JP4876562B2 - Spherical surface acoustic wave device - Google Patents
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Description
本発明は、近年、平板形状ではなく、球形状の圧電性結晶基材の表面にすだれ状電極が形成された球状表面弾性波素子が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この球状表面弾性波素子は、駆動信号としての高周波バースト信号がすだれ状電極に印加されると、すだれ状電極から表面弾性波(Surface Acoustic Wave)が励起され、表面弾性波が基材表面の円環状領域を多重に周回する。ここで、表面弾性波は、基材表面の状態に応じて多重周回する速度が変化する。同様に、表面弾性波は、基材表面への分子の付着等により、円環状領域の周長が表面弾性波の波長の整数倍になるとき、共鳴周波数が変化する球状表面弾性波素子、および光の励起により同様に基材表面の円環状領域を多重に周回する速度が変化し、波長の整数倍になるとき、共鳴周波数が変化す球状光素子に関する技術についてのものである。 In recent years, a spherical surface acoustic wave device in which interdigital electrodes are formed on the surface of a piezoelectric crystal substrate having a spherical shape instead of a flat plate shape has been known (see, for example, Patent Document 1). In this spherical surface acoustic wave element, when a high-frequency burst signal as a drive signal is applied to the interdigital electrode, surface acoustic waves are excited from the interdigital electrode, and the surface acoustic wave is circular on the substrate surface. It circulates around the annular region multiple times. Here, the speed at which the surface acoustic wave multi-circulates changes according to the state of the substrate surface. Similarly, the surface acoustic wave is a spherical surface acoustic wave element whose resonance frequency changes when the circumference of the annular region becomes an integral multiple of the wavelength of the surface acoustic wave due to adhesion of molecules to the substrate surface, and the like. Similarly, the present invention relates to a technique relating to a spherical optical element in which the resonance frequency changes when the speed of multiplying the annular region on the surface of the base material in multiples by light excitation changes and becomes an integral multiple of the wavelength.
球形表面上を弾性表面波を周回させることによって長い伝搬距離を実現し、伝搬過程の表面の弾性物性の変化を伝搬する速度の高い分解能によって検出して評価する球状弾性表面波素子が提案されている。 A spherical surface acoustic wave device has been proposed that realizes a long propagation distance by revolving a surface acoustic wave on a spherical surface, and detects and evaluates the change in the elastic properties of the surface in the propagation process by high-speed resolution. Yes.
球の表面にはたとえばパラジウム薄膜を形成することで超高感度の水素ガスセンサーを実現したり、あるいは、匂い分子を吸着してその質量負荷効果による伝播速度の低下を測定することで検出する匂いセンサーが提案されている。 For example, an ultra-sensitive hydrogen gas sensor can be realized by forming a palladium thin film on the surface of the sphere, or an odor detected by adsorbing odor molecules and measuring a decrease in propagation speed due to the mass load effect. A sensor has been proposed.
また、下記特許に示すように、透明球形材料の内部に光ファイバーを接近させ、球形内部に回廊波を励起して多重周回させ、周回過程での球の表面の誘電率の変化を光吸収波長の変化から測定するセンサーが考案されている。 In addition, as shown in the following patent, an optical fiber is brought close to the inside of a transparent spherical material, and a corridor wave is excited inside the spherical shape to make multiple turns. Sensors that measure changes are devised.
このような球形状したデバイスを実用化する利点の一つは、たとえばLiNb3結晶のように一個の球形基材上に複数の経路を形成可能なことである。 One of the advantages of putting such a spherical device into practical use is that a plurality of paths can be formed on a single spherical substrate such as a LiNb 3 crystal.
たとえば弾性表面波素子の場合に球の直径と弾性表面波の波長に依存した所定のビーム幅で弾性表面波を励起すると、弾性表面波は広がらずに一定の幅の円環領域内部を多重周回して、同一の球形表面に形成した他の周回経路と干渉しない。このため、複数の周回経路を一個の球形基材表面に形成し、夫々の経路上に別個の感応膜を形成することによる異なる感応膜の反応に基づいた多機能のセンサー素子を実現することが出来る。 For example, in the case of a surface acoustic wave element, when a surface acoustic wave is excited with a predetermined beam width that depends on the diameter of the sphere and the wavelength of the surface acoustic wave, the surface acoustic wave does not spread but circulates around the circular region having a constant width. Thus, it does not interfere with other circular paths formed on the same spherical surface. For this reason, it is possible to realize a multifunctional sensor element based on the reaction of different sensitive films by forming a plurality of circulation paths on the surface of one spherical substrate and forming a separate sensitive film on each path. I can do it.
光の場合においても周回する光が所定の周回経路のみを伝搬することは明らかにされており、同じように多機能素子(複数の感応特性を持ったセンシング機能を一個の素子上に形成する。)を実現することは言うまでもない。 Even in the case of light, it has been clarified that the circulating light propagates only through a predetermined circulation path, and similarly, a multifunctional element (a sensing function having a plurality of sensitive characteristics is formed on one element. Needless to say,
これとは別に、特許文献2の様に、球状表面弾性波素子で校正用に複数の周回経路を持つ技術もしられている。
Apart from this, as in
特許文献は以下の通り。
しかし、実際に複数経路を用いた球状弾性表面波素子を実現するためにたとえば、匂い分子を検出する為複数の有機感応膜材料を形成する為には球表面上において所定の経路上に所定の感応膜のみを形成するあるいは、その伝搬距離を長くして他の感応膜が経路上で長い伝搬距離を持たせないようにする必要がある。単一の経路に複数の感応膜が混在して存在する場合、それら感応膜の特性が重畳されて出力され当該すだれ状電極からの出力を単一の感応膜の応答ととらえることが困難になる。 However, in order to actually realize a spherical surface acoustic wave device using a plurality of paths, for example, in order to form a plurality of organic sensitive film materials for detecting odor molecules, a predetermined path on a predetermined path on the sphere surface is determined. It is necessary to form only the sensitive film, or to increase the propagation distance so that other sensitive films do not have a long propagation distance on the path. When multiple sensitive membranes exist in a single path, the characteristics of these sensitive membranes are superimposed and output, making it difficult to interpret the output from the interdigital electrode as the response of a single sensitive membrane. .
感応膜の従来の形成方法として、図7に示すように(Pd膜などの場合)蒸着方法を、蒸着源403から気化して蒸着雰囲気402を出し、マスク402を用いて球状部材401に蒸着する技術を採用することが出来る。しかし、これらは球形素子の直径が1mmよりも小さい場合はマスク合わせが非常に困難となり、球の周回にわたって形成できない難点を持ち、さらに膜厚が均一にならない欠点を有する。特に蒸着法のように過熱を必要とする製膜方法の場合には感応膜の分子構造を侵す致命的な難点を持っていた。
As a conventional method of forming a sensitive film, as shown in FIG. 7 (in the case of a Pd film or the like), a vapor deposition method is vaporized from a vapor deposition source 403 to emit a
あるいは、薄く形成した感応膜材料に対して素子を浸漬して引き上げ、乾燥させる方法、スピンコーターを用いて遠心力のよって形成する方法があるが、何れも、球表面の限られた部位に対して感応膜を形成する方法としてしようすることが出来ない難点を持っていた。しかし、これらの感応膜は所定の匂い分子に対して吸着によって結合させる為に表面の分子状態によってその機能が著しく影響されることから、フォトリソプロセスのように別個の薬品処理によって処理することで吸着特性が変化することからパターニングが非常に困難だった。 Alternatively, there are a method of immersing the element in a thin sensitive film material, pulling it up and drying it, and a method of forming it by centrifugal force using a spin coater. As a method of forming a sensitive film, there was a difficulty that could not be used. However, because these sensitive membranes bind to specific odor molecules by adsorption, their functions are greatly affected by the molecular state of the surface, so they can be adsorbed by treating them with a separate chemical treatment, such as a photolitho process. Patterning was very difficult due to changes in characteristics.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、球状弾性表面波素子の表面に形成する感応膜形成プロセスにおいて、複数の周回経路の表面に選択的に感応膜を形成することで、独立して働く多機能素子を製造する方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve such problems, and in the process of forming a sensitive film formed on the surface of a spherical surface acoustic wave element, a sensitive film is selectively formed on the surface of a plurality of circular paths. Thus, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a multifunctional element that works independently.
従って、個別の素子に個別の感応膜を形成する場合に比較して、一個の素子で実現できるだけでなく、温度など全く同じ条件で複数のセンシングを実現できることから高精度でもある。 Therefore, as compared with the case where individual sensitive films are formed on individual elements, not only can one element be realized, but also a plurality of sensing can be realized under exactly the same conditions such as temperature.
上記のような課題を解決するために、請求項1の発明では、弾性表面波が周回可能な円環状経路を複数有し、各経路に独自に受信電極を有する球形状表面を有する3次元基材の表面に、
前記弾性表面波を励起検出する電気音響変換素子を有し
環境変化に従って伝搬状態が変化する感応膜を有する球状弾性表面波素子であって、
前記複数の円環状経路それぞれが複数種類の感応膜を有し、前記複数種類の感応膜のうち少なくともある1種類の感応膜が複数の円環状経路それぞれに形成されており、感応膜の形成される領域の種類毎の比率が円環経路毎に異なることを特徴とする球状弾性表面波素子を提案している。
In order to solve the above-described problems, in the invention of
A spherical surface acoustic wave element having a sensitive film that has an electroacoustic transducer for exciting and detecting the surface acoustic wave and whose propagation state changes according to environmental changes,
Each of the plurality of annular paths has a plurality of types of sensitive films, and at least one type of sensitive film among the plurality of types of sensitive films is formed in each of the plurality of annular paths, thereby forming a sensitive film. We propose a spherical surface acoustic wave device characterized in that the ratio of each region type differs for each circular path.
本発明では、球状弾性表面波素子の表面に形成する感応膜形成プロセスにおいて、複数の周回経路の表面に選択的に感応膜を形成することで、独立して働く多機能素子を提供することを目的としている。 In the present invention, in a sensitive film formation process formed on the surface of a spherical surface acoustic wave element, a multi-function element that works independently is provided by selectively forming a sensitive film on the surface of a plurality of circulation paths. It is aimed.
従って、個別の素子に個別の感応膜を形成する場合に比較して、一個の素子で実現できるだけでなく、温度など全く同じ条件で複数のセンシングを実現できることから高精度でもある。 Therefore, as compared with the case where individual sensitive films are formed on individual elements, not only can one element be realized, but also a plurality of sensing can be realized under exactly the same conditions such as temperature.
以下実施形態に関連する実施例について述べる。 Examples related to the embodiment will be described below.
図1はLiNbO3結晶を用いた球状表面弾性波素子10の構成を示す模式図で、図2がそれを用いた計測装置全体の構成図である。この球状表面弾性波素子10は、球状部材12の表面に3対のすだれ状電極13〜15が形成されている。3対のすだれ状電極13〜15は、夫々、交差する最大外周線102を中心に帯状の円環状表面101からなる第1経路r1、第2経路r2及び経路r3を使用する。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a spherical surface acoustic wave device 10 using a LiNbO 3 crystal, and FIG. 2 is a configuration diagram of the entire measuring apparatus using the same. In this spherical surface acoustic wave element 10, three pairs of interdigital electrodes 13 to 15 are formed on the surface of the spherical member 12. The three pairs of interdigital electrodes 13 to 15 respectively use the first route r1, the second route r2, and the route r3 that are formed of the belt-like
経路上には各々所望の感応膜が形成されている。 A desired sensitive film is formed on each path.
ここで、測定用第1経路r1は、球状部材12の表面に、反応膜が形成されず、LiNbO3となっており、水素を吸収するPdを用いて水素センサを構成して、環境測定が可能になっている。 Here, the measurement first path r1 is LiNbO 3 in which no reaction film is formed on the surface of the spherical member 12, and a hydrogen sensor is configured using Pd that absorbs hydrogen, so that environmental measurement can be performed. It is possible.
ここで、測定用第2経路r2は、球状部材12の表面に、測定用第1経路r1と重複する部分には反応膜が形成されず、他の部分には10nm厚のPd(パラジウム)からなる反応膜が形成されており、水素を吸収するPdを用いて水素センサを構成して、環境測定が可能になっている。 Here, in the second measurement path r2, a reaction film is not formed on the surface of the spherical member 12 in the portion overlapping the first measurement path r1, and the other part is made of 10 nm thick Pd (palladium). The reaction film is formed, and a hydrogen sensor is configured using Pd that absorbs hydrogen, thereby enabling environmental measurement.
ここで、測定用第3経路r3は、球状部材12の表面に、測定用第1経路r1と重複する部分には反応膜が形成されず、測定用第2経路r2と重複する部分には10nm厚のPd(パラジウム)からなる反応膜が形成されており、他の部分には10nm厚のPd(パラジウム)からなる反応膜が形成されており、100nm厚ポリエチレンテレフタレート(PET)を用いて温度湿度センサを構成して、環境測定が可能になっている。 Here, in the measurement third path r3, no reaction film is formed on the surface of the spherical member 12 in a portion overlapping with the measurement first path r1, and 10 nm in a portion overlapping with the measurement second path r2. A reaction film made of Pd (palladium) having a thickness is formed, and a reaction film made of Pd (palladium) having a thickness of 10 nm is formed in the other part. Temperature and humidity are measured using 100 nm thickness polyethylene terephthalate (PET). The sensor can be configured to measure the environment.
いま、高周波信号発生部304は、図2に示すように、45MHzの高周波信号を発生すると共に、この高周波信号を出力する。出力された高周波信号は、3本の信号線路に分岐され、それぞれ駆動用スイッチ302に入力される。
Now, as shown in FIG. 2, the high
各球状表面弾性波素子10は、高周波信号によりすだれ状電極13、14もしくは15が表面弾性波を励起する。すだれ状電極13の場合で説明すれば、励起された表面弾性波は、球状部材12の表面上を約10μ秒毎に周回してすだれ状電極13に受信され、図4(d)に示すように、周回毎に、周回受信信号としてすだれ状電極13からの信号と高周波信号発生部304がサーキュレーター303干渉し、干渉信号として増幅器でこの干渉信号を増幅して計測部305に出力する。
In each spherical surface acoustic wave element 10, the
計測部25は、この干渉信号の強度を測定し、得られた強度に基づいて、干渉信号に含まれる測定用及び校正用の周回受信信号間の位相差を計測する。なお、干渉信号の強度は、両素子10A,10Bからの周回受信信号の位相差が0の場合には最高になり、逆に位相差がπラジアンの場合には最小あるいは0となる。 The measuring unit 25 measures the intensity of the interference signal, and measures the phase difference between the measurement and calibration circular reception signals included in the interference signal based on the obtained intensity. The intensity of the interference signal is the highest when the phase difference between the circular received signals from both elements 10A and 10B is 0, and conversely, the intensity is the minimum or 0 when the phase difference is π radians.
本素子について電極1に周波数150MHzの高周波バースト信号を印加して、周回に伴う出力の観測を減衰率及び位相速度測定解析装置を用いて行う。これは実際にはデジタルオシロスコープと計算機によって構成している。電極について減衰率は周囲の気体圧力によって感度良く測定できることがわかっており、適当な周回数における振幅を測定することで測定が可能である。たとえば1気圧近辺で変化することが構成実験から測定される。また位相速度からこの素子の温度を測定可能である。つまり、LiNbO3素子の経路1における温度依存性は80ppm/度であって、周回速度を測定することで温度を非常に良く測定できる。
With respect to this element, a high frequency burst signal having a frequency of 150 MHz is applied to the
一方、水素濃度を測定する為に、パラジウム金属を蒸着を用いて形成するが、パラジウム金属が経路1上に存在すると、水素濃度に従ってパラジウムの弾性物性が変化する為に
正確な温度測定が困難になる。このため、次に示すように、パラジウムを経路1上に形成しない処理を行うことで可能であった。
On the other hand, in order to measure the hydrogen concentration, palladium metal is formed by vapor deposition. However, if palladium metal is present on the
パラジウム蒸着は加熱ボードを用いたパラジウム蒸着源212を用いた蒸着を行うが、蒸着の際には図3(A)に示すように経路2の上でのみ蒸着されるように2個の金属マスクで素子をはさみ、回転しながら蒸着を行う。回転速度は毎秒60度程度である。蒸着によって図3(B)のようにすだれ状電極2の部分についてもパラジウムの蒸着をマスク211が防ぎ電極短絡を防ぐことが出来ている。
Palladium vapor deposition is performed using a palladium
以上のような簡単なマスクによって電極1については周囲の水素濃度によって弾性表面波の伝搬状態を変化させるパラジウム膜の影響がない経路と、パラジウムの弾性物性の影響を大きく受ける経路2の二つの経路を単一の素子の上に形成することが出来た。
With the simple mask as described above, the
上記は金属の蒸着であったが次にPET(ポリエチレンテレフタレート)を球結晶上に形成することで、温度湿度センサーを形成することが出来る。 Although the above is metal vapor deposition, a temperature / humidity sensor can be formed by forming PET (polyethylene terephthalate) on a spherical crystal.
PET材料は水分を吸収することで自身が重くなり、伝搬する弾性表面波の位相速度を低下させることから、温度計を同時に使用することで湿度計を構成することが出来る。この場合には図4(A)に示すようにマスク201を行いながらPETをPET蒸着源202を用いた熱蒸着によって薄膜形成する(100nm)。有機材料であるが低温蒸着を行えば蒸着が可能な材料である。この結果、図4(B)に示すように蒸着が行えた。
Since the PET material absorbs moisture and becomes heavier and reduces the phase velocity of the propagated surface acoustic wave, a hygrometer can be configured by using a thermometer at the same time. In this case, as shown in FIG. 4 (A), a thin film of PET is formed by thermal evaporation using a
次に(C)に示すように、フェムト秒レーザー204を用いて、電極による経路1、2に渡る領域のPETを昇華によりとりのぞくことが可能であった。正確に取り除くことが可能で、直径3.3mmの球状弾性表面波素子について、経路幅約0.7mm幅を正確にPETの影響を受けない経路を作成することが可能である。フェムト秒レーザーの出力を落とし熱に弱いLiNbO3結晶を損傷しない強度のコリメートビームに調整して行った。収束させることで非常に微細な部位を正確に、感応膜(PET)を加工できるがエネルギーが高すぎる為に基材の破損に注意が必要であった。尚、本実施例ではフェムト秒レーザーを使用したが、紫外線を用いることで、PETのみを分解させて基材に損傷を与えることなく感応膜の加工が可能である。紫外線照射によって残渣が残るが、弾性表面波への影響の程度は非常小さくなることが経路全周がPETの素子を用いた実験によって明らかになっている。これはUV照射によって、殆どの分子が分解されたからで質量負荷効果としても影響が殆ど無視できる程度に低下するからである。また、PET樹脂として存在する場合に比べて湿度の影響を経路1がうけなくなることは明らかである。
Next, as shown in (C), using the
以上のように、経路の他の経路との交点を加工することによって、一方の経路は感応膜の影響を受けず、一方は影響を受ける構成が可能であって、より高精度の測定を可能にする。 As described above, by processing the intersection of the path with another path, one path is not affected by the sensitive film, and the other can be affected. To.
次に直径1mmの素子の加工を行う方法について説明を行う。図5(A)では同じであるが非常に微細な加工を必要とするために、レンズを用いて集束させた。平行ビームを用いる場合は、球材料自体がレンズ効果によって、球の反対面の表面に集束すると意図しない部分の感応膜の除去をおこなうことがありその際には収束させることで、反対面での破損をふせぐことが出来る。 Next, a method for processing an element having a diameter of 1 mm will be described. Although it is the same in FIG. 5A, since it requires very fine processing, focusing was performed using a lens. When using a parallel beam, if the spherical material itself is focused on the surface of the opposite surface of the sphere by the lens effect, it may remove the unintended part of the sensitive film. Damage can be prevented.
これで領域Aのみならず、領域Bについての感応膜の除去を行うことを防ぐことが可能である。 Thus, it is possible to prevent the sensitive film from being removed not only in the region A but also in the region B.
図5から明らかのようにAでは領域1も高いエネルギー密度となり感応膜が損傷するが
、Bの場合は、領域2は非常に高くエネルギー密度になり除去されるが、領域1は光の拡散によって除去されずに済むことが明らかである。
As is clear from FIG. 5, in region A, the energy density of
次に複数の経路に複数種類の感応膜が混在している場合の解析方法について説明する。 Next, an analysis method when a plurality of types of sensitive films are mixed in a plurality of paths will be described.
図6は、LiNbO3結晶球の、3経路を用いた球状弾性表面波のモデルを示す。LiNbO3は三方晶系であるために結晶学的に全く同等の経路を形成することが出来る。経路1から3について図6に示すように3種類の感応膜分布に形成するばあい、3つの出力を測定することによって、各官能膜の応答を推測することが出来る。
FIG. 6 shows a model of a spherical surface acoustic wave using three paths of LiNbO 3 crystal spheres. Since LiNbO 3 is trigonal, it can form crystallographically equivalent paths. As shown in FIG. 6 for the
図6に示すように3種類の感応膜を夫々の経路で異なる比率で形成すると次に示すように感応膜の夫々の経路への寄与しやすさと3つの経路の出力から3つの連立方程式がなり立つ。 As shown in FIG. 6, when three types of sensitive films are formed at different ratios in each path, three simultaneous equations are obtained from the ease of contribution of the sensitive film to each path and the outputs of the three paths as shown below. stand.
各経路について感応膜の形成される領域の比率を図6の場合を用いて示す。
A1 p:q:r=5:0:0
A2 p:q:r=1:4:0
A3 p:q:r=1:1:3
A1、A2、A3、から、各官能膜の検知する環境因子p、q、rをもとめることができる
例えば、A1,A2,A3の感応膜の周回時間が各々t1からt1+Δt1に、t2からt2+Δt2に、t3からt3+Δt3に、変化するとすれば、p、q、rの感応膜の変化を各々tpからtp+Δtpに、tqからtq+Δtqに、trからtr+Δtrに、なったとして。
1+Δt1/t1=1+Δtp/tp
1+Δt1/t1=(1+Δtp/5tp)(1+4Δtq/5tq)
1+Δt1/t1=(1+Δtp/5tp)(1+Δtq/5tq)(1+3Δtr/5tr)
さらに、感応膜として特定の匂いに対する場合などは、その匂いに対する変化率を定めておけば算定は可能である。例えば、アップル、パイン、オレンジの感応膜の変化を各々t(アップル)からt(アップル)+Δt(アップル)に、t(パイン)からt(パイン)+Δt(パイン)に、t(オレンジ)からt(オレンジ)+Δt(オレンジ)に、なるとして。
1+Δt(アップル)/t(アップル)=(1+np(アップル)Δtp/tp)(1+nq(アップル)Δtq/tq)(1+nr(アップル)Δtr/tr)
1+Δt(パイン)/t(パイン)=(1+np(パイン)Δtp/tp)(1+nq(パイン)Δtq/tq)(1+nr(パイン)Δtr/tr)
1+Δt(オレンジ)/t(オレンジ)=(1+np(オレンジ)Δtp/tp)(1+nq(オレンジ)Δtq/tq)(1+nr(オレンジ)Δtr/tr)
である様な係数、np(アップル)、nq(アップル)、nr(アップル)、np(パイン)、nq(パイン)、nr(パイン)、np(オレンジ)、nq(オレンジ)、nr(オレンジ)、が明確であればこれより計算できることが明白である。なお、図6では長さに比例すると仮定したが、既知のp、q、rに対する、A1,A2,A3の比率を求めることで素子の感度係数として導出しておくことで算出可能である。
The ratio of the region where the sensitive film is formed for each path is shown using the case of FIG.
A1 p: q: r = 5: 0: 0
A2 p: q: r = 1: 4: 0
A3 p: q: r = 1: 1: 3
A1, A2, A3 from environmental factors p for detecting the respective functional films, q, it is possible to find the r example, from A1, A2, respectively t 1 lap time of the sensitive film of A3 to t 1 + Delta] t 1, If it changes from t 2 to t 2 + Δt 2 and from t 3 to t 3 + Δt 3 , the changes in the sensitive membranes of p, q, and r are changed from t p to t p + Δt p and from t q to t q + Δt, respectively. to q, from t r in t r + Δt r, as it has become.
1 + Δt 1 / t 1 = 1 + Δt p / t p
1 + Δt 1 / t 1 = (1 + Δt p / 5t p ) (1 + 4Δt q / 5t q )
1 + Δt 1 / t 1 = (1 + Δt p / 5t p ) (1 + Δt q / 5t q ) (1 + 3Δt r / 5t r )
Further, in the case of a specific odor as a sensitive film, the calculation can be performed if the rate of change with respect to the odor is determined. For example, changes in the sensitive membranes of apple, pine, and orange are changed from t (apple) to t (apple) + Δt (apple), from t (pine) to t (pine) + Δt (pine), and from t (orange) to t. (Orange) + Δt (Orange)
1 + Δt (apple) / t (apple) = (1 + n p (apple) Δt p / t p ) (1 + n q (apple) Δt q / t q ) (1 + n r (apple) Δt r / t r )
1 + Δt (pine) / t (pine) = (1 + n p (pine) Δt p / t p ) (1 + n q (pine) Δt q / t q ) (1 + n r (pine) Δt r / t r )
1 + Δt (orange) / t (orange) = (1 + n p (orange) Δt p / t p ) (1 + n q (orange) Δt q / t q ) (1 + n r (orange) Δt r / t r )
N p (Apple), n q (Apple), n r (Apple), n p (Pine), n q (Pine), n r (Pine), n p (Orange), n q If (orange) and nr (orange) are clear, it is clear that the calculation can be made from this. In FIG. 6, it is assumed that the length is proportional to the length, but it can be calculated by deriving the ratio of A1, A2, and A3 with respect to known p, q, and r and deriving the sensitivity coefficient of the element.
以上示すように球形弾性表面波素子の経路について、複数種類の感応膜が形成されている場合であっても、環境因子に対する感度があらかじめ判っている場合は、上記のように夫々の経路の変化率を求めることで算出することができる。 As described above, even when a plurality of types of sensitive films are formed on the path of the spherical surface acoustic wave element, if the sensitivity to environmental factors is known in advance, the change of each path as described above. It can be calculated by determining the rate.
上記の方法を採用すると、結晶球の表面に、適当に複数種類の感応膜を形成しておきさえすれば(各経路で夫々の環境要因に対して異なる感度を持つ必要があるが)、感応膜の精度の高いパターニングを必要とせずに、複数の検知対象について独立して検知可能なセ
ンサーを構成できる。
By adopting the above method, it is only necessary to form several types of sensitive films on the surface of the crystal sphere (although it is necessary to have different sensitivities to each environmental factor in each path). A sensor capable of independently detecting a plurality of detection targets can be configured without requiring highly accurate patterning of the film.
たとえば素子の半球のみを浸漬によって感応膜形成を行うなど、非常に容易な感応膜形成方法を採用できる。 For example, a very easy method for forming a sensitive film, such as forming a sensitive film by dipping only the hemisphere of an element, can be employed.
本発明は、球形状の圧電性結晶基材の表面にすだれ状電極が形成された球状表面弾性波素子や、液晶表示装置の前面に設置して視野角を広げるために用いられる指向性ディフューザーと球形状の透明結晶基材の表面にすだれ状電極が形成された球状光素子に関するものである。 The present invention relates to a spherical surface acoustic wave device in which interdigital electrodes are formed on the surface of a spherical piezoelectric crystal substrate, a directional diffuser used for widening the viewing angle by being installed on the front surface of a liquid crystal display device, and The present invention relates to a spherical optical element in which interdigital electrodes are formed on the surface of a spherical transparent crystal substrate.
10 球状表面弾性波素子
12 球状部材
13,14,15 すだれ状電極
201 マスク
202 PET蒸着源
204 フェムト秒レーザー
302 駆動用スイッチ
303 サーキュレーター
304 高周波信号発生器
305 計測部
402 マスク
r1,r2,r3 経路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Spherical surface acoustic wave element 12
Claims (1)
前記弾性表面波を励起検出する電気音響変換素子を有し
環境変化に従って伝搬状態が変化する感応膜を有する球状弾性表面波素子であって、
前記複数の円環状経路それぞれが複数種類の感応膜を有し、前記複数種類の感応膜のうち少なくともある1種類の感応膜が複数の円環状経路それぞれに形成されており、感応膜の形成される領域の種類毎の比率が円環経路毎に異なることを特徴とする球状弾性表面波素子。
On the surface of a three-dimensional substrate having a spherical surface having a plurality of annular paths in which surface acoustic waves can circulate, and each path has a receiving electrode uniquely,
A spherical surface acoustic wave element having a sensitive film that has an electroacoustic transducer for exciting and detecting the surface acoustic wave and whose propagation state changes according to environmental changes,
Each of the plurality of annular paths has a plurality of types of sensitive films, and at least one type of sensitive film among the plurality of types of sensitive films is formed in each of the plurality of annular paths, thereby forming a sensitive film. A spherical surface acoustic wave device characterized in that the ratio of each type of region differs for each annular path.
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