JP2014010150A

JP2014010150A - Ｓａｗ配列センサー

Info

Publication number: JP2014010150A
Application number: JP2013128553A
Authority: JP
Inventors: Yeol-Ho Lee; 列鎬李; Yoon-Seok Choi; 倫碩崔; Tae-Han Lee; 泰漢李; Soo-Suk Lee; 守 ▲すく▼ 李
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2013-06-19
Publication date: 2014-01-20
Anticipated expiration: 2033-06-19
Also published as: US9076956B2; JP6327428B2; EP2679993A2; US20140001918A1; EP2679993A3; CN103512957A; KR20140001580A; KR101911437B1

Abstract

【課題】ＳＡＷセンサー間の干渉を除去することによって感度を向上できるＳＡＷ配列センサーを提供する。
【解決手段】入力ＩＤＴ１１と、入力ＩＤＴ１１の両側にそれぞれ配された第１及び第２出力ＩＤＴ１２、１３と、入力ＩＤＴ１１と第１出力ＩＤＴ１２との間の第１遅延線区間１４と、入力ＩＤＴ１１と第２出力ＩＤＴ１３との間の第２遅延線区間１５と、を含み、第１及び第２遅延線区間１４、１５は、それぞれ異なる長さを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＳＡＷ（ＳｕｒｆａｃｅＡｃｏｕｓｔｉｃＷａｖｅ）配列センサーに関し、特に、ＳＡＷセンサー間の干渉（Ｃｒｏｓｓ−ｔａｌｋ）を除去することによって、感度を向上できるＳＡＷ配列センサーに関する。

ＳＡＷセンサーは、表面弾性波（ＳｕｒｆａｃｅＡｃｏｕｓｔｉｃＷａｖｅ：ＳＡＷ）を利用して、試料内に特定標的物質の存否を分析するための装置である。表面弾性波（ＳＡＷ）は、媒質の表面に沿って進む機械的な波動であって、外部の熱的、機械的、電気的な力によって、媒質内の粒子が振動することによって発生し、振動エネルギーのほとんどは、媒質の表面に集中する。ＳＡＷの媒質内での進行が媒質の物性に依存するため、ＳＡＷセンサーは、媒質の物性変化によるＳＡＷの変化（例えば、ＳＡＷの強度、位相、または中心波長の変化）を感知する方式で標的物質を分析できる。

例えば、ＳＡＷセンサーは、圧電物質からなる基板、当該基板に電気的な刺激を与えて、ＳＡＷを発生させるための入力ＩＤＴ（ＩｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）及びＳＡＷを受信するための出力ＩＤＴを含む。ここで、ＳＡＷが進む入力ＩＤＴと出力ＩＤＴとの間の区間を、一般的に遅延線区間（ＤｅｌａｙＬｉｎｅ）と称する。基板上でＳＡＷが進む経路、例えば、遅延線区間内には、所望の特定標的物質と特異的に結合できる受容体（Ｒｅｃｅｐｔｏｒ）が配される。

このような構造を有するＳＡＷセンサーにおいてＳＡＷが発生する間、標的物質を含む試料をＳＡＷセンサーに流せば、標的物質が受容体と結合しながら、出力ＩＤＴから受信されるＳＡＷの強度、位相、または中心波長が変化する。したがって、ＳＡＷの変化を感知することによって、試料内の標的物質の存否及びその含量を正確に測定することができる。

一方、一つの基板上に複数のＳＡＷセンサーを配列させることによって、ＳＡＷ配列センサーを構成することもできる。ＳＡＷ配列センサー（ＳＡＷＡｒｒａｙＳｅｎｓｏｒ）を使用すれば、多様な種類の受容体を基板上に配して、試料内の多様な成分を一度に分析できる。このようなＳＡＷ配列センサーにおいて、隣接する遅延線区間で発生する反射波による干渉（Ｃｒｏｓｓ−ｔａｌｋ）が抑制されると同時に、ＳＡＷ配列センサーのサイズを小型化できる。

特開２００８−２８６５２１号公報特開昭６２−１９０９０５米国特許第７６３３２０６号明細書大韓民国特許公開第２０１１−００３２２３９号公報

本発明は、ＳＡＷセンサー間の干渉（Ｃｒｏｓｓ−ｔａｌｋ）を除去することによって、感度を向上できるＳＡＷ配列センサーを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明のＳＡＷ配列センサーは、入力ＩＤＴと、前記入力ＩＤＴの一側から第１遅延線区間離間して、配された第１出力ＩＤＴと、前記入力ＩＤＴの他側から第２遅延線区間離間して、配された第２出力ＩＤＴと、を含み、前記第１及び第２遅延線区間は、それぞれ異なる長さを有する。

一実施形態において、前記入力ＩＤＴ、第１及び第２出力ＩＤＴ、及び第１及び第２遅延線区間は、ＳＡＷの進行方向に沿って同一線上に配列される。

一実施形態において、前記第１及び第２遅延線区間内には、試料内の標的物質と特異的に結合できる受容体がそれぞれ配される。

一実施形態において、前記ＳＡＷ配列センサーは、１つの圧電性基板上に配列された複数のＳＡＷセンサー部を備え、前記複数のＳＡＷセンサー部は、前記ＳＡＷの進行方向に沿って同一線上に配されている前記入力ＩＤＴ、第１及び第２出力ＩＤＴ、及び第１及び第２遅延線区間をそれぞれ含む。

前記複数のＳＡＷセンサー部は、前記ＳＡＷの進行方向に垂直な方向に配列される。

前記複数のＳＡＷセンサー部の第１及び第２遅延線区間内には、試料内の標的物質と特異的に結合できる受容体がそれぞれ配される。

一実施形態において、隣接したＳＡＷセンサー部で、前記第１遅延線区間の長さと第２遅延線区間の長さが、互いに変わって構成されてもよい。

また、上記目的を達成するための本発明の他のＳＡＷ配列センサーは、相互対向して配された第１及び第２入力ＩＤＴと、前記第１入力ＩＤＴの側面から、第１遅延線区間離間して、配された第１出力ＩＤＴと、前記第２入力ＩＤＴの側面から、第２遅延線区間離間して、配された第２出力ＩＤＴと、を含み、前記第１入力ＩＤＴで発生したＳＡＷと前記第２入力ＩＤＴで発生したＳＡＷとが、前記第１入力ＩＤＴと第２入力ＩＤＴとの間で相殺されるように、前記第１入力ＩＤＴで発生したＳＡＷと前記第２入力ＩＤＴで発生したＳＡＷとは、互いに１８０°の位相差を有する。

一実施形態において、前記第１入力ＩＤＴと第２入力ＩＤＴとは、互いに線対称関係に配され、前記第１入力ＩＤＴ及び第２入力ＩＤＴの同じ側にある電極に、同一極性の電圧が印加される。

一実施形態において、前記第１入力ＩＤＴと第２入力ＩＤＴとは、互いに点対称関係に配され、前記第１入力ＩＤＴ及び第２入力ＩＤＴの同じ側にある電極に、反対極性の電圧が印加される。

また、前記第１及び第２遅延線区間は、それぞれ異なる長さを有する。

一実施形態において、前記第１及び第２入力ＩＤＴ、第１及び第２出力ＩＤＴ、及び第１及び第２遅延線区間は、ＳＡＷの進行方向に沿って同一線上に配列される。

また、前記ＳＡＷ配列センサーは、１つの圧電性基板上に配列された複数のＳＡＷセンサー部を備え、前記複数のＳＡＷセンサー部は、前記ＳＡＷの進行方向に沿って同一線上に配されている前記第１及び第２入力ＩＤＴ、第１及び第２出力ＩＤＴ、及び第１及び第２遅延線区間をそれぞれ含む。

一実施形態において、前記第１及び第２入力ＩＤＴ間の距離、前記第１遅延線区間の長さ、及び前記第２遅延線区間の長さが、いずれも異なる。

本発明に係るＳＡＷ配列センサーよれば、少なくとも１つの入力ＩＤＴ、少なくとも１つの入力ＩＤＴの両側にそれぞれ配された少なくとも２つの出力ＩＤＴ、及び少なくとも１つの入力ＩＤＴと少なくとも２つの出力ＩＤＴとの間にそれぞれ形成された少なくとも２つの遅延線区間を含む。ここで、上記少なくとも２つの遅延線区間の長さは、それぞれ異なる。したがって、入力ＩＤＴから一方側の出力ＩＤＴに直接受信される信号と、反対側の出力ＩＤＴから反射して上記一方側の出力ＩＤＴに受信される信号との間には、時間差が発生する。このため、反射波による干渉を最小化できる。このように、反射波による干渉を抑制できるため、同一線上に２つ以上の入力及び出力ＩＤＴ、及び２つ以上の遅延線区間を設けることができ、ＳＡＷ配列センサーのサイズを小型化できる。

実施形態１に係るＳＡＷ配列センサーの原理を説明するための概略的な平面図である。隣接遅延線区間で反射波が発生しない場合に、出力ＩＤＴに到達する信号を例示的に示すグラフである。２つの遅延線区間の長さが同一である時、隣接遅延線区間で反射波が発生する場合に、出力ＩＤＴに到達する信号を例示的に示すグラフである。実施形態２に係るＳＡＷ配列センサーの概略的な平面図である。実施形態３に係るＳＡＷ配列センサーの概略的な平面図である。図５に示された入力ＩＤＴの電極構造を例示的に示す概略的な平面図である。図５に示された入力ＩＤＴの電極構造を例示的に示す概略的な平面図である。図４に示されたＳＡＷ配列センサーの動作特性を確認するための配置を概略的に示す平面図である。図７に示された配置によるＳＡＷ配列センサーの動作特性を示すグラフである。図５に示されたＳＡＷ配列センサーの動作特性を確認するための配置を概略的に示す平面図である。図９に示された配置によるＳＡＷ配列センサーの動作特性を示すグラフである。

以下、添付した図面を参照して、実施形態１〜３のＳＡＷ（ＳｕｒｆａｃｅＡｃｏｕｓｔｉｃＷａｖｅ）配列センサーについて詳細に説明する。以下の図面で、同じ参照符号は、同じ構成要素を表し、図面上で各構成要素のサイズは、説明の明瞭性及び便宜上、誇張されている。一方、後述する各実施形態は、単に例示的なものに過ぎず、このような実施形態から多様な変形が可能である。また、後述する層構造で、"上部"や"上"と記載された表現は、接触して真上に位置するものだけでなく、非接触であって上に位置するものも含む。

[実施形態１]
図１は、実施形態１に係るＳＡＷ配列センサーの原理を説明するための概略的な平面図である。

図１を参照すれば、実施形態１に係るＳＡＷ配列センサーは、圧電性基板１０の上に配された入力ＩＤＴ（ＩｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）１１、第１出力ＩＤＴ１２及び第２出力ＩＤＴ１３を含む。入力ＩＤＴ１１、第１出力ＩＤＴ１２及び第２出力ＩＤＴ１３は、細く突出した複数のフィンガーが互いに噛み合わせた形態に結合されている２つの電極を有する。入力ＩＤＴ１１の２つの電極に電圧を印加すれば、電気的な刺激によって、圧電性基板１０が振動してＳＡＷが発生する。このように発生するＳＡＷの波長は、入力ＩＤＴ１１のフィンガーピッチによって決定され、ＳＡＷの波動数は、入力ＩＤＴ１１のフィンガー個数に比例する。入力ＩＤＴ１１で発生するＳＡＷは、圧電性基板１０の表面に沿って入力ＩＤＴ１１の両側方向に（すなわち、図面で入力ＩＤＴ１１の左右側方向に）進む。

入力ＩＤＴ１１と第１出力ＩＤＴ１２との間の区間は、第１遅延線区間１４であって、ＳＡＷは、第１遅延線区間１４を通じて第１出力ＩＤＴ１２に到達する。また、入力ＩＤＴ１１と第２出力ＩＤＴ１３との間の区間は、第２遅延線区間１５であって、ＳＡＷは、第２遅延線区間１５を通じて第２出力ＩＤＴ１３に到達する。したがって、図１に示したように、入力ＩＤＴ１１、第１及び第２出力ＩＤＴ１２、１３、及び第１及び第２遅延線区間１４、１５は、ＳＡＷの進行方向に沿って同一線上に配列される。このような第１遅延線区間１４と第２遅延線区間１５の内には、試料内の標的物質と特異的に結合できる受容体（図示せず）がそれぞれ配される。

上記のような構造において、入力ＩＤＴ１１の左側に進むＳＡＷは、第１遅延線区間１４を通過する間、第１遅延線区間１４に配された受容体と結合される標的物質の量によって、強度、位相、中心波長が変化する。同様に、入力ＩＤＴ１１の右側に進むＳＡＷは、第２遅延線区間１５を通過する間、第２遅延線区間１５に配された受容体と結合される標的物質の量によって、強度、位相、中心波長が変化する。したがって、本実施形態に係るＳＡＷ配列センサーは、２種類の独立的な標的物質の分析を同時に行えるので、ＳＡＷ配列センサーの小型化が可能である。

ここで、入力ＩＤＴ１１、第１及び第２出力ＩＤＴ１２、１３、及び第１及び第２遅延線区間１４、１５は、ＳＡＷの進行方向に沿って同一線上に配列されている。このため、入力ＩＤＴ１１の右側に進むＳＡＷは、第２出力ＩＤＴ１３で反射された後、第１出力ＩＤＴ１２に到達して信号の干渉（Ｃｒｏｓｓ−ｔａｌｋ）を引起す可能性がある。同様に、入力ＩＤＴ１１の左側に進むＳＡＷは、第１出力ＩＤＴ１２で反射された後、第２出力ＩＤＴ１３に到達して信号の干渉を引起す可能性がある。このように、隣接する二つの遅延線区間１４、１５で発生する反射波による干渉は、正確な分析を妨げる。

例えば、第１出力ＩＤＴ１２に到達するＳＡＷには、入力ＩＤＴ１１から直接来るＳＡＷ、第１出力ＩＤＴ１２によって反射された後、入力ＩＤＴ１１によって再び反射されるＳＡＷ（図１で、（１）として表示されており、このようなＳＡＷを、特にＴＴＥ（ＴｒｉｐｌｅＴｒａｎｓｉｅｎｔＥｃｈｏ）と称す）が含まれる。さらに、第１出力ＩＤＴ１２に到達するＳＡＷには、第１出力ＩＤＴ１２と入力ＩＤＴ１１との間で３回以上反射された後に来るＳＡＷ、第２出力ＩＤＴ１３によって反射されるＳＡＷ（図１で、（２）として表示）が含まれる。ここで、第２出力ＩＤＴ１３で反射された後、第１出力ＩＤＴ１２に到達するＳＡＷは、特に、第１遅延線区間１４の長さｄ１と、第２遅延線区間１５の長さｄ２とが同じである場合に、ＴＴＥ信号と干渉する可能性が大きい。

図２は、第２遅延線区間１５で反射波が発生しない場合に、第１出力ＩＤＴ１２に到達する信号を例示的に示すグラフである。図２のグラフで、縦軸は、単位ｄＢにより示される挿入損失（Ｉ_L：ＩｎｓｅｒｔｉｏｎＬｏｓｓ）を表し、横軸は、時間を表す。図２のグラフを参照すれば、入力ＩＤＴ１１から直接来るＳＡＷによって第１ピークが発生し、第１出力ＩＤＴ１２によって反射された後、入力ＩＤＴ１１によって再び反射されるＴＴＥ信号によって第２ピークが発生する。第１出力ＩＤＴ１２に到達するまで、ＴＴＥ信号は、受容体が配された第１遅延線区間１４を３回通過するため、ＴＴＥ信号は、第１遅延線区間１４を１回だけ通過する第１ピークに比べて、変化が大きい。一方、第１遅延線区間１４を５回通過する第３ピークは、ＴＴＥ信号より変化が大きいが、強度が過度に小さい。このような理由で、試料内の標的物質を分析するための信号として、ＴＴＥ信号を利用する。

図３は、２つの遅延線区間１４、１５の長さが同一である時、第２遅延線区間１５で反射波が発生する場合に、第１出力ＩＤＴ１２に到達する信号を例示的に示すグラフである。第２出力ＩＤＴ１３で反射されたＳＡＷが第１出力ＩＤＴ１２に到達するまでの経路の長さは、ＴＴＥ信号とほぼ同じである。したがって、図３のグラフに示したように、第２出力ＩＤＴ１３で反射されたＳＡＷ（図１の（２）により示されるＳＡＷ）は、ＴＴＥ信号とほぼ同じ時間に、第１出力ＩＤＴ１２に到達する。これだと、第２出力ＩＤＴ１３で反射された信号とＴＴＥ信号とを区分できないため、正確な分析が困難になる。

したがって、第２出力ＩＤＴ１３で反射された信号によって発生する干渉を除去または最小化するために、本実施形態では、第１遅延線区間１４の長さｄ１と、第２遅延線区間１５の長さｄ２とが異なるように設計する。試料の分析において、関心のあるものは、ＴＴＥ信号であるので、第２出力ＩＤＴ１３で反射された信号をＴＴＥ信号より十分に早くまたは遅く第１出力ＩＤＴ１２に到達させ、ＴＴＥ信号を識別可能にすればよい。または、第１出力ＩＤＴ１２で反射された信号をＴＴＥ信号より十分に早くまたは遅く第２出力ＩＤＴ１３に到達させ、ＴＴＥ信号を識別可能にすればよい。

[実施形態２]
図４は、上述した反射波による干渉を除去または最小化する原理を適用した実施形態２に係るＳＡＷ配列センサー１００を概略的に示す平面図である。図４を参照すれば、ＳＡＷ配列センサー１００は、１つの圧電性基板１０の上に配列された複数のＳＡＷセンサー部１１０、１２０を含む。図４には、便宜上２つのＳＡＷセンサー部１１０、１２０のみ示されているが、３つ以上のＳＡＷセンサー部が配列されてもよい。このような複数のＳＡＷセンサー部１１０、１２０は、例えば、ＳＡＷの進行方向に垂直に配列される。

それぞれのＳＡＷセンサー部１１０、１２０は、図１に示されたＳＡＷ配列センサーと同じ構造を有する。例えば、第１ＳＡＷセンサー部１１０は、入力ＩＤＴ１１１、入力ＩＤＴ１１１の両側にそれぞれ配された第１及び第２出力ＩＤＴ１１２、１１３、入力ＩＤＴ１１１と第１出力ＩＤＴ１１２との間の第１遅延線区間１１４、及び入力ＩＤＴ１１１と第２出力ＩＤＴ１１３との間の第２遅延線区間１１５を含む。ここで、第１遅延線区間１１４の長さＤ１と、第２遅延線区間１１５の長さＤ２は、それぞれ異なる。上述したように、入力ＩＤＴ１１１、第１及び第２出力ＩＤＴ１１２、１１３、及び第１及び第２遅延線区間１１４、１１５は、ＳＡＷの進行方向に沿って同一線上に配列される。また、第１遅延線区間１１４内及び第２遅延線区間１１５内には、試料内の標的物質と特異的に結合できる受容体（図示せず）がそれぞれ配される。

同様に、第２ＳＡＷセンサー部１２０は、入力ＩＤＴ１２１、入力ＩＤＴ１２１の両側にそれぞれ配された第１及び第２出力ＩＤＴ１２２、１２３、入力ＩＤＴ１２１と第１出力ＩＤＴ１２２との間の第１遅延線区間１２４、及び入力ＩＤＴ１２１と第２出力ＩＤＴ１２３との間の第２遅延線区間１２５を含む。ここで、第１遅延線区間１２４の長さＤ２と、第２遅延線区間１２５の長さＤ１は、それぞれ異なる。

図４に示したように、第１ＳＡＷセンサー部１１０で、第１遅延線区間１１４及び第２遅延線区間１１５の長さは、それぞれＤ１及びＤ２である。また、第２ＳＡＷセンサー部１２０で、第１遅延線区間１２４及び第２遅延線区間１２５の長さは、それぞれＤ２及びＤ１である。すなわち、隣接したＳＡＷセンサー部１１０、１２０で、第１遅延線区間１１４、１２４の長さと、第２遅延線区間１１５、１２５の長さが、互いに変わって構成される。しかし、これは、一例に過ぎず、すべての第１遅延線区間１１４、１２４の長さが互いに同一であり、すべての第２遅延線区間１１５、１２５の長さが、互いに同一に構成されてもよい。

[実施形態３]
図５は、実施形態３に係るＳＡＷ配列センサー２００を概略的に示す平面図である。図５を参照すれば、ＳＡＷ配列センサー２００は、１つの圧電性基板１０の上に配列された複数のＳＡＷセンサー部２１０、２２０を含む。図５には、便宜上２つのＳＡＷセンサー部２１０、２２０のみ示されているが、３つ以上のＳＡＷセンサー部が配列されてもよい。このような複数のＳＡＷセンサー部２１０、２２０は、例えば、ＳＡＷの進行方向に垂直に配列される。

それぞれのＳＡＷセンサー部２１０、２２０は、２つの入力ＩＤＴ２１１、２１２、２２１、２２２と、２つの出力ＩＤＴ２１３、２１４、２２３、２２４をそれぞれ含む。例えば、第１ＳＡＷセンサー部２１０は、相互対向して配された第１及び第２入力ＩＤＴ２１１、２１２、第１入力ＩＤＴ２１１の側面に隣接して配された第１出力ＩＤＴ２１３、第２入力ＩＤＴ２１２の側面に隣接して配された第２出力ＩＤＴ２１４、第１入力ＩＤＴ２１１と第１出力ＩＤＴ２１３との間の第１遅延線区間２１５、及び前記第２入力ＩＤＴ２１２と第２出力ＩＤＴ２１４との間の第２遅延線区間２１６を含む。ここで、第１及び第２入力ＩＤＴ２１１、２１２、第１及び第２出力ＩＤＴ２１３、２１４、及び第１及び第２遅延線区間２１５、２１６は、ＳＡＷの進行方向に沿って同一線上に配列される。同様に、第２ＳＡＷセンサー部２２０は、相互対向して配された第１及び第２入力ＩＤＴ２２１、２２２、第１入力ＩＤＴ２２１の側面に隣接して配された第１出力ＩＤＴ２２３、第２入力ＩＤＴ２２２の側面に隣接して配された第２出力ＩＤＴ２２４、第１入力ＩＤＴ２２１と第１出力ＩＤＴ２２３との間の第１遅延線区間２２５、及び第２入力ＩＤＴ２１２と第２出力ＩＤＴ２１４との間の第２遅延線区間２２６を含む。

本実施形態の場合、それぞれのＳＡＷセンサー部２１０、２２０ごとに２つの入力ＩＤＴ２１１、２１２、２２１、２２２が配されている。例えば、第１ＳＡＷセンサー部２１０について説明すれば、第１入力ＩＤＴ２１１で発生して、第１遅延線区間２１５を通過して第１出力ＩＤＴ２１３に到達するＳＡＷと、第１入力ＩＤＴ２１１で発生して、第２入力ＩＤＴ２１２及び第２遅延線区間２１６を通過して第２出力ＩＤＴ２１４で反射された後、第１出力ＩＤＴ２１３に到達するＳＡＷとで干渉が発生する可能性がある。また、第１入力ＩＤＴ２１１で発生して、第２入力ＩＤＴ２１２及び第２遅延線区間２１６を通過して第２出力ＩＤＴ２１４に到達するＳＡＷと、第２入力ＩＤＴ２１２で発生して第２出力ＩＤＴ２１４に到達するＳＡＷとでも、干渉が発生する可能性がある。

本実施形態によれば、このような干渉を防止するために、第１入力ＩＤＴ２１１で発生したＳＡＷと、第２入力ＩＤＴ２１２で発生したＳＡＷとを、第１入力ＩＤＴ２１１と第２入力ＩＤＴ２１２との間の空間で相殺させる。例えば、第１入力ＩＤＴ２１１で発生したＳＡＷと、第２入力ＩＤＴ２１２で発生したＳＡＷとが、互いに１８０°の位相差を有するように、第１及び第２入力ＩＤＴ２１１、２１２を構成する。こうすると、第１及び第２入力ＩＤＴ２１１、２１２でそれぞれ発生したＳＡＷが、第２及び第１出力ＩＤＴ２１４、２１３に伝えられる前に、２つの入力ＩＤＴ２１１、２１２間の区間で互いに相殺されて消滅する。その結果、第１入力ＩＤＴ２１１で発生したＳＡＷは、第１出力ＩＤＴ２１３にのみ到達し、第２入力ＩＤＴ２１２で発生したＳＡＷは、第２出力ＩＤＴ２１４にのみ到達する。このような構成で、２つの入力ＩＤＴ２１１、２１２で発生したＳＡＷが正確に相殺されるように、第１入力ＩＤＴ２１１と第２入力ＩＤＴ２１２とは、同時にＯＮ／ＯＦＦする。

入力ＩＤＴ２１１、２１２で発生するＳＡＷの位相は、入力ＩＤＴ２１１、２１２のフィンガーの配置関係及び印加される電圧の極性によって決定される。例えば、図６Ａを参照すれば、第１入力ＩＤＴ２１１と第２入力ＩＤＴ２１２とは、互いに線対称関係に配される。すなわち、図面に示したように、第１及び第２入力ＩＤＴ２１１、２１２の右側電極にあるフィンガーが線対称の対称軸に向かって先頭に配される。また、図示していないが、第１及び第２入力ＩＤＴ２１１、２１２の左側電極にあるフィンガーが先頭に配されてもよい。この場合、第１入力ＩＤＴ２１１及び第２入力ＩＤＴ２１２の同一側にある電極に、同一極性の電圧が印加されれば、互いに１８０°の位相差を有するＳＡＷが、第１入力ＩＤＴ２１１及び第２入力ＩＤＴ２１２でそれぞれ発生する。例えば、図６Ａには、第１入力ＩＤＴ２１１及び第２入力ＩＤＴ２１２の右側電極に（＋）電圧が印加され、左側電極に（−）電圧が印加されることが示されている。なお、第１入力ＩＤＴ２１１及び第２入力ＩＤＴ２１２の右側電極に（−）電圧が印加され、左側電極に（＋）電圧が印加されてもよい。

また、図６Ｂを参照すれば、第１入力ＩＤＴ２１１と第２入力ＩＤＴ２１２は、互いに点対称関係に配される。例えば、図６Ｂに示したように、第１入力ＩＤＴ２１１の右側電極にあるフィンガーが点対称の対称点に向かって先頭に配され、第２入力ＩＤＴ２１２の左側電極にあるフィンガーが点対称の対称点に向かって先頭に配される。また、第１入力ＩＤＴ２１１の左側電極にあるフィンガーが対称点に向かって先頭に配され、第２入力ＩＤＴ２１２の右側電極にあるフィンガーが対称点に向かって先頭に配されてもよい。この場合、第１入力ＩＤＴ２１１及び第２入力ＩＤＴ２１２の同一側にある電極に、反対極性の電圧が印加されれば、互いに１８０°の位相差を有するＳＡＷが、第１入力ＩＤＴ２１１及び第２入力ＩＤＴ２１２でそれぞれ発生する。例えば、図６Ｂには、第１入力ＩＤＴ２１１の右側電極に（＋）電圧が印加され、第２入力ＩＤＴ２１２の右側電極に（−）電圧が印加されると示されている。なお、第１入力ＩＤＴ２１１の右側電極に（−）電圧が印加され、第２入力ＩＤＴ２１２の右側電極に（＋）電圧が印加されてもよい。

一方、第１入力ＩＤＴ２１１及び第２入力ＩＤＴ２１２のうちいずれか１つのみがＯＮとなる場合に備えて、図１及び図４に示された実施形態と同様に、第１遅延線区間２１５及び第２遅延線区間２１６の長さを、それぞれ異なって構成する。図５を参照すれば、第１入力ＩＤＴ２２１と第２入力ＩＤＴ２２２との距離は、Ｄである。また、第１入力ＩＤＴ２２１と第１出力ＩＤＴ２２３との間の第１遅延線区間２２５の長さは、Ｄ２であり、第２入力ＩＤＴ２２２と第２出力ＩＤＴ２２４との間の第２遅延線区間２２６の長さは、Ｄ１である。このように、二つの入力ＩＤＴ２２１、２２２間の距離、第１遅延線区間２２５の長さ、及び第２遅延線区間２２６の長さを、すべて異ならせることによって、所望しない反射波による干渉を最小化できる。この場合、第１入力ＩＤＴ２１１と第２入力ＩＤＴ２１２が同時にＯＮとなった場合にも、相殺されずに残った残余ＳＡＷの反射による影響を最小化できる。また、図４の実施形態と同様に、隣接したＳＡＷセンサー部２１０、２２０で、第１遅延線区間２１５、２２５の長さと、第２遅延線区間２１６、２２６の長さが、互いに変わって構成される。

図７ないし図１０は、上述したＳＡＷ配列センサー１００、２００の動作特性を例示的に説明するための図面である。図７は、図４に示されたＳＡＷ配列センサー１００の動作特性を確認するための配置を概略的に示す平面図であり、図８は、図７に示された配置によるＳＡＷ配列センサー１００の動作特性を示すグラフである。また、図９は、図５に示されたＳＡＷ配列センサー２００の動作特性を確認するための配置を概略的に示す平面図であり、図１０は、図９に示された配置によるＳＡＷ配列センサー２００の動作特性を示すグラフである。

図７を参照すれば、入力ＩＤＴ１１１と第１出力ＩＤＴ１１２とにネットワーク分析器（ＮｅｔｗｏｒｋＡｎａｌｙｚｅｒ）を連結して、入力ＩＤＴ１１１から第１出力ＩＤＴ１１２に到達するＳＡＷの挿入損失を測定する。例えば、第２出力ＩＤＴ１１２での反射波による影響を確認するために、まず、入力ＩＤＴ１１１と第２出力ＩＤＴ１１３との間の第２遅延線区間１１５に何も置かずに挿入損失を測定する。その後、第２遅延線区間１１５に所定質量を有する物体（Ｍａｓｓ）を置いて、入力ＩＤＴ１１１と第１出力ＩＤＴ１２２との挿入損失を測定する。図８は、上記２回の測定結果を示すグラフである。図８に示したように、第２遅延線区間１１５で質量が増加する前後で、第２ピークであるＴＴＥ信号は、変化がない。したがって、第２遅延線区間１１５を通過する反射波による干渉を効果的に除去することによって、第２遅延線区間１１５での変化は、第１遅延線区間１１４での変化の測定に影響を与えないということが分かる。

また、図９を参照すれば、第１入力ＩＤＴ２１１と第１出力ＩＤＴ２１３とにネットワーク分析器を連結して、第１入力ＩＤＴ２１１から第１出力ＩＤＴ２１３に到達するＳＡＷの挿入損失を測定する。ここで、第２入力ＩＤＴ２１２及び第２遅延線区間２１６を通過するＳＡＷによる影響を確認するために、まず、第２遅延線区間２１６に何も置かずに挿入損失を測定する。その後、第２遅延線区間２１６に所定質量を有する物体を置いて、第１入力ＩＤＴ２１１と第１出力ＩＤＴ２１３との挿入損失を測定する。図１０は、上記２回の測定結果を示すグラフである。図１０に示したように、この場合にも、第２遅延線区間２１６で質量が増加する前後で、第２ピークであるＴＴＥ信号は、変化がほとんどない。したがって、第２入力ＩＤＴ２１２で発生したＳＡＷ、または第２遅延線区間２１６を通過する反射波による干渉を効果的に除去することによって、第２遅延線区間２１６での変化は、第１遅延線区間２１５での変化の測定に影響を与えないということが分かる。

以上、本発明の理解を助けるために、ＳＡＷ配列センサーについての例示的な実施形態について説明し、図面に示した。しかし、このような実施形態は、単に本発明を例示するためのものであり、これを制限しないという点が理解されねばならないであろう。そして、本発明は、図示して説明した説明に限定されないという点が理解されねばならないであろう。したがって、当業者は、多様な他の変形が可能である。

本発明は、センサー関連の技術分野に好適に適用可能である。

１０圧電性基板、
１１入力ＩＤＴ、
１２第１出力ＩＤＴ、
１３第２出力ＩＤＴ、
１４第１遅延線区間、
１５第２遅延線区間、
ｄ１、ｄ２長さ。

Claims

入力ＩＤＴ（ＩｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）と、
前記入力ＩＤＴの一側から第１遅延線区間離間して、配された第１出力ＩＤＴと、
前記入力ＩＤＴの他側から第２遅延線区間離間して、配された第２出力ＩＤＴと、を含み、
前記第１及び第２遅延線区間は、それぞれ異なる長さを有するＳＡＷ（ＳｕｒｆａｃｅＡｃｏｕｓｔｉｃＷａｖｅ）配列センサー。
前記入力ＩＤＴ、第１及び第２出力ＩＤＴ、及び第１及び第２遅延線区間は、ＳＡＷの進行方向に沿って同一線上に配列されていることを特徴とする請求項１に記載のＳＡＷ配列センサー。
前記第１及び第２遅延線区間内には、試料内の標的物質と特異的に結合できる受容体がそれぞれ配されていることを特徴とする請求項１または２に記載のＳＡＷ配列センサー。
前記ＳＡＷ配列センサーは、１つの圧電性基板上に配列された複数のＳＡＷセンサー部を含み、
前記複数のＳＡＷセンサー部は、前記ＳＡＷの進行方向に沿って同一線上に配されている前記入力ＩＤＴ、第１及び第２出力ＩＤＴ、及び第１及び第２遅延線区間をそれぞれ含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＳＡＷ配列センサー。
前記複数のＳＡＷセンサー部は、前記ＳＡＷの進行方向に垂直な方向に配列されていることを特徴とする請求項４に記載のＳＡＷ配列センサー。
前記複数のＳＡＷセンサー部の第１及び第２遅延線区間内には、試料内の標的物質と特異的に結合できる受容体がそれぞれ配されていることを特徴とする請求項４または５に記載のＳＡＷ配列センサー。
隣接したＳＡＷセンサー部で、前記第１遅延線区間の長さと第２遅延線区間の長さが、互いに変わって構成されることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載のＳＡＷ配列センサー。
相互対向して配された第１及び第２入力ＩＤＴと、
前記第１入力ＩＤＴの側面から、第１遅延線区間離間して、配された第１出力ＩＤＴと、
前記第２入力ＩＤＴの側面から、第２遅延線区間離間して、配された第２出力ＩＤＴと、を含み、
前記第１入力ＩＤＴで発生したＳＡＷと前記第２入力ＩＤＴで発生したＳＡＷとが、前記第１入力ＩＤＴと第２入力ＩＤＴとの間で相殺されるように、前記第１入力ＩＤＴで発生したＳＡＷと前記第２入力ＩＤＴで発生したＳＡＷとは、互いに１８０°の位相差を有するＳＡＷ配列センサー。
前記第１入力ＩＤＴと第２入力ＩＤＴとは、互いに線対称関係に配されており、前記第１入力ＩＤＴと第２入力ＩＤＴの同じ側にある電極に、同一極性の電圧が印加されることを特徴とする請求項８に記載のＳＡＷ配列センサー。
前記第１入力ＩＤＴと第２入力ＩＤＴとは、互いに回転対称関係に配されており、前記第１入力ＩＤＴと第２入力ＩＤＴの同じ側にある電極に、反対極性の電圧が印加されることを特徴とする請求項８に記載のＳＡＷ配列センサー。
前記第１及び第２遅延線区間は、それぞれ異なる長さを有することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載のＳＡＷ配列センサー。
前記第１及び第２遅延線区間内には、試料内の標的物質と特異的に結合できる受容体がそれぞれ配されていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載のＳＡＷ配列センサー。
前記第１及び第２入力ＩＤＴ、第１及び第２出力ＩＤＴ、及び第１及び第２遅延線区間は、ＳＡＷの進行方向に沿って同一線上に配列されていることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか一項に記載のＳＡＷ配列センサー。
前記ＳＡＷ配列センサーは、１つの圧電性基板上に配列された複数のＳＡＷセンサー部を含み、
前記複数のＳＡＷセンサー部は、前記ＳＡＷの進行方向に沿って同一線上に配されている前記第１及び第２入力ＩＤＴ、第１及び第２出力ＩＤＴ、及び第１及び第２遅延線区間をそれぞれ含むことを特徴とする請求項８〜１３のいずれか一項に記載のＳＡＷ配列センサー。
前記複数のＳＡＷセンサー部は、前記ＳＡＷの進行方向に垂直な方向に配列されていることを特徴とする請求項１４に記載のＳＡＷ配列センサー。
前記複数のＳＡＷセンサー部の第１及び第２遅延線区間内には、試料内の標的物質と特異的に結合できる受容体がそれぞれ配されていることを特徴とする請求項１４または１５に記載のＳＡＷ配列センサー。
前記第１及び第２遅延線区間は、それぞれ異なる長さを有することを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一項に記載のＳＡＷ配列センサー。
前記第１及び第２入力ＩＤＴ間の距離、前記第１遅延線区間の長さ、及び前記第２遅延線区間の長さが、いずれも異なることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか一項に記載のＳＡＷ配列センサー。
隣接したＳＡＷセンサー部で、前記第１遅延線区間の長さと第２遅延線区間の長さが、互いに変わって構成されることを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか一項に記載のＳＡＷ配列センサー。