(57)【要約】【課題】入出力信号線の数を減らし、試料種類の読み出し及び試料の迅速な検査が可能なメカニズムを実現可能にする。【解決手段】制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ９００の全体がデイジーチェーン構成に連結されるように、１番目の制御ユニットＣＵ１が処理ユニット２からデータ入力信号を受信し、１番目の制御ユニットＣＵ１を除く他の制御ユニットＣＵ２のデータ入力端子が他の制御ユニットＣＵ２の前の制御ユニットＣＵ１のデータ出力端子に連結されている。【選択図】図１
2015184275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理ユニットとセンサーチップとを備え、
前記処理ユニットは、データ入力信号とクロック信号と制御入力とを生成するように構成され、
前記センサーチップは、
互いに所定の間隔をおいて配列された複数の微小電極を有する微小電極アレイと、
バイアス電圧信号を受信するように、前記微小電極アレイを被覆すると共に前記微小電極アレイの上側に液滴を収容する液滴空間を画成するように設けられたカバーと、
それぞれデータ入力端子と、データ出力端子とを有し、前記クロック信号と前記制御入力を受信するように配置され、微小電極信号を送信するように対応する前記微小電極と連結された複数の制御ユニットとを備え、
前記制御ユニットの全体がデイジーチェーン構成に連結されるように、前記制御ユニットにおける１番目の前記制御ユニットが前記処理ユニットから前記データ入力信号を受信し、前記１番目の制御ユニットを除く他の前記制御ユニットの前記データ入力端子が前記他の制御ユニットの前の前記制御ユニットの前記データ出力端子に連結されていることを特徴とする検出システム。
【請求項２】
前記制御ユニットそれぞれは、対応する前記微小電極の下側に配置され、
前記センサーチップは、前記制御ユニットを電磁干渉から遮るように前記微小電極アレイと前記制御ユニットとの間に配置された遮蔽層を更に有することを特徴とする請求項１に記載の検出システム。
【請求項３】
前記カバーは、
前記微小電極アレイを被覆するように前記微小電極アレイの上側に設けられ、前記微小電極アレイの反対側の第１の面を有する第１の誘電体層と、
前記第１の誘電体層に対してその上側に所定の間隔をおいて配置され、前記第１の誘電体層に向かい合う第２の面と、前記第２の面の反対側の第３の面を有する第２の誘電体層と、
それらの間に前記液滴を収容する前記液滴空間を画成するように、前記第１の誘電体層の前記第１の面と前記第２の誘電体層の前記第２の面に形成された２つの疎水性層と、
前記バイアス電圧信号を受信するように、前記第２の誘電体層の前記第３の面に形成された導電層とを有することを特徴とする請求項１に記載の検出システム。
【請求項４】
前記制御ユニットがデイジーチェーン構成になるように、前記制御ユニットにおける前記１番目の前記制御ユニットの前記データ入力端子と連結されたデータ入力パッドと、前記制御ユニットにおける最後の前記制御ユニットの前記データ出力端子に連結されたデータ出力パッドと、を有するボンディングエリアを更に備え、
前記ボンディングエリアは、前記クロック信号と前記制御入力をそれぞれ送信するように、前記制御ユニットに連結されたクロック信号パッドと制御パッドユニットとを更に有し、
前記ボンディングエリアは、前記カバーに覆われないように前記微小電極アレイの一側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の検出システム。
【請求項５】
前記制御ユニットそれぞれは、前記クロック信号、前記制御入力及び前記データ入力端子の信号入力に応じて、エレクトロウェッティング効果によって前記液滴の移動を駆動する微小電極信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の検出システム。
【請求項６】
前記処理ユニットは、前記データ入力信号、前記クロック信号及び前記制御入力を設定することによって、前記センサーチップが、前記微小電極の一つが参照電圧を有し、前記微小電極の他の一つがフローティング状態になるように前記微小電極の前記一つに対応する位置に前記液滴を移動するように駆動する駆動モードに作動することを特徴とする請求項５に記載の検出システム。
【請求項７】
前記制御ユニットそれぞれは、前記制御入力を使って、前記データ入力端子の信号入力と前記微小電極信号に関連する計測信号とから、前記データ出力端子で信号出力を生成し、
前記処理ユニットは、前記制御ユニットのデイジーチェーン構成における最後の前記制御ユニットから前記信号出力をデータ出力信号として受信し、
前記処理ユニットは更に、前記センサーチップが前記データ出力信号に応じて前記液滴の位置を検出する検査モードに作動するように、前記制御入力と前記クロック信号を設定することを特徴とする請求項１に記載の検出システム。
【請求項８】
前記検査モードにおいて、前記処理ユニットは更に、
前記制御ユニットによって前記微小電極が放電可能になるように前記制御入力を設定し、
前記微小電極の放電において、前記制御入力の電圧レベルを切り替え、前記クロック信号に応じて、それぞれ前記微小電極に対応する一連の前記データ出力信号を読み取り、
前記微小電極の放電において、前記一連のデータ出力信号の内の対応する前記データ出力信号の論理値の変化によって、前記微小電極それぞれに対応する放電時間を得、
前記微小電極に対して得られた前記放電時間に応じて前記液滴の位置を特定することを特徴とする請求項７に記載の検出システム。
【請求項９】
前記検査モードにおいて、前記処理ユニットは更に、
前記微小電極の放電において、前記微小電極それぞれに対して、一連の前記データ出力信号を読み取るように前記制御入力が初めて切り替わった後、前記微小電極それぞれに対応する論理値が読み取られた時刻を、前記微小電極それぞれに対応する放電開始時刻として得、
前記微小電極の放電において、前記一連の前記データ出力信号の内の対応する前記データ出力信号の論理値の変化によって、前記微小電極それぞれに対応する放電終了時刻を得、
前記微小電極それぞれに対応する前記放電開始時刻と前記放電終了時刻とに応じて、前記微小電極それぞれに対応する前記放電時間を得ることを特徴とする請求項８に記載の検出システム。
【請求項１０】
前記検査モードにおいて、前記処理ユニットは更に、
前記制御ユニットによって前記微小電極が充電可能になるように前記制御入力を設定し、
前記微小電極の充電において、前記制御入力の前記電圧レベルを切り替え、前記クロック信号に応じて、それぞれ前記微小電極に対応する一連の前記データ出力信号を読み取り、
前記微小電極の充電において、前記微小電極それぞれに対して、一連の前記データ出力信号を読み取るように前記制御入力が初めて切り替わった後、前記微小電極それぞれに対応する論理値が読み取られた時刻を、前記微小電極それぞれに対応する充電開始時刻として得、
前記微小電極の充電において、前記一連のデータ出力信号の内の対応する前記データ出力信号の論理値の変化を得ることによって前記微小電極それぞれに対応する充電終了時刻を得、
前記微小電極それぞれに対応する前記充電開始時刻と前記充電終了時刻に応じて、前記微小電極それぞれに対応する充電時間を得、
前記微小電極それぞれに対応する前記放電時間と前記充電時間に応じて前記液滴の位置を特定することを特徴とする請求項９に記載の検出システム。
【請求項１１】
前記検査モードにおいて、前記処理ユニットは更に、
前記制御ユニットによって前記微小電極が充電可能になるように前記制御入力を設定し、
前記微小電極の充電において、前記制御入力の電圧レベルを切り替え、前記クロック信号に応じて、前記微小電極に対応する一連の前記データ出力信号を読み取り、
前記微小電極の充電において、前記一連の前記データ出力信号の内の対応する前記データ出力信号の論理値の変化によって、前記微小電極それぞれに対応する充電時間を得、
前記微小電極それぞれに対応する前記放電時間と前記充電時間に応じて、前記液滴の位置を特定することを特徴とする請求項８に記載の検出システム。
【請求項１２】
前記検査モードにおいて、前記処理ユニットは更に、
前記制御ユニットによって前記微小電極が充電可能になるように前記制御入力を設定し、
前記微小電極の充電において、前記制御入力の電圧レベルを切り替え、前記クロック信号に応じて、前記微小電極に対応する一連の前記データ出力信号を読み取り、
前記微小電極の充電において、前記一連の前記データ出力信号の内の対応する前記データ出力信号の論理値の変化によって、前記微小電極それぞれに対応する充電時間を得、
前記微小電極それぞれに対応する前記充電時間に応じて、前記液滴の位置を特定することを特徴とする請求項７に記載の検出システム。
【請求項１３】
前記処理ユニットは、異なる複数の種類の前記液滴が前記微小電極のそれぞれの充放電時間データに対応して予め決められた関係を有するルックアップテーブルを有し、
前記処理ユニットはまた、前記微小電極それぞれの前記充放電時間データに対応する前記放電時間、前記充電時間を比較することにより、前記液滴空間における前記液滴の種類に関する情報が得られることを特徴とする請求項１１に記載の検出システム。
【請求項１４】
互いに所定の間隔をおいて配列された複数の微小電極を有する微小電極アレイと、
バイアス電圧信号を受信するように、前記微小電極アレイを被覆すると共に前記微小電極アレイの上側に液滴を収容する液滴空間を画成するように設けられたカバーと、
それぞれデータ入力端子と、データ出力端子とを有し、クロック信号と制御入力を受信するように配置され、微小電極信号を送信するように前記微小電極に対応して連結された複数の制御ユニットとを備え、
前記制御ユニットの全体がデイジーチェーン構成に連結されるように、前記制御ユニットにおける１番目の前記制御ユニットがデータ入力信号を受信し、前記１番目の制御ユニットを除く他の前記制御ユニットの前記データ入力端子が前記他の制御ユニットの前の前記制御ユニットの前記データ出力端子に連結されていることを特徴とするセンサーチップ。
【請求項１５】
前記制御ユニットそれぞれは、対応する前記微小電極の下側に配置され、
前記センサーチップは、前記制御ユニットを電磁干渉から遮るように、前記微小電極アレイと前記制御ユニットとの間に配置された遮蔽層を更に有することを特徴とする請求項１４に記載のセンサーチップ。
【請求項１６】
前記カバーは、
前記微小電極アレイを被覆するように前記微小電極アレイの上側に設けられ、前記微小電極アレイの反対側の第１の面を有する第１の誘電体層と、
前記第１の誘電体層に対してその上側に所定の間隔をおいて配置され、前記第１の誘電体層に向かい合う第２の面と、前記第２の面の反対側の第３の面を有する第２の誘電体層と、
それぞれの間に前記液滴を収容する前記液滴空間を画成するように、前記第１の誘電体層の前記第１の面と前記第２の誘電体層の前記第２の面に形成された２つの疎水性層と、
前記バイアス電圧信号を受信するように、前記第２の誘電体層の前記第３の面に形成された導電層とを有することを特徴とする請求項１４に記載のセンサーチップ。
【請求項１７】
前記制御ユニットがディジーチェーン構成になるように、前記制御ユニットにおける前記１番目の前記制御ユニットの前記データ入力端子と連結されたデータ入力パッドと、前記制御ユニットにおける最後の前記制御ユニットの前記データ出力端子に連結されたデータ出力パッドと、を有するボンディングエリアを更に備え、
前記ボンディングエリアは、前記クロック信号と前記制御入力をそれぞれ送信するように、前記制御ユニットに連結されたとクロック信号パッドと制御パッドユニットとを更に有し、
前記ボンディングエリアは、前記カバーに覆われないように前記微小電極アレイの一側に配置されることを特徴とする請求項１４に記載のセンサーチップ。
【請求項１８】
前記制御ユニットそれぞれは、前記クロック信号、前記制御入力及び前記データ入力端子の信号入力に応じて、エレクトロウェッティング効果によって前記液滴の移動を駆動する微小電極信号を生成することを特徴とする請求項１４に記載のセンサーチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサーチップ及び検出システムに関し、特には微小電極アレイ（microelectrode array）が配置されたセンサーチップ及び検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人の寿命が延びている中、疾患の検査（disease screening）、医療診断（medical diagnosis）、又は高齢者介護（geriatric care）等に関する健康診断が益々重要になってきている。従来の分析法では、遠心分離機を使って試料を遠心分離する。そして、遠心分離された試料から採取した抽出物に試薬を入れ、混合して現れた色や生成物の濃度によって試料を特定することができる。しかし、従来の分析法は人手も時間も掛り、コストが高騰する問題点がある。
【０００３】
一方、バイオチップは、遺伝子等の生体解析を行うに当って利用されるもので、だれでも、自宅等場所を選ばず、迅速に検査を行うことを実現し、手間や時間が掛らないので、注目度が高まっている。
【０００４】
また、バイオチップの一つであるラボオンチップ（ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ）は、流路内、または流路周辺に流体制御素子（マイクロポンプ、マイクロバルブ、マイクロミキサ、フィルタ、センサ）や周辺回路、検出系等を集積化した化学やバイオ・医療などに用いられる分析システムで、μＴＡＳ（ｍｉｃｒｏ  ｔｏｔａｌ  ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）とも呼ばれており、従来の手法よりも少量のサンプルから迅速に簡便に解析することが可能であり、また、手のひらサイズに小型化することで、省エネ・省力・省スペース、安全面や環境にも配慮されるといった利点が期待される。
【０００５】
ラボオンチップとしては、金属、ガラス、樹脂等で形成する、僅か数センチ四方のチップ（基板）上にＭＥＭＳ（ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）技術、半導体プロセス技術を用いて電子と機械機構を組み込んで構築された微小デバイスであって、ＦＥＴのオープンゲートにより、異なる試料がゲートエリアに流入されると、得られた異なる導電効果によって試料の種類が特定されるセンサーデバイスがすでに知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】台湾特許第Ｉ３８３１４４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この従来のセンサーデバイスは、試料も試薬も微量で済み、短時間での実験や分析を可能にできるという利点がある。しかし、実験や解析を行うには、ポンプデバイスや検査デバイスを用いる必要があるが、これらを組み入れて一つのチップに統合することは難しく、通常ポンプデバイスや検査デバイスを外部素子として扱うことになる。外部素子が多くなると、入出力信号線も多くなり、チップ上の利用面積が限られる問題点がある。また、外部のポンプデバイスを用いて試料を吸引してマイクロ流路中に流動させることができるが、試料のマイクロ流路中での流れが乱流になるので、試料の流れを効率的に駆動することが難しく、試料が無駄になり、且つ分析感度が低下する問題点がある。また、ラボオンチップは、用途によってマイクロ流路の形状が決まられているため、汎用性が欠ける。また、多様なマイクロ流路の形状に応じてラボオンチップの制御操作も異なってくるので、トレーニング作業も頻繁に行う必要があり、製品開発に掛かるコストも高くなる。また、従来、圧力又は温度等によってマイクロ流路における試料の流れを制御することができるが、試料種類の読み出しのメカニズムがないため、実験時の誤差になる問題点もある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、入出力信号線の数を減らし、試料の流路における移動を効果的に駆動することができると共に、試料種類の読み出し及び試料の迅速な検査が可能なメカニズムを実現することができるセンサーチップ及び検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、処理ユニットと本発明に係るセンサーチップとを備えている検出システムを提供する。本発明に係る検出システムにおいて、前記処理ユニットは、データ入力信号とクロック信号と制御入力とを生成するように構成されている。本発明に係るセンサーチップは、互いに所定の間隔をおいて配列された複数の微小電極を有する微小電極アレイと、バイアス電圧信号を受信するように、前記微小電極アレイを被覆すると共に前記微小電極アレイの上側に液滴を収容する液滴空間を画成するように設けられたカバーと、それぞれデータ入力端子と、データ出力端子とを有し、前記クロック信号と前記制御入力を受信するように配置され、微小電極信号を送信するように対応する前記微小電極と連結された複数の制御ユニットとを備え、前記制御ユニットの全体がデイジーチェーン構成に連結されるように、前記制御ユニットにおける１番目の前記制御ユニットが前記処理ユニットから前記データ入力信号を受信し、前記１番目の制御ユニットを除く他の前記制御ユニットの前記データ入力端子が前記他の制御ユニットの前の前記制御ユニットの前記データ出力端子に連結されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、制御ユニットがまとめてデイジーチェーン構成に連結されているので、制御ユニットそれぞれに２つのＩ／Ｏピンだけを配置することが可能である。従って、Ｉ／Ｏピン数を大幅に低減することができる。このように、センサーチップの配置はＩ／Ｏピンによって制限されずに済み、その配置空間を有効的に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る検出システムの一実施形態の構成を概略的に示す平面図である。
【図２】図１の線II−IIの断面図である。
【図３】本実施形態における制御ユニットの回路図である。
【図４】本実施形態において液滴の位置を概略的に説明する平面図である。
【図５】本発明において検査モードにおける信号関係を概略的に説明する図である。
【図６】本発明において検査モードにおける信号関係を説明する他の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明におけるいくつかの実施形態について図面を参照して説明する。なお、同一構成及び機能を有する構成要素については、同一番号を付してその説明を省略する。
【００１３】
(実施の形態)
図１と図２は、本発明に係る検出システムの一つの実施の形態を示す。図示の如く、本実施の形態に係る検出システムは、センサーチップ１と処理ユニット２とを備えている。センサーチップ１は、微小電極アレイ１１と、カバー１２と、遮蔽層１３と、複数の制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ９００と、ボンディングエリア１４とを有する。複数の制御ユニットの内のＣＵ１を１番目の制御ユニットとし、ＣＵ９００を最後の制御ユニットとする。この実施の形態では、検出システムは、生物試料を検査する生物学的な検出システムで、センサーチップ１はバイオチップであるが、これらに限定されない。
【００１４】
微小電極アレイ１１は、１例として、互いに所定の間隔をおいて配列された複数の微小電極Ｅを有する。この実施の形態では、微小電極Ｅは制御ユニットに対応して９００個を有し、微小電極Ｅ１〜Ｅ９００はそれぞれが正方形になっており、全体として例えばほぼ３０×３０の正方形状の微小電極ドットアレイ（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ｄｏｔ  ａｒｒａｙ  （ＭＥＤＡ））に配列される。他例としては、微小電極Ｅ１〜Ｅ９００が別の形状に配列されてもよく、微小電極Ｅ１〜Ｅ９００はそれぞれの形状も、正方形に制限されず、六角形等の多辺形や、円形状、不規則な形状であってもよい。なお、図１、図２に示されているように、Ｅ３１〜Ｅ６０はパッシベーション化されている。
【００１５】
カバー１２は、微小電極アレイ１１を被覆するように微小電極アレイ１１の上側に設けられた第１の誘電体層１２１と、第１の誘電体層１２１に対してその上側に所定の間隔をおいて配置された第２の誘電体層１２２と、２つの疎水性層１２７と、導電層１２３とを有する。第１の誘電体層１２１は、微小電極アレイ１１の反対側の第１の面１２４を有する。第２の誘電体層１２２は、第１の誘電体層１２１に向かい合う第２の面１２５と、第２の面１２５の反対側の第３の面１２６とを有する。
【００１６】
２つの疎水性層１２７はそれらの間に試料の液滴７を収容する液滴空間１２８を画成するようにそれぞれ第１の誘電体層１２１の第１の面１２４と第２の誘電体層１２２の第２の面１２５とに形成されている。
【００１７】
導電層１２３は、第２の誘電体層１２３の第３の面１２６に形成され、バイアス電圧信号を受信する。
【００１８】
第１の誘電体層１２１は、微小電極アレイ１１が液滴７と接触して酸化することを防止するために用いられるものである。第２の誘電体層１２２はガラス材料から構成される。導電層１２３はＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）から構成される。疎水性層１２７は、液滴７との摩擦を低減することができるようにポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から構成される上に、第１の誘電体層１２１の第１の面１２４と第２の誘電体層１２２の第２の面１２５とに形成されているので、液滴空間１２８における液滴７の移動駆動が迅速になる。
【００１９】
遮蔽層１３は、カバー１２から制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ９００に電磁干渉が伝わることを遮るように微小電極アレイ１１及び制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ９００の間に配置されている。なお、遮蔽層１３は、定電圧を受信して所定の電圧レベルに保つように構成されるが、フローティング状態になってもよい。
【００２０】
制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ９００のそれぞれは、微小電極Ｅ１〜Ｅ９００のそれぞれと対応すると共に、遮蔽層１３を介して微小電極Ｅ１〜Ｅ９００の下側に設けられている。このようにして、カバー１２からの電磁干渉が制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ９００に伝達されることなく、遮蔽層１３によって遮ることができる。制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ９００はそれぞれ、微小電極信号を送信するように、微小電極Ｅ１〜Ｅ９００のそれぞれに対応して連結され、また、クロック信号ＣＬＫ及び制御入力を受信するように処理ユニット２に連結されている。
【００２１】
ＣＵ１〜ＣＵ９００はその全体がデイジーチェーン構成に連結されるように、制御ユニットＣＵ２〜ＣＵ９００のそれぞれが前の一つの制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ８９９に対応して電気的に連結されている。制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ９００はそれぞれ、信号入力ＳＩを受信するデータ入力端子と、信号出力ＳＯを送信するデータ出力端子とを有する。制御ユニットＣＵ１は、処理ユニット２からデータ入力端子を介してデータ入力信号を信号入力ＳＩとして受信する。そして、制御ユニットＣＵ２〜ＣＵ９００はそれぞれ前の一つの制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ８９９の信号出力ＳＯを信号入力ＳＩとして受信する。この実施の形態では、処理ユニット２によって生成された制御入力は、第１の制御信号Ｃ１と、第２の制御信号Ｃ２と、第３の制御信号Ｃ３とを有する。なお、ＣＵ１〜ＣＵ９００はその全体がデイジーチェーン構成になるように直列連結されている。
【００２２】
制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ９００はそれぞれ、図３に示されているように、第１のマルチプレクサー１５１と、Ｄフリップフロップ１５２と、ＮＯＲゲート１５３と、第２のマルチプレクサー１５４と、第３のマルチプレクサー１５５と、第１のトランジスタ１５６と、第２のトランジスタ１５７と、第３のトランジスタ１５８と、第１のインバータ１５９と、第２のインバータ１６０と、ＮＡＮＤゲート１６１と、スイッチ素子１６２とを有する。
【００２３】
第１のマルチプレクサー１５１は、計測信号を受信する第１の入力端と、制御ユニットのデータ入力端子としての第２の入力端と、第１の制御信号Ｃ１を受信するセレクト入力端と、出力端とを有し、第１の制御信号Ｃ１が第１の論理値に設定された場合、信号入力ＳＩを出力し、第１の制御信号Ｃ１が第２の論理値に設定された場合、計測信号を出力する。なお、この実施の形態では、第１の論理値が０、第２の論理値が１である。
【００２４】
Ｄフリップフロップ１５２は、第１のマルチプレクサー１５１の出力端に連結されたデータ入力端と、処理ユニット２によって生成されたクロック信号ＣＬＫを受信するクロック入力端と、制御ユニットのデータ出力端子としての出力端とを有し、該出力端にて、クロック信号ＣＬＫのポジティブエッジのトリガーによって、第１のマルチプレクサー１５１の出力端の信号の論理値を蓄積・送信する。
【００２５】
ＮＯＲゲート１５３は、第２の制御信号Ｃ２を受信する第１の入力端と、第３の制御信号Ｃ３を受信する第２の入力端と、出力端とを有する。
【００２６】
第２のマルチプレクサー１５４は、信号出力ＳＯを受信するようにＤフリップフロップ１５２の出力端に連結された第１の入力端と、ＮＯＲゲート１５３の出力端に連結された第２の入力端と、第２の制御信号Ｃ２を受信するセレクト入力端と、第１の中間信号ｎ１を出力する出力端とを有し、第２の制御信号Ｃ２が第１の論理値に設定された場合、ＮＯＲゲート１５３の出力端に信号を第１の中間信号ｎ１として出力し、第２の制御信号Ｃ２が第２の論理値に設定された場合、信号出力ＳＯを第１の中間信号ｎ１として出力するように構成される。
【００２７】
第３のマルチプレクサー１５５は、第１の参照電圧Ｖ１を受信する第１の入力端と、第２のマルチプレクサー１５４の出力端に連結された第２の入力端と、第２の制御信号Ｃ２を受信するセレクト入力端と、第２の中間信号ｎ２を出力する出力端とを有し、第２の制御信号Ｃ２が第１の論理値に設定された場合、第１の中間信号ｎ１を第２の中間信号ｎ２として出力し、第２の制御信号Ｃ２が第２の論理値に設定された場合、第１の参照電圧Ｖ１を第２の中間信号ｎ２として出力する。
【００２８】
第１〜第３のトランジスタ１５６〜１５８は、その順番に第１の参照電圧Ｖ１の電圧源及び第２の参照電圧Ｖ２の電圧源の間に直列接続され、第２の中間信号ｎ２、第２の制御信号Ｃ２及び第１の中間信号ｎ１のそれぞれに応答して導通・非導通する。この実施の形態では、第１のトランジスタ１５６と第２のトランジスタ１５７は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｐ−ｔｙｐｅ  ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、第３のトランジスタ１５８は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴである。また、第１の参照電圧Ｖ１はＶＤＤで、論理値が１である電圧レベルを有し、第２の参照電圧Ｖ２は第１の参照電圧Ｖ１よりも低い接地ノード電圧で、論理値が０である電圧レベルを有する。なお、論理値が０である電圧レベルでは、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴを非導通状態にすると共に、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴを導通状態にし、一方、論理値が１である電圧レベルでは、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴを導通状態にすると共に、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴを非導通状態にする。上述のように、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴとは、例えば第３のトランジスタ１５８であり、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴとは、例えば第１のトランジスタ１５６、第２のトランジスタ１５７である。
【００２９】
第１のインバータ１５９は、第１の中間信号ｎ１を受信するように第２のマルチプレクサー１５４の出力端と連結された入力端と、出力端とを有する。
【００３０】
ＮＡＮＤゲート１６１は、第１のインバータ１５９の出力端と連結された第１の入力端と、第２の制御信号Ｃ２を受信する第２の入力端と、第３の中間信号ｎ３を出力する出力端とを有する。
【００３１】
スイッチ素子１６２は、第２のトランジスタ１５７と第３のトランジスタ１５８との共通ノードｎｄに連結された第１の端子と、微小電極信号を送信するように微小電極Ｅ１〜Ｅ９００に対応して連結された第２の端子と、ＮＡＮＤゲート１６１の出力端に連結された制御端子とを有し、ＮＡＮＤゲート１６１からの第３の中間信号ｎ３に応答して、第１の端子と第２の端子との間を導通・遮断する。スイッチ素子１６２が導通すると、微小電極信号が生成される。そして、微小電極信号は共通ノードと同じ電圧レベルを有する。この実施の形態では、スイッチ素子１６２はＮ型ＭＯＳＦＥＴである。
【００３２】
第２のインバータ１６０は、共通ノードｎｄに連結された入力端と、計測信号を第１のマルチプレクサー１５１の第１の入力端に送信する出力端とを有する。
【００３３】
ボンディングエリア１４は、図１に示されているように、制御ユニットＣＵ２〜ＣＵ９００のそれぞれを前の一つの制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ８９９に電気的に連結させてデイジーチェーン構成にするように、制御ユニットＣＵ１のデータ入力端子に連結されたデータ入力パッド１４１と、制御ユニットＣＵ９００のデータ出力端子に連結されたデータ出力パッド１４２とを有する。ボンディングエリア１４は更に、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ９００のそれぞれに連結された、クロック信号パッド１４３と制御パッドユニットとを有する。この実施の形態では、制御パッドユニットは、第１の制御パッド１４４と第２の制御パッド１４５と第３の制御パッド１４６とを有する。
【００３４】
制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ９００がディジーチェーン構成であることにより、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ８９９のそれぞれのデータ出力端子が次の一つの制御ユニットＣＵ２〜ＣＵ９００のデータ入力端子に連結される。これにより、入出力（Ｉ／Ｏ）ピンの数を大幅に低減することができる。Ｉ／Ｏピンの数が減ることによって、微小電極アレイ１１の一側にカバー１２に覆われることなくボンディングエリア１４を配置することができるので、センサーチップ１の製造プロセスにおいて第２の誘電体層１２２の位置決めを無理なく行うことができ、該製造プロセスにおいて第２の誘電体層１２２によりボンディングワイヤ（図示せず）が圧されて破壊・断線することを防止することができる。なお、第２の誘電体層１２２はガラス材料からなる。
【００３５】
処理ユニット２は、データ入力パッド１４１、データ出力パッド１４２、クロックパッド１４３、第１の制御パッド１４４、第２の制御パッド１４５、及び第３の制御パッド１４６に連結され、クロック信号ＣＬＫ、第１の制御信号Ｃ１、第２の制御信号Ｃ２及び第３の制御信号Ｃ３を生成して、クロックパッド１４３、第１の制御パッド１４４、第２の制御パッド１４５、第３の制御パッド１４６をそれぞれ介して制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ９００のそれぞれに送信し、データ入力信号を生成してデータ入力パッド１４１を介して制御ユニットＣＵ１に送信し、データ出力パッド１４２を介して制御ユニットＣＵ９００のデータ出力端子からデータ出力信号（例えば制御ユニットＣＵ９００の信号出力ＳＯ）を受信する。
【００３６】
なお、この実施の形態では、処理ユニット２はセンサーチップ１から分離されたものであるが、他例としては、センサーチップ１に一体化に搭載されてもよいことに留意されたい。
【００３７】
センサーチップ１は、図４に示されているように、駆動モードと検査モードとのいずれかに作動するように構成される。なお、説明の便宜のため、以下、液滴７が液滴空間１２８において微小電極Ｅ５０、Ｅ５１、Ｅ６９、Ｅ７０、Ｅ７１、Ｅ１１０及びＥ１１１の上方に位置された場合を駆動モードとして説明する。
【００３８】
図３と図４に示されているように、センサーチップ１が駆動モードに作動すると、液滴７が微小電極Ｅ１２９〜Ｅ１３１に対応する方向に移動駆動され、処理ユニット２は、第１の制御信号Ｃ１を論理値「０」に設定すると共に、クロック信号ＣＬＫと一連のデータ入力信号とに基づいて、所定の論理値を制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ９００のＤフリップフロップ１５２に蓄積する。このように、制御ユニットＣＵ１２９〜ＣＵ１３１のＤフリップフロップ１５２に論理値「１」を蓄積し、且つ、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ１２８及びＣＵ１３２〜ＣＵ９００のＤフリップフロップ１５２に論理値「０」を蓄積する。
【００３９】
そして、処理ユニット２は、第２の制御信号Ｃ２を論理値「１」に設定し、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ９００それぞれの第１のトランジスタ１５６と第２のトランジスタ１５７とが非導通状態になる。制御ユニットＣＵ１２９〜ＣＵ１３１の第１の中間信号ｎ１が論理値「１」であり、第３のトランジスタ１５８とスイッチ素子１５２とが導通状態であるため、第３のトランジスタ１５８によって微小電極Ｅ１２９〜Ｅ１３１を放電して第２の参照電圧Ｖ２の電圧レベル、例えば０ボルトになる。制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ１２８及びＣＵ１３２〜ＣＵ９００の第１の中間信号ｎ１が論理値「０」であるため、第３のトランジスタ１５８とスイッチ素子１６２が非導通状態になる。こうすると、対応する共通ノードｎｄの電圧レベルが「１」になり、対応する微小電極Ｅ１〜Ｅ１２８とＥ１３２〜Ｅ９００がフローティング状態に保持される。
【００４０】
導電層１２３に受信されたバイアス電圧信号は、予め決められた所定電圧及び第２の参照電圧Ｖ２の間の電圧レベルを有する。なお、予め決められた所定電圧は６０ボルトである。微小電極Ｅ１〜Ｅ１２８及びＥ１３２〜Ｅ９００がそれぞれフローティング状態になっているので、微小電極Ｅ１〜Ｅ１２８及びＥ１３２〜Ｅ９００の電圧レベルが該バイアス電圧信号によって結合され、それぞれがバイアス電圧に関連するフローティング電圧となる。そこで、微小電極Ｅ１２９〜Ｅ１３１は、第２の参照電圧Ｖ２の電圧レベル（例えば０ボルト）に保持されているので、微小電極Ｅ１〜Ｅ１２８及びＥ１３２〜Ｅ９００の上方に配置された第１の誘電体層１２１及び第２の誘電体層１２２の間の電界強度と、微小電極Ｅ１２９〜Ｅ１３１の上方に配置された第１の誘電体層１２１及び第２の誘電体層１２２の間の電界強度とが異なる。このため、エレクトロウェッティング効果（electrowetting-on-dielectric／ＥＷＯＤ）によって、液滴空間１２８における液滴７が微小電極Ｅ１２９〜Ｅ１３１に向かって移動駆動される。従って、試料が駆動される。
【００４１】
次に、説明の便宜のため、制御ユニットＣＵの数を３つ、液滴７が液滴空間１２８において微小電極Ｅ２の上方に位置された場合を検査モードとして説明する。
【００４２】
図３と図５に示されているように、センサーチップ１は検査モードにおいて、バイアス電圧信号の電圧レベルが第２の参照電圧Ｖ２（例えば０ボルト）と同じである。処理ユニット２は、時刻ｔ１の前に制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３それぞれのＤフリップフロップ１５２に蓄積された論理値を「０」にリセットする。
【００４３】
時刻ｔ１〜ｔ２の間では、処理ユニット２からの第１の制御信号Ｃ１を論理値「１」と設定する。こうして、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３それぞれの第１のマルチプレクサー１５１は、受信された計測信号を出力する。
【００４４】
時刻ｔ２〜ｔ３の間では、処理ユニット２は、第２の制御信号Ｃ２を論理値「１」と設定する。こうして、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３それぞれの第１の中間信号ｎ１、第２の中間信号ｎ２及び第３の中間信号ｎ３のそれぞれの論理値が「０」、「１」、「０」であり、そして、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３それぞれの第１のトランジスタ１５６、第２のトランジスタ１５７、第３のトランジスタ１５８及びスイッチ素子１６２は非導通状態になる。こうなると、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３それぞれの共通ノードｎｄ及び微小電極Ｅ１〜Ｅ３は、第１の参照電圧Ｖ１の電圧レベルに保持される。
【００４５】
時刻ｔ３〜ｔ４の間では、処理ユニット２は第３の制御信号Ｃ３の論理値を「０」と設定する。
【００４６】
時刻ｔ４〜ｔ５の間では、処理ユニット２は、第２の制御信号Ｃ２の論理値を「０」と設定する。こうして、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３それぞれの第１の中間信号ｎ１、第２の中間信号ｎ２、第３の中間信号ｎ３の論理値が１となり、第１のトランジスタ１５６が非導通状態になり、第２のトランジスタ１５７と第３のトランジスタ１５８が導通状態になる。結果として、制御ユニットＥＵ１〜ＥＵ３それぞれの第３のトランジスタ１５８は、対応する微小電極Ｅ１〜Ｅ３に放電するので、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３の共通ノードｎｄと微小電極Ｅ１〜Ｅ３の電圧レベルが徐々に減る。また、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３のスイッチ素子１６２が導通状態になるので、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３の計測信号は、対応する微小電極Ｅ１〜Ｅ３の電圧レベルとは逆向きの論理値を有する。
【００４７】
図６に示されているように、時刻ｔ４と時刻ｔ４１との間では、第１の制御信号Ｃ１の論理値が「１」であり、処理ユニット２はクロック信号ＣＬＫの１つのパルスを出力する。こうすると、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３それぞれの計測信号の時刻ｔ４での論理値を制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３それぞれのＤフリップフロップ１５２に蓄積する。
【００４８】
時刻ｔ４１と時刻ｔ４２との間では、第１の制御信号Ｃ１の論理値が「０」であり、処理ユニット２はクロック信号の２つのパルスを出力する。こうすると、処理ユニット２は、データ出力信号を受信し、そして制御ユニットＣＵ３〜ＣＵ１のＤフリップフロップ１５２に蓄積された時刻ｔ４での論理値を読み取る。
【００４９】
処理ユニット２は、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３それぞれに蓄積された論理値が「１」になるまで、時刻ｔ４〜ｔ４２におけるクロック信号ＣＬＫ及び第１の制御信号Ｃ１を繰り返して出力し、制御ユニットＣＵ３〜ＣＵ１それぞれのＤフリップフロップ１５２に蓄積された時刻ｔ４２、ｔ４４、・・・の論理値を順番に取得する。
【００５０】
この実施形態では、時刻ｔ４とｔ４２との間、時刻ｔ４２とｔ４４との間、等の間隔は同じで１ナノ秒（ｎｓ）であり、微小電極Ｅ２の等価容量は約２１ヘムト・ファラド（ｆＦ）であり、微小電極Ｅ１とＥ３それぞれの等価容量は約１３ｆＦである。また、処理ユニット２によって得られた制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３それぞれに蓄積された時刻ｔ４、ｔ４２、ｔ４４での論理値が（０，０，０）、（１，０，１）、（１，１，１）である。なお、微小電極Ｅ１〜Ｅ３の放電時間は、演算によって、それぞれ１ｎｓ、２ｎｓ、１ｎｓと得られる。
【００５１】
微小電極Ｅ１〜Ｅ３それぞれの放電（より詳細には、微小電極Ｅ１〜Ｅ３及び導電層１２３の間に形成された等価キャパシタの放電)において、第１の参照電圧Ｖ１が徐々に第２の参照電圧Ｖ２に下がる間では、クロック信号ＣＬＫのパルスは一定のパルス幅を有し、クロック信号ＣＬＫの隣り合わせのパルスの間も一定の時間を有する。そうすると、処理ユニット２は、データ出力信号の順番に読み取られた時刻に基づいて、微小電極Ｅ１〜Ｅ３の放電時間を算出する。以下これについて説明する。
【００５２】
処理ユニット２は、第１の制御信号Ｃ１の論理値が「０」である間では、微小電極Ｅ３〜Ｅ１それぞれに応じた３つの論理値を含む一連のデータ出力信号を得る。処理ユニット２は、初めて第１の制御信号を論理値「０」に切り替えたとき、微小電極Ｅ１〜Ｅ３それぞれに応じた論理値が読み出された時刻が、微小電極Ｅ１〜Ｅ３それぞれに応じた放電開始時刻として得られる。そして、処理ユニット２は、微小電極Ｅ１〜Ｅ３それぞれが放電する間、一連のデータ出力信号の論理値変化を、微小電極Ｅ１〜Ｅ３それぞれに応じた放電終了時刻として取得する。こうして、処理ユニット２は、微小電極Ｅ１〜Ｅ３それぞれに対応した放電開始時刻と放電終了時刻とによって、微小電極Ｅ１〜Ｅ３それぞれに応じる放電時間が算出される。
【００５３】
時刻ｔ４９とｔ５の間では、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３それぞれの第３のトランジスタ１５８は、微小電極Ｅ１〜Ｅ３それぞれを第２の参照電圧Ｖ２に例えば０ボルトに放電させる。
【００５４】
時刻ｔ５とｔ６の間では、処理ユニット２は、第２の制御信号Ｃ２と第２の制御信号Ｃ３をそれぞれ論理値「０」と「１」に設定し、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３それぞれの第１の中間信号ｎ１、第２の中間信号ｎ２及び第３の中間信号ｎ３の論理値がそれぞれ「０」、「０」、「１」になる。こうなると、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３それぞれの第１のトランジスタ１５６と、第２のトランジスタ１５７と、第３のトランジスタ１５８及びスイッチ素子１６２がそれぞれ導通状態、導通状態、非導通状態、導通状態となる。そして、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３それぞれの第１のトランジスタ１５６及び第２のトランジスタ１５７は、対応する微小電極Ｅ１〜Ｅ３を充電させるので、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３と微小電極Ｅ１〜Ｅ３の共通ノードｎｄの電圧レベルが徐々に高くなる。また、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３それぞれの計測信号は対応する微小電極Ｅ１〜Ｅ３の電圧レベルと反対である論理値を表している。
【００５５】
時刻ｔ５とｔ５１との間では、時刻ｔ４とｔ４１との間と類似して、第１の制御信号Ｃ１の論理値が「１」であり、処理ユニット２は、クロック信号ＣＬＫのパルスを出力する。こうすると、ＣＵ１〜ＣＵ３それぞれの計測信号の時刻ｔ５での論理値を、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３それぞれのＤフリップフロップ１５２に蓄積する。
【００５６】
時刻ｔ５１とｔ５２との間では、時刻ｔ４１とｔ４２との間と類似して、第１の制御信号Ｃ１の論理値が「０」であり、処理ユニット２は２つのクロック信号のパルスを出力する。こうすると、処理ユニット２はデータ出力信号を受信し、制御ユニットＣＵ３〜ＣＵ１のＤフリップフロップ１５２に蓄積された時刻ｔ５での論理値を順番に読み取る。
【００５７】
処理ユニット２は、時刻ｔ５とｔ５２との間と類似して、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３それぞれに蓄積された論理値が「０」になるまで、クロック信号ＣＬＫと第１の制御信号Ｃ１とを繰り返して出力し、制御ユニットＣＵ３〜ＣＵ１それぞれのＤフリップフロップ１５２に蓄積された時刻ｔ５２、ｔ５４等の時刻での論理値を順番に得る。
【００５８】
この実施形態では、時刻ｔ５とｔ５２の間、時刻ｔ５２とｔ５４との間、等の間隔は同じで１ナノ秒（ｎｓ）である。また、処理ユニット２によって得られた制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ３それぞれに蓄積された時刻ｔ５、ｔ５２、ｔ５４での論理値が（１，１，１）、（０，１，０）、（０，０，０）である。なお、微小電極Ｅ１〜Ｅ３の放電時間は、演算によって、それぞれ１ｎｓ、２ｎｓ、１ｎｓと得られる。
【００５９】
微小電極Ｅ１〜Ｅ３それぞれの充電（より詳細には、微小電極Ｅ１〜Ｅ３及び導電層１２３の間に形成された等価キャパシタの充電)において、第２の参照電圧Ｖ２が徐々に第１の参照電圧Ｖ１に上がる間では、クロック信号ＣＬＫのパルスは一定のパルス幅を有し、クロック信号ＣＬＫの隣り合わせのパルスの間も一定の時間を有する。そうすると、処理ユニット２は、データ出力信号の順番に読み取られた時刻に基づいて、微小電極Ｅ１〜Ｅ３の充電時間を算出する。以下これについて説明する。
【００６０】
処理ユニット２は、第１の制御信号Ｃ１の論理値が「０」である間では、微小電極Ｅ３〜Ｅ１それぞれに応じた３つの論理値を含む一連のデータ出力信号を得る。処理ユニット２は、初めて第１の制御信号を論理値「０」に切り替えたとき、微小電極Ｅ１〜Ｅ３それぞれに応じた論理値が読み出された時刻が、微小電極Ｅ１〜Ｅ３それぞれに応じた充電開始時刻として得られる。そして、処理ユニット２は、一連のデータ出力信号の論理値変化を、微小電極Ｅ１〜Ｅ３それぞれに応じた充電終了時刻として取得する。こうして、処理ユニット２は、微小電極Ｅ１〜Ｅ３それぞれに対応した充電開始時刻と充電終了時刻とによって、微小電極Ｅ１〜Ｅ３それぞれに応じる充電時間が算出される。
【００６１】
処理ユニット２は、制御ユニットＣＵ３からのデータ出力信号に応じて微小電極Ｅ１〜Ｅ３それぞれの電圧レベルの変化を取得し、微小電極Ｅ１〜Ｅ３それぞれに関する放電時間と充電時間を算出する。そして、微小電極Ｅ１〜Ｅ３それぞれの放電時間、充電時間及び放電時間と充電時間との差によって、微小電極Ｅ１〜Ｅ３それぞれの上方に液滴７があるかどうかを検出する。こうして、試料の液滴７の居場所を検出することができる。図４に示されているように、微小電極Ｅ５０〜Ｅ５１、Ｅ６９〜Ｅ７１、及びＥ１１０〜Ｅ１１１の上方にある液滴７を１例として、微小電極Ｅ５０〜Ｅ５１、Ｅ６９〜Ｅ７１、及びＥ１１０〜Ｅ１１１の等価容量が２１ｆＦであり、微小電極Ｅ１〜Ｅ４９、Ｅ５２〜Ｅ６８、Ｅ７２〜Ｅ１０９及びＥ１１２〜Ｅ９００の等価容量が１３ｆＦであることにより、微小電極Ｅ５０〜Ｅ５１、Ｅ６９〜Ｅ７１、及びＥ１１０〜Ｅ１１１の充電時間と放電時間が、微小電極Ｅ１〜Ｅ４９、Ｅ５２〜Ｅ６８、Ｅ７２〜Ｅ１０９及びＥ１１２〜Ｅ９００よりも長いことが分かる。
【００６２】
更に、処理ユニット２は、異なる複数の種類の液滴が微小電極Ｅ１〜Ｅ９００のそれぞれの充放電時間に対応して予め決められた関係を有するルックアップテーブルを有する。処理ユニット２はまた、微小電極Ｅ１〜Ｅ９００それぞれの充放電時間データに対応する放電時間、充電時間を比較することにより、液滴空間１２８における液滴７の種類に関する情報が得られる。従って、試料種類の読み出しメカニズムを実現することができる。
【００６３】
本実施形態によれば、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ９００がまとめてデイジーチェーン構成に連結されているので、制御ユニットＣＵ１とＣＵ９００のそれぞれに２つのＩ／Ｏピンだけを配置することが可能である。Ｉ／Ｏピン数を大幅に低減することによって、センサーチップ１の配置はＩ／Ｏピンによって制限されずに済み、その配置空間を有効的に利用することができる。
【００６４】
また、微小電極Ｅ１〜Ｅ９００はそれぞれ、対応する制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ９００のそれぞれによって制御されるので、液滴空間１２８における液滴７が微小電極の占めた領域の大きさで精度高く制御される。よって、試料を有効に利用することができると共に、必要に応じて液滴７の移動経路を計画することができる。
【００６５】
また、処理ユニット２によって液滴７を簡単且つ迅速に位置決めすると共に、液滴７の種類もルックアップテーブルによって特定することができるので、試料種類の読み出しメカニズムとして実現することができる。
【００６６】
また、遮蔽層１３によって電磁干渉を効果的に遮蔽することができるので、制御ユニットＣＵ１〜ＣＵ９００は、カバー１２でのバイアス電圧信号に干渉されることなく、微小電極Ｅ１〜Ｅ９００の下側に配置されることができる。
【００６７】
本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明に係るセンサーチップ及び検出システムは、問診中の検査や在宅検査による日常的な健康管理や病気の早期発見に有用な装置としての利用が期待される。
【符号の説明】
【００６９】
１    センサーチップ
１１    微小電極アレイ
１２    カバー
１２１    第１の誘電体層
１２２    第２の誘電体層
１２３    導電層
１２４    第１の面
１２５    第２の面
１２６    第３の面
１２７    疎水性層
１２８    液滴空間
１３    遮蔽層
１４    ボンディングエリア
１４１    データ入力パッド
１４２    データ出力パッド
１４３    クロック信号パッド
１４４    第１の制御パッド
１４５    第２の制御パッド
１４６    第３の制御パッド
１５１    第１のマルチプレクサー
１５２    Ｄフリップフロップ
１５３    ＮＯＲゲート
１５４    第２のマルチプレクサー
１５５    第３のマルチプレクサー
１５６    第１のトランジスタ
１５７    第２のトランジスタ
１５８    第３のトランジスタ
１５９    第１のインバータ
１６０    第２のインバータ
１６１    ＮＡＮＤゲート
１６２    スイッチ素子
２    処理ユニット
７    液滴
Ｃ１    第１の制御信号
Ｃ２    第２の制御信号
Ｃ３    第３の制御信号
ＣＬＫ    クロック信号
ＣＵ１〜ＣＵ９００    制御ユニット
Ｅ１〜Ｅ９００    微小電極
ＳＩ    信号入力
ＳＯ    信号出力
Ｖ１、Ｖ２    参照電圧
ｎ１〜ｎ３    中間信号
ｎｄ    共通ノード
【図１】
2015184275.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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