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センサ装置 NEW

国内特許コード P180015646
整理番号 5492
掲載日 2018年11月22日
出願番号 特願2016-135162
公開番号 特開2018-000158
出願日 平成28年7月7日(2016.7.7)
公開日 平成30年1月11日(2018.1.11)
発明者
  • 満仲 健
  • 飯塚 邦彦
  • 小川 雄一
  • 鈴木 哲仁
出願人
  • シャープ株式会社
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 センサ装置 NEW
発明の概要 【課題】感度を安定化させる。
【解決手段】集積回路センサ(10)は、近傍にある被検査体の複層誘電率および複素透磁率に応じて発振周波数を変化させる発振器(24)と、発振器(24)を覆う被覆膜(5)と、を備える。被覆膜(5)に、上面視において発振器(24)と重なるように、微小窪み(6)が形成されており、発振器(24)は、微小窪み(6)の内部に存在する被検査体のみの物性に応じて発振周波数を変化させる。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要


食中毒などを引き起こす細菌が、食品に混入しているか否かを判定する検査方法の中で、近年、集積回路センサを用いた検査方法が研究されている。細菌、細胞、生体分子、および生体高分子などを検査する検査方法のための集積回路センサとして、発明者らは非特許文献1に示す、半導体基板上に作成した集積回路センサを開発した。



発明者らが開発した集積回路センサは、複数の発振器を備え、それぞれの発振器が有する共振器を構成するインダクタを集積回路センサの表面近傍に配置している。集積回路センサの表面近傍にある被検査体の物性(複素誘電率および複素透磁率)の変化により共振器の共振周波数が変化することで、発振器の発振周波数が変化する。この発振周波数の変化を、集積回路の外部または内部に形成された周波数検出回路にて検出する。結果として、集積回路センサは、被検査体の物性の変化を検出することができる。そして、被検査体の物性の変化を検出することにより、被検査体に含まれる検査対象を検査することができる。



例えば、100GHz付近の周波数帯において、水分子の状態変化により、水の複素誘電率は大きく変化する。また、細菌および細胞などの生体は、水が主要成分であるため、水分子の状態を調べることにより、生体および生体高分子の状態を調べることができる。生体分子中の水は生体分子外の水に比べて束縛されるため、100GHz付近の周波数では誘電損が小さくなる。このため、生体または生体分子を含む培養液の下にある発振器の発振周波数は、生体も生体分子も含まない培養液のみの下にある発振器の発振周波数に比べて高くなる。非特許文献1では、120GHzと60GHzの2種類の発振器を複数並べた集積回路センサを用意し、寒天培地を集積回路センサに貼り付け、増殖させた大腸菌が存在する領域に存在する発振器の発振周波数が、寒天培地に比べて高いことを示した。



他に、検査のための集積回路センサとして、蛍光を利用する集積回路センサも開発されている。例えば、特許文献1が示す集積回路センサは、被検査体のpHに感応するpH感応性蛍光色素含有層を有しており、発せられた蛍光の強度を測定することにより、被検査体のpHを検出する。そして、pH感応性蛍光色素含有層の上に、微小なウェル(井戸)が形成されている光不透過層を設けることにより、外光を遮断して、蛍光の測定の感度を向上させている。

産業上の利用分野


本発明は、被検査体(水および培地など)の物性の変化を検査するセンサ装置に関し、特に、被検査体に含まれる検査対象(細菌、細胞および生体分子など)を検査するセンサ装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
基板と、
前記基板の上に少なくとも1つ配置され、近傍にある被検査体の物性に応じて発振周波数を変化させる発振器と、
前記発振器の上方に少なくとも配置されている第1保護膜と、を備え、
前記第1保護膜に、窪みが少なくとも1つ形成されており、
前記窪みは、上面視において、前記発振器と重なる位置に位置し、
前記発振器は、前記窪みの内部に存在する被検査体のみの物性に応じて発振周波数を変化させることを特徴とするセンサ装置。

【請求項2】
前記発振器は、近傍にある被検査体の物性に応じて当該発振器の発振周波数を変化させる差動部を有し、
前記窪みは、上面視において、前記差動部と重なる位置に位置することを特徴とする請求項1に記載のセンサ装置。

【請求項3】
前記窪みの底の中心は、上面視において、前記差動部の中心と重なる位置に位置することを特徴とする請求項2に記載のセンサ装置。

【請求項4】
前記窪みの底の形状は、上面視において、円形または多角形であることを特徴とする請求項3に記載のセンサ装置。

【請求項5】
前記窪みの底と前記発振器との間には、第2保護膜が少なくとも存在することを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載のセンサ装置。

【請求項6】
前記第2保護膜は、パッシベーション膜を含むことを特徴とする請求項5に記載のセンサ装置。

【請求項7】
前記窪みは、開口側が底側よりも広くなっていることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載のセンサ装置。

【請求項8】
前記発振器および前記窪みは、複数であり、
複数の前記窪みが、複数の前記発振器のそれぞれに応じて形成されていることを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載のセンサ装置。

【請求項9】
さらに、容器を少なくとも1つ備え、
前記容器の底の少なくとも一部は、前記基板であり、
前記第1保護膜は、前記容器の内側に位置することを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載のセンサ装置。

【請求項10】
前記容器は、複数であり、
複数の前記容器のそれぞれに、
前記発振器が少なくとも1つ含まれ、
前記窪みが少なくとも1つ含まれることを特徴とする請求項9に記載のセンサ装置。

【請求項11】
上面視において、前記容器の面積は、前記窪みの面積に比べて大きいことを特徴とする請求項9または10に記載のセンサ装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016135162thum.jpg
出願権利状態 公開
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