずれか1項に記載の検出素子。

【請求項14】
前記複数の振動子は、相互に異なる厚みを有する、請求項7から請求項12のいずれか1項に記載の検出素子。
国際特許分類(IPC)
画像

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出願権利状態 登録
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