JP2019049454A - 検出センサーおよび検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態に係る検出装置2の構成の一例の概略を示す図である。検出装置2には、上述の構造体を有する検出センサー1が配置される。検出装置2は、駆動回路11と、電磁波照射部12と、電磁波検出部14と、AD変換回路15と、プロセッサー16とを備える。
検出センサー1の構造について、図面を参照して説明する。図2Aは、検出センサー1の一例の断面図を示し、図2Bは、検出センサー1の一例の平面図を示す。図2Aは、図2Bに示したIIA−IIA線における断面を示す。
検出装置2の動作の概要を説明する。ユーザーは、被測定物の有無、量又は特性等を明らかにしたいサンプルを反応させた検出センサー1を、検出装置2に配置する。サンプルに被測定物が含まれているとき、検出センサー1にはサンプルに応じて被測定物が付加される。検出センサー1が配置された状態で、以下の検出処理が行われる。
図2A及び図2Bに示した本実施形態に係る検出センサー1に電磁波を照射した際に生じる電場の分布を解析した。図4は、検出センサー1に電磁波を照射した際に生じる電場の分布の解析結果を示す。解析には、有限差分時間領域法(Finite Difference Time Domain法、FDTD法)を用いた。この解析において、空隙のない膜21の材料はシリコンとし、その屈折率は3.4とした。空隙のない膜21の厚さは20μmとした。一方、空隙のある膜22の材料は金とした。空隙のある膜22の厚さは20nmとした。空隙のない膜21及び空隙のある膜22以外の領域は、空気が存在するものとした。また、電磁波は、空隙のない膜21と垂直な方向に、空隙のない膜21の側から照射されるものとした。図4において、明るい箇所ほど強い電場が生じていることを表している。
上述の実施形態において、検出センサー1の空隙のある膜22は、例えば図2A及び図2Bに示すように、例えば導体にC字型の空隙が設けられているようなものでなくてもよい。検出センサー1の空隙のある膜22は、例えば導体でC字型が形成され、当該C字型の導体が、マトリックス状に配置されているようなものであってもよい。この場合、空隙のある膜22において、C字型以外の領域が空隙となる。このような構造であっても、空隙のある膜22のC字型の部分は、LC回路として振る舞うため、所定の周波数特性を示す。また、空隙のない膜21は、電磁波の照射によって生じた電場を引き寄せる。したがって、上述の実施形態に係る検出センサー1と同様の特性を示す。
Claims (5)
- 電磁波が照射される検出センサーであり、前記検出センサーへの被測定物の付加によって変化する前記電磁波の反射率又は透過率の周波数特性に基づく前記被測定物の検出に用いられる検出センサーであって、
空気よりも大きい屈折率を有する材料で形成された空隙のない膜と、
前記空隙のない膜に密着して導体で形成された空隙のある膜と
を備える検出センサー。 - 前記空気よりも大きい屈折率を有する材料はシリコンである、請求項1に記載の検出センサー。
- 前記空隙のない膜は、前記空隙のある膜よりも厚い、請求項1又は2に記載の検出センサー。
- 前記空隙のない膜の前記屈折率の周波数依存性は、前記電磁波の周波数帯において小さい、請求項1乃至3のうち何れか1項に記載の検出センサー。
- 請求項1乃至4のうち何れか1項に記載の検出センサーが配置され、
前記検出センサーに電磁波を照射する電磁波照射部と、
前記検出センサーで反射した電磁波、又は、前記検出センサーを透過した電磁波を検出する電磁波検出部と
を備える検出装置。
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