特開 2024-57731 匂いセンサ、匂いデータ解析装置及び匂いセンサの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024057731

(43)【公開日】2024-04-25

(54)【発明の名称】匂いセンサ、匂いデータ解析装置及び匂いセンサの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/12 20060101AFI20240418BHJP

   G01N 5/02 20060101ALI20240418BHJP

   G01N 27/00 20060101ALI20240418BHJP

   G01N 27/02 20060101ALI20240418BHJP

   G01N 27/04 20060101ALI20240418BHJP

   G01N 27/22 20060101ALI20240418BHJP

   G01N 29/02 20060101ALI20240418BHJP

   G01N 29/036 20060101ALI20240418BHJP

【ＦＩ】

G01N27/12 B

G01N27/12 M

G01N5/02 A

G01N27/00 J

G01N27/02 Z

G01N27/04 E

G01N27/22 A

G01N29/02 501

G01N29/036

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022164585

(22)【出願日】2022-10-13

(71)【出願人】

【識別番号】715010521

【氏名又は名称】株式会社アロマビット

(74)【代理人】

【識別番号】100123559

【弁理士】

【氏名又は名称】梶 俊和

(74)【代理人】

【識別番号】100177437

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 英子

(72)【発明者】

【氏名】水田 巽

(72)【発明者】

【氏名】前野 権一

(72)【発明者】

【氏名】寺田 絵里加

(72)【発明者】

【氏名】橋詰 賢一

【テーマコード（参考）】

2G046

2G047

2G060

【Ｆターム（参考）】

2G046BA01

2G046BA07

2G046BA08

2G046BA09

2G046BB02

2G046BB04

2G046BC05

2G046DC18

2G046EA04

2G046FA01

2G046FA04

2G046FA08

2G046FC07

2G046FE02

2G046FE03

2G046FE10

2G046FE25

2G046FE31

2G046FE44

2G047AA01

2G047BA04

2G047BC04

2G047BC15

2G047CA01

2G047CB03

2G047GG32

2G060AA01

2G060AB26

2G060AE19

2G060AF06

2G060AF07

2G060AF11

2G060BA01

2G060BA07

2G060BB08

2G060DA12

2G060HC10

2G060JA01

2G060KA01

(57)【要約】

【課題】非導電性材料を用いて吸着膜のバリエーションを増やし、匂いのパターン分析の精度を向上させることができる匂いセンサ、匂いデータ解析装置及び匂いセンサの製造方法を提供すること。
【解決手段】匂いセンサ１００は、匂い物質を吸着する吸着膜１１２と、匂い物質が吸着膜１１２へ吸着することに起因する吸着状態の変化を検出する検出部１１４と、を備え、吸着膜１１２は、非導電性材料（樹脂）とイオン導電性材料（イオン液体）との混合物を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

匂い物質を吸着する吸着膜と、
前記匂い物質が前記吸着膜へ吸着することに起因する吸着状態の変化を検出する検出部と、
を備え、
前記吸着膜は、非導電性材料とイオン導電性材料との混合物を含む、匂いセンサ。

【請求項2】

センサ素子を複数有し、
前記吸着膜は、前記センサ素子の上に形成され、
複数の前記センサ素子は、それぞれが、異なる前記非導電性材料及び／又は異なる前記イオン導電性材料との前記混合物を含む前記吸着膜を有する、請求項１に記載の匂いセンサ。

【請求項3】

前記吸着膜は、前記吸着状態を変化させる添加剤を含む、請求項１に記載の匂いセンサ。

【請求項4】

前記吸着状態の変化が、前記吸着膜の電気的特性の変化である、請求項１に記載の匂いセンサ。

【請求項5】

前記非導電性材料は、非導電性の固体マトリクス母材を含む、請求項１に記載の匂いセンサ。

【請求項6】

前記非導電性の前記固体マトリクス母材は、樹脂、多孔質性材料又は低分子自己組織化材料を含む、請求項５に記載の匂いセンサ。

【請求項7】

前記イオン導電性材料は、イオン液体、塩を溶解した可塑剤、イオン導電性の無機ガラス材料、又はイオン導電性を有する固体マトリクス母材を含む、請求項１に記載の匂いセンサ。

【請求項8】

匂い物質を吸着する吸着膜と、
前記匂い物質が前記吸着膜へ吸着することに起因する吸着状態の変化を検出する検出部と、
を備え、
前記吸着膜は、イオン導電性を有する固体マトリクス母材を含む、匂いセンサ。

【請求項9】

請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載の匂いセンサと、
前記匂いセンサの検出結果に基づく解析を行う解析部と、
を備え、
前記匂いセンサは、センサ素子を複数有し、
前記吸着膜は、前記センサ素子の上に形成され、
前記解析部は、それぞれの前記センサ素子により検出した前記匂い物質の吸着量の違いに基づいて、前記匂い物質が接近してきた方向を解析する、匂いデータ解析装置。

【請求項10】

複数の前記匂いセンサを有し、
複数の前記匂いセンサは、配列を変更することが可能である、請求項９に記載の匂いデータ解析装置。

【請求項11】

請求項１から請求項７のうちのいずれか１項に記載の匂いセンサを製造する匂いセンサの製造方法であって、
前記非導電性材料と前記イオン導電性材料とを混合し前記混合物を生成する混合工程と、
前記混合物を前記検出部上に前記吸着膜として形成する膜形成工程と、
を備える、匂いセンサの製造方法。

【請求項12】

請求項１から請求項７のうちのいずれか１項に記載の匂いセンサを製造する匂いセンサの製造方法であって、
前記非導電性材料は、自己組織化材料を含み、
前記検出部の表面に前記自己組織化材料の膜を形成する膜形成工程と、
前記膜に前記イオン導電性材料を担持させる担持工程と、
を備える、匂いセンサの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、匂いセンサ、匂いデータ解析装置及び匂いセンサの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、匂い強度の計測や、匂い種類の特定のために、匂いセンサを用いてガスに含まれる匂い物質の検出が行われている。匂いセンサは、例えば、匂い物質を吸着する吸着膜と、匂い物質が吸着膜へ吸着することに起因する吸着状態（吸着特性）の変化を検出する検出部と、を有している（例えば、特許文献１参照）。匂いセンサの吸着膜には、ポリアニリン等の高分子が用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１７／０８５９３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、吸着膜の導電性のような、吸着に応じた電気的特性変化を検知する匂いセンサの吸着膜には、高導電性のような優れた電気的特性を確保することが求められるために、非導電性材料は適用できないことが多い。匂いセンサを用いた匂いのパターン分析においては、複数の異なる応答特性を有する吸着膜を用いることが望ましいが、導電性材料だけを用いた吸着膜では、吸着膜のバリエーションを増やすことに限界がある。このため、匂いセンサにおいては、応答特性の異なる吸着膜のバリエーションを拡げるために、非導電性材料も用いることが求められている。

【0005】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、非導電性材料を用いて吸着膜のバリエーションを増やし、匂いのパターン分析の精度を向上させることができる匂いセンサ、匂いデータ解析装置及び匂いセンサの製造方法を提供することを例示的課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、本発明の例示的側面としての匂いセンサは、以下の構成を有する。

【0007】

匂い物質を吸着する吸着膜と、
前記匂い物質が前記吸着膜へ吸着することに起因する吸着状態の変化を検出する検出部と、
を備え、
前記吸着膜は、非導電性材料とイオン導電性材料との混合物を含む、匂いセンサ。

【0008】

本発明の更に他の例示的側面としての匂いセンサは、以下の構成を有する。

【0009】

匂い物質を吸着する吸着膜と、
前記匂い物質が前記吸着膜へ吸着することに起因する吸着状態の変化を検出する検出部と、
を備え、
前記吸着膜は、イオン導電性を有する固体マトリクス母材を含む、匂いセンサ。

【0010】

上記の課題を解決するために、本発明の例示的側面としての匂いデータ解析装置は、以下の構成を有する。

【0011】

上記の匂いセンサと、
前記匂いセンサの検出結果に基づく解析を行う解析部と、
を備え、
前記匂いセンサは、センサ素子を複数有し、
前記吸着膜は、前記センサ素子の上に形成され、
前記解析部は、それぞれの前記センサ素子により検出した前記匂い物質の吸着量の違いに基づいて、前記匂い物質が接近してきた方向を解析する、匂いデータ解析装置。

【0012】

上記の課題を解決するために、本発明の例示的側面としての匂いセンサの製造方法は、以下の構成を有する。

【0013】

上記の匂いセンサを製造する匂いセンサの製造方法であって、
前記非導電性材料と前記イオン導電性材料とを混合し前記混合物を生成する混合工程と、
前記混合物を前記検出部上に前記吸着膜として形成する膜形成工程と、
を備える、匂いセンサの製造方法。

【0014】

本発明の更に他の例示的側面としての匂いセンサの製造方法は、以下の構成を有する。

【0015】

上記の匂いセンサを製造する匂いセンサの製造方法であって、
前記非導電性材料は、自己組織化材料を含み、
前記検出部の表面に前記自己組織化材料の膜を形成する膜形成工程と、
前記膜に前記イオン導電性材料を担持させる担持工程と、
を備える、匂いセンサの製造方法。

【0016】

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施の形態によって明らかにされるであろう。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、非導電性材料を用いて吸着膜のバリエーションを増やし、匂いのパターン分析の精度を向上させることができる匂いセンサ、匂いデータ解析装置及び匂いセンサの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態１の匂いセンサの概略構成を示す模式図で、（ａ）は匂いセンサの上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線における矢視断面図

【図2】実施形態１の匂いセンサの概略構成を示す模式図で、（ａ）は匂いセンサの上面図、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線における断面図

【図3】実施形態１の匂いデータ解析装置の概略構成を示す模式図

【図4】実施形態１の匂いセンサの電圧特性を示す図で、（ａ）は実施形態の吸着膜を有する匂いセンサの電圧特性を示す図、（ｂ）は樹脂のみの吸着膜を有する匂いセンサの電圧特性を示す図

【図5】（ａ）～（ｄ）は実施例１の評価結果を示すレーダーチャート、（ｅ）は比較例１の評価結果を示すレーダーチャート

【図6】（ａ）～（ｄ）は実施例２の評価結果を示すレーダーチャート

【図7】実施形態２の匂いセンサユニットの概略構成を示す図

【発明を実施するための形態】

【0019】

［実施形態１］
以下、本発明の実施形態１について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、以下の説明において、「匂い物質」とは、広義では吸着膜に吸着可能な物質を意味する。したがって、「匂い物質」には、一般的に匂いの原因物質とされていない物質、匂い物質として認知されていない物質又は未知の匂い物質も含まれる。また、「匂い物質」には、個々の匂い物質だけではなく、「複数の匂い物質の集合体」も含まれる。

【0020】

＜匂いセンサ＞
図１は、実施形態１の匂いセンサ１００を示す図であり、（ａ）は匂いセンサ１００の上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線における矢視断面図である。実施形態１の匂いセンサ１００は、複数のセンサ素子１１０、基板１２０を有している。センサ素子１１０は、吸着膜１１２、検出部１１４、電極１１６を有している。

【0021】

図１の匂いセンサ１００は、例えば９つのセンサ素子１１０ａ～１１０ｉを有している。具体的には、センサ素子１１０ａは吸着膜１１２ａ、検出部１１４ａ、電極１１６ａを有し、センサ素子１１０ｂは吸着膜１１２ｂ、検出部１１４ｂ、電極１１６ｂを有し、・・・、センサ素子１１０ｉは吸着膜１１２ｉ、検出部１１４ｉ、電極１１６ｉを有している。なお、センサ素子（吸着膜、検出部、電極）を特定しない場合、符号の添え字ａ～ｉ（後述するｊ～ｌも含む。）を省略する。吸着膜１１２は、匂い物質を吸着する膜であり、詳細は後述する。

【0022】

検出部１１４は、匂い物質が吸着膜１１２へ吸着することに起因する吸着状態（吸着特性ともいう。）の変化を検出する。なお、「匂い物質の吸着膜１１２への吸着」というとき、吸着膜１１２の表面への匂い物質の吸着だけでなく、吸着膜１１２の内部への匂い物質の吸収も含む。ここで、匂い物質が吸着膜１１２へ吸着したことに起因する吸着状態の変化とは、匂い物質による力学的特性、光学的特性又は電気的特性の変化を含む。検出部１１４は、吸着膜１１２の吸着状態の変化を、例えば、信号として出力する。すなわち、検出部１１４は、信号変換部（トランスデューサー）としても機能する。

【0023】

「力学的特性の変化」には、例えば、水晶振動子（ＱＣＭ）における共振周波数の変化、表面弾性波の速度変化、圧電素子における膜の膨張・収縮、又はたわみの変化等が含まれる。「光学的特性の変化」には、吸収波長の変化、吸光度の変化、蛍光・発光特性の変化、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）素子等における屈折率の変化等を含む。「電気的特性の変化」には、例えば、電荷結合素子やＣＭＯＳ等における電気伝導度、抵抗値、誘電率、電気化学的インピーダンス等の特性変化、酸化物半導体センサにおける酸化還元電位の変化、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）センサにおけるゲート電圧、インピーダンス、バンドギャップ等の変化が含まれる。

【0024】

検出部１１４に用いられる素子としては、例えば、次のような素子（センサ）が挙げられる。すなわち、水晶振動子センサ（ＱＣＭ）、表面弾性波センサ、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）センサ、電荷結合素子センサ、ＭＯＳ電界効果トランジスタセンサ、金属酸化物半導体センサ、有機導電性ポリマーセンサ、電気化学的センサ等である。検出部１１４に用いられる素子は、特にこれらに限定されず、匂いセンサ１００の使用の目的等に応じて、種々の素子を適宜用いることができる。

【0025】

「匂い物質の吸着膜１１２への吸着状態」には、例えば、「匂い物質の吸着膜１１２への吸着量」も含む。匂い物質の吸着膜１１２への吸着量の増減によって、吸着膜１１２の力学的特性、光学的特性又は電気的特性が変化し、検出部１１４は、その変化量を検出することで、匂い物質の吸着膜１１２への吸着状態を検出する。

【0026】

電極１１６は、所定の導電性材料で形成することができる。所定の導電性材料としては、例えば、無機材料や有機材料を用いることができる。無機材料には、例えば、金、銀、白金、クロム、チタン、アルミニウム、ニッケル、ニッケル系合金、シリコン等を含む。有機材料には、例えば、ポリピロール、ポリアニリン、カーボン、カーボンナノチューブ、グラフェン等のナノカーボン材料等を含む。

【0027】

基板１２０は、例えば平板状で面１２０ａと面１２０ｂを有し、一方の面１２０ａにセンサ素子１１０が実装され、他方の面１２０ｂに電極１１６が実装される（図１（ｂ）参照）。基板１２０は、例えば、シリコン基板、水晶結晶からなる基板、プリント配線基板、セラミック基板、樹脂基板等を用いることができる。また、基板１２０は、インターポーザ基板等の多層配線基板であってもよい。

【0028】

＜センサ素子＞
図１（ａ）に示す匂いセンサ１００は、３行×３列に配列された９つのセンサ素子１１０ａ～１１０ｉを有しているが、センサ素子１１０の個数や配列（配置）はこれに限定されない。また、図１に示すセンサ素子１１０は、検出部１１４と吸着膜１１２とが１対１に対応してセンサ素子１１０を構成しているが、これに限定されない。図２は、検出部１１４と吸着膜１１２との他の対応を示す図であり、（ａ）は匂いセンサ１００の上面図、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線における断面図である。

【0029】

図２に示すように、３つの検出部１１４ａ、検出部１１４ｄ、検出部１１４ｇに１つの吸着膜１１２ｊが対応して、３つのセンサ素子１１０ａ、１１０ｄ、１１０ｇを構成してもよい。また、２つの検出部１１４ｂ、検出部１１４ｃに１つの吸着膜１１２ｋが対応して、２つのセンサ素子１１０ｂ、１１０ｃを構成してもよい。さらに、４つの検出部１１４ｅ、検出部１１４ｆ、検出部１１４ｈ、検出部１１４ｉに１つの吸着膜１１２ｌが対応して、４つのセンサ素子１１０ｅ、１１０ｆ、１１０ｈ、１１０ｉを構成してもよい。すなわち、ｎ個の検出部１１４の上に１つの吸着膜１１２が設けられてｎ個のセンサ素子１１０を構成してもよい。ここで、ｎは１以上の整数である。さらに、１つ以上のセンサ素子１１０が、検出部１１４の上に吸着膜１１２を形成されずに、リファレンス用のセンサ素子１１０として用いられてもよい。

【0030】

＜匂いデータ解析装置＞
図３は、実施形態１の匂いデータ解析装置２００の概略構成を示す模式図である。匂いデータ解析装置２００は、上述した匂いセンサ１００と解析部２２０とを有している。

【0031】

解析部２２０は、匂いセンサ１００から出力された匂いデータＦ１を解析するためのものである。解析部２２０は、主として演算処理装置（ＣＰＵ）２２０ａを有して構成されており、記憶装置（メモリ）２２０ｂを有してもよい。メモリ２２０ｂは、解析部２２０と別体で外部に設けられてもよい。解析部２２０は、データの入出力ポート２２０ｃも有する。入出力ポート２２０ｃは、匂いセンサ１００からの匂いデータＦ１を受信する機能と、ＣＰＵ２２０ａによる演算処理が行われた結果として演算済みデータＲを制御部（不図示）に送信する機能を有する。なお、制御部（不図示）は、匂いデータ解析装置２００が有線又は無線で公知の通信手段により接続された、例えばパーソナルコンピューター等の外部機器の制御部であってもよい。

【0032】

メモリ２２０ｂ内には、匂いデータＦ１を解析するための解析プログラムＰが格納されている。この解析プログラムＰは、コンピュータとしての解析部２２０、すなわち解析部２２０の主要構成部としてのＣＰＵ２２０ａに対し、公知の演算処理を実行させることにより、匂いデータＦ１の解析を実現させる。なお、図３のデータ解析装置２００は、１つの匂いセンサ１００を有しているが、複数の匂いセンサ１００を有していてもよい。

【0033】

＜吸着膜＞
実施形態１の吸着膜１１２は、非導電性材料とイオン導電性材料との混合物を含む。この点、従来のポリアニリン等の導電性高分子等、電子導電性材料が用いられていた吸着膜とは異なる。ここで、複数のセンサ素子１１０は、それぞれが異なるイオン導電性材料の混合物を含む吸着膜１１２を有していてもよい。複数のセンサ素子１１０は、それぞれが異なる非導電性材料の混合物を含む吸着膜１１２を有していてもよい。複数のセンサ素子１１０は、それぞれが、異なる非導電性材料と異なるイオン導電性材料との混合物を含む吸着膜１１２を有していてもよい。さらに、複数のセンサ素子１１０子は、それぞれが同じ混合物を含む吸着膜１１２を有していてもよい。

【0034】

非導電性材料は、非導電性（すなわち絶縁性）の固体材料を含む。非導電性の固体材料は、例えば、その内部に異なる材料を内包させることができる非導電性の材料であり、例えば、非導電性の固体マトリクス母材である。非導電性の固体マトリクス母材は、例えば、樹脂、多孔質性材料又は低分子自己組織化材料を含む。樹脂は、汎用樹脂を含み、汎用樹脂は、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）等である。

【0035】

多孔質（ポーラス）性材料は、例えば、ミクロポーラス材料、メソポーラス材料、マクロポーラス材料である。ミクロポーラス材料は、活性炭、ゼオライト、金属有機構造体（ＭＯＦ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ）等を含む。メソポーラス材料は、シリカ等を含む。マクロポーラス材料は、軽石等を含む。

【0036】

また、低分子自己組織化材料というとき、低分子とは、例えば、数個から約１００個の原子から構成される分子をいう。「自己組織化材料」とは、例えば、分子や原子、微粒子などが自発的に集合し、規則的な配列を形成する材料をいう。低分子自己組織化材料は、例えば、自己組織化単分子層（ＳＡＭ：Ｓｅｌｆ－Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）、液晶分子材料、有機結晶等を含む。ＳＡＭは、例えば、有機シラン化合物、チオール（Ｒ－ＳＨ）類、ホスホン酸（Ｒ－ＰＯ３Ｈ２）類等を含む。

【0037】

イオン導電性材料は、吸着膜１１２内部でのイオンの移動を可能とする材料である。イオン導電性材料は、例えば、イオン液体、塩を溶解した可塑剤を含み、以下に示すアニオンとカチオンの組み合わせから成るイオン液体又は塩である。

【0038】

例えば、アニオンとして、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン等のハロゲン化物イオン、塩素酸化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、ホウ酸イオン、テトラクロロ鉄（ＩＩＩ）酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン、アルキルスルホン酸イオン、アルキルリン酸イオン、アルキルホスフィン酸イオン、アルキルホスホン酸イオン、アルキルジチオリン酸イオン、チオシアン酸イオン、アルキル硫酸イオンや、ベンゼンスルホン酸等の芳香族スルホン酸イオン、カルボン酸イオン、ビス（パーフルオロアルキルスルホニル）イミドアニオン、ジシアナミドアニオン、トリシアノメタニドアニオンが考えられる。

【0039】

また、例えばカチオンとして、ナトリウムやカリウム等の金属イオン、アンモニウムイオン、アルキルアンモニウムイオン、アルキルホスホニウムイオン、アルキルイミダゾリウムイオン、アルキルピリジニウムイオン、アルキルピペリジニウムイオン、アルキルピペラジニウムイオン、アルキルモルホリニウムイオン、アルキルピロリジニウムイオン及びアルキルスルホニウムイオンが考えられる。

【0040】

イオン導電性材料は、上述したイオン液体又は塩を溶解した有機液体材料である。有機液体材料としては、例えば、ニトロフェニルアルキルエーテル、フタル酸ジアルキル、トリメリット酸トリアルキル、セバシン酸ジアルキル、アジピン酸ジアルキル、リン酸トリアルキル等の可塑剤である。さらに、イオン導電性材料は、例えば、オルトケイ酸リチウム等のイオン導電性の無機ガラス材料を含んでもよい。

【0041】

なお、イオン導電性材料に、イオン導電性の固体マトリクス母材が含まれてもよい。イオン導電性の固体マトリクス母材としては、例えば、ナフィオン（登録商標）等の高分子材料が挙げられる。イオン導電性材料にイオン導電性の固体マトリクス母材が用いられる場合、吸着膜１１２は、非導電性材料としての樹脂との混合物を有しなくてもよい。また、イオン導電性材料にイオン導電性の固体マトリクス母材が用いられる場合、吸着膜１１２は、非導電性の固体マトリクス母材との混合物を有してもよい。

【0042】

吸着膜１１２には、非導電性材料とイオン導電性材料との混合物に、さらに添加剤（ドーパント）を添加してもよい。添加剤は１種類に限定されず、複数種類の添加剤が吸着膜１１２に添加されてもよい。添加剤の種類や添加量によって、吸着膜１１２の匂い物質に対する吸着状態を変化させることができる。

【0043】

添加剤には、例えば、無機イオンを含む。無機イオンは、例えば、塩化物イオン、塩素酸化物イオン、臭化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、及びホウ酸イオン等からなる群から選択されてよい。添加剤は、有機酸アニオンを含む。有機酸アニオンは、アルキルスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、及びカルボン酸等からなる群から選択されてよい。添加剤は、例えば、高分子酸アニオンを含む。高分子酸アニオンは、ポリアクリル酸又はポリスチレンスルホン酸を含む。添加剤は、塩を含む。添加剤としては、他にもシクロデキストリンやクラウンエーテル誘導体のようなホスト材料、アルキルアミンやアリールアミン、含窒素複素環化合物等の有機塩基材料、尿素誘導体、チオ尿素誘導体等の水素結合性材料等が考えられる。

【0044】

＜吸着膜の製造工程＞
吸着膜１１２の製造方法は、混合工程、膜形成工程、乾燥工程、を備えている。混合工程は、非導電性材料の溶液を調整する第１調整工程、イオン導電性材料の溶液を調整する第２調整工程、を有している。第１調整工程と第２調整工程とは独立した工程である。混合工程は、第１調整工程において調整した非導電性材料の溶液と、第２調整工程において調整したイオン導電性材料の溶液とを混合した混合物の溶液（以下、混合物溶液という。）を調整する第３調整工程を有している。ここで、混合物溶液を１００重量部とすると、非導電性材料は９０重量部、イオン導電性材料は１０重量部を混合する。なお、非導電性材料は、５０重量部から９５重量部の範囲で混合することが好ましく、イオン導電性材料は、５重量部から５０重量部の範囲で混合することが好ましい。

【0045】

膜形成工程は、混合工程により調整した混合物溶液を、例えば、マイクロディスペンサ等を用いて検出部１１４の表面に滴下する滴下工程を有している。なお、膜形成工程は、例えば、インクジェットにより混合物溶液を検出部１１４の表面に塗布する塗布工程を有していてもよい。

【0046】

乾燥工程では、膜形成工程によって検出部１１４の表面に滴下又は塗布された混合物溶液を乾燥させる。乾燥工程においては、例えば、気圧１ｂａｒ、温度２５℃、湿度５０％の環境下で混合物溶液を乾燥させる。なお、気圧、温度、湿度はこれらの値に限定されない。

【0047】

なお、非導電性材料にＳＡＭ等の自己組織化材料を用いる場合、検出部１１４の表面に自己組織化材料の膜（ＳＡＭ）を形成させて（膜形成工程）、形成された膜にイオン導電性材料を担持させてもよい（担持工程）。これにより、自己組織化材料を用いる場合でも、吸着膜１１２にイオン導電性を付与することができる。

【0048】

添加剤を添加する場合には、吸着膜１１２の製造方法の第３調整工程は、混合物溶液に添加剤を添加する添加工程を有する。ここで、混合物溶液を１００重量部とすると、添加剤は例えば１０重量部を添加する。添加剤は、１重量部から２０重量部の範囲で添加することが好ましい。なお、第１調整工程において添加剤を添加してもよいし、第２調整工程において添加剤を添加してもよい。さらに、吸着膜１１２の製造方法は、膜形成工程の後に添加工程を有していてもよく、膜形成工程において検出部１１４の表面に形成された混合物溶液の膜に添加剤が添加されてもよい。

【0049】

＜匂いセンサの電圧特性＞
図４は、実施形態１の匂いセンサの電圧特性を示す図であり、（ａ）は吸着膜に樹脂とイオン液体との混合物を用いた場合を示し、（ｂ）は吸着膜に樹脂のみを用いた場合を示す。いずれも、横軸に参照電圧Ｖｒｅｆ［ｍＶ］を示し、縦軸に匂いセンサが出力する出力電圧Ｖｏｕｔ［ｍＶ］を示す。なお、検出部１１４には、ＣＭＯＳを用いた。

【0050】

図４（ａ）では、参照電圧Ｖｒｅｆが５００ｍＶの近傍で、出力電圧Ｖｏｕｔが右肩下がりの特性を示している。匂いセンサ１００は、所定の参照電圧Ｖｒｅｆを印加した状態で、吸着膜１１２に匂い物質を吸着させることにより、匂い物質の吸着の前後における出力電圧Ｖｏｕｔの変化を検出する。図４（ａ）に示す実線は、吸着膜１１２に匂い物質が吸着していない場合の電圧特性である。吸着膜１１２に匂い物質が吸着すると、例えば、電圧特性のグラフが右側にシフトし（図中黒い矢印）破線で示す電圧特性に変化する。

【0051】

ここで、匂いセンサ１００に参照電圧Ｖｒｅｆとして５００ｍＶを印加している場合、匂い物質が吸着膜１１２に吸着する前には出力電圧Ｖｏｕｔは約３１００ｍＶである。吸着膜１１２に匂い物質が吸着すると、同じ参照電圧Ｖｒｅｆでも出力される出力電圧Ｖｏｕｔは約３３００ｍＶとなる。これにより、検出部１１４から出力された出力電圧Ｖｏｕｔの差分（以下、電位差ΔＶという。）２００ｍＶが検出され、匂い物質を検知することが可能となる。

【0052】

一方、図４（ｂ）では、どの参照電圧Ｖｒｅｆを用いても、出力電圧Ｖｏｕｔは一定である。このため、樹脂のみの吸着膜に匂い物質が吸着し、図４（ｂ）に示す電圧特性が、例えば右側にシフトしたとしても、図４（ａ）のような出力電圧Ｖｏｕｔの変化（電位差ΔＶ）は得られない。このため、図４（ｂ）の樹脂のみの吸着膜では、匂い物質を検知することができない。

【0053】

以上のように、本実施形態の吸着膜１１２は、樹脂のみの場合に比較して、イオン液体を混合したことにより、匂い物質の吸着の前後において出力電圧Ｖｏｕｔ、言い換えれば電圧特性を変化させることができ、匂い物質を検知することが可能となる。

【0054】

なお、図４（ａ）に示す電圧特性（電気的特性）は一例であり、参照電圧Ｖｒｅｆが０ｍＶにおけるグラフの切片の値（Ｖｏｕｔの値）や右肩下がりの傾きの大きさ等は、このグラフに限定されない。また、匂い物質が吸着膜１１２に吸着した際に、電圧特性のグラフが右にシフトするか、左にシフトするかは、吸着膜１１２と匂い物質との関係に応じて変わるものである。さらに、上述した説明では、匂い物質が吸着膜１１２に吸着する前後で、電圧特性の傾きが変わらないものとして説明したが、匂い物質の吸着によって電圧特性の傾きが変わる場合もある。

【0055】

以上、図４（ａ）に示すように、非導電性の樹脂とイオン液体との混合物を吸着膜１１２に含むことにより、非導電性の樹脂に導電性を付与することができ、匂い物質の検出が可能となる。

【0056】

［実施例及び比較例］
実施例では、吸着膜１１２に用いる混合物に、樹脂と相溶する次のイオン液体、より詳細には、樹脂と一定割合以上で相溶するイオン液体を用いた。ここで、「樹脂と一定割合以上で相溶する」とは、例えば、全体を１００重量部としたときの少なくとも０．０１重量部以上の相溶性を持つことをいう。
・トリブチルメチルアンモニウム ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド
・メチルトリオクチルアンモニウム ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド
・１－ブチル－３－メチルイミダゾリウム クロリド
・１－メチル－３－オクチルイミダゾリウム クロリド
・ヘキサフルオロリン酸－１－ブチル－３－メチルイミダゾリウム
・トリフルオロ酢酸－１－ブチル－３－メチルイミダゾリウム
・メタンスルホン酸－１－ブチル－３－メチルイミダゾリウム
・ジメチルリン酸トリブチルメチルホスホニウム

【0057】

また、実施例では、吸着膜１１２に用いる混合物に、次の樹脂（汎用樹脂）を用いた。
・ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）
・ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）
・ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）
・シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）
実施例では、上述した、非導電性材料である樹脂と、導電性材料であるイオン液体１つとを組み合わせて、吸着膜１１２に用いる混合物とした。

【0058】

さらに、実施例では、吸着膜１１２に用いる混合物に、次の非導電性の樹脂と、次の導電性材料としての可塑剤及び塩との組み合わせも用いた。
・ＰＶＣ＋フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）＋ジステアリルジメチルアンモニウム クロリド（ＤＤＡＣ）
・ＰＶＤＦ＋ＤＯＰ＋トリブチルメチルアンモニウム ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド

【0059】

＜実施例１＞
図５（ａ）～図５（ｄ）は、所定の樹脂（以下、樹脂１という。）に対し、異なるイオン液体を混合した混合物を用いた吸着膜１１２を有する匂いセンサ１００を用い、複数の試薬ガスを検出したときの検出結果を示すグラフである。なお、異なるイオン液体を、ＩＬ１～ＩＬ４とする。また、匂いセンサ１００により検出する匂い物質について、Ｇａｓ１からＧａｓ６までの６種類の試薬ガスを用いた。また、１００重量部の混合物溶液について、樹脂１を１．９重量部、イオン液体を０．１重量部混合した。検出部１１４にはＣＭＯＳを用いた。樹脂１、及び、試薬ガスＧａｓ１～Ｇａｓ６についての具体的な材料名は、次のとおりである。また、イオン液体ＬＩ１～ＬＩ４については、上述したイオン液体から所定の４つを選択した。
樹脂１：ＰＶＣ
試薬ガスＧａｓ１：アセトン
試薬ガスＧａｓ２：酢酸
試薬ガスＧａｓ３：エタノール
試薬ガスＧａｓ４：水
試薬ガスＧａｓ５：ヘキサン
試薬ガスＧａｓ６：アンモニア

【0060】

ここで、図５（ａ）～図５（ｄ）のグラフ（以下、レーダーチャートという。）は、匂いセンサ１００により６種類の試薬ガスを検出した際に、図４で説明した電位差ΔＶを示したものであり、以下、応答パターンともいう。図５（ａ）～図５（ｄ）では、正多角形（ここでは、正六角形）の頂点に６種類の試薬ガスを配置し、正六角形の中心から各頂点に向けて（０ｍＶ～３００ｍＶ）、電位差ΔＶを示す線上に検出結果をプロットした。

【0061】

＜樹脂１とＩＬ１との混合物を用いた吸着膜１１２＞
図５（ａ）は、樹脂１とイオン液体ＩＬ１との混合物を用いた吸着膜１１２を有する匂いセンサ１００により６種類の試薬ガスを検出した結果を示すレーダーチャートである。この吸着膜１１２では、Ｇａｓ１とＧａｓ３とが検出された。また、Ｇａｓ１の方がＧａｓ３よりも大きな値が得られた。Ｇａｓ２、Ｇａｓ４～Ｇａｓ６は検出することができなかった。

【0062】

＜樹脂１とＩＬ２との混合物を用いた吸着膜１１２＞
図５（ｂ）は、樹脂１とイオン液体ＩＬ２との混合物を用いた吸着膜１１２を有する匂いセンサ１００により６種類の試薬ガスを検出した結果を示すレーダーチャートである。この吸着膜１１２では、図５（ａ）のＧａｓ１のような大きな値を示すものはなかったが、Ｇａ１～Ｇａｓ４、Ｇａｓ６という、６種類の試薬ガスのうち５種類の試薬ガスを検出することができ、５種類の試薬ガスについては同程度の値が得られた。Ｇａｓ５は検出することができなかった。

【0063】

＜樹脂１とＩＬ３との混合物を用いた吸着膜１１２＞
図５（ｃ）は、樹脂１とイオン液体ＩＬ３との混合物を用いた吸着膜１１２を有する匂いセンサ１００により６種類の試薬ガスを検出した結果を示すレーダーチャートである。この吸着膜１１２では、検出できない試薬ガスはなかったが、Ｇａｓ５で得られた値は小さく、Ｇａｓ１もＧａｓ５よりは大きいがやや小さい値であった。一方、Ｇａｓ３では、Ｇａｓ１、Ｇａｓ５よりも大きな値が得られた。さらに、Ｇａｓ２、Ｇａｓ４、Ｇａｓ６では、Ｇａｓ３よりも大きな値が得られた。

【0064】

＜樹脂１とＩＬ４との混合物を用いた吸着膜１１２＞
図５（ｄ）は、樹脂１とイオン液体ＩＬ４との混合物を用いた吸着膜１１２を有する匂いセンサ１００により６種類の試薬ガスを検出した結果を示すレーダーチャートである。この吸着膜１１２では、Ｇａｓ３で大きな値が得られた。Ｇａｓ１では、わずかな値が検出できた。Ｇａｓ２、Ｇａｓ４～Ｇａｓ６は非常に小さな値しか得られなかった、又は、検出することができなかった。

【0065】

以上のことから、同じ樹脂を用いた場合でも、イオン液体を変えることにより、異なる応答パターンを得ることができた。したがって、検出したい匂い物質に応じてイオン液体を選択することで、狙った匂い物質を精度良く測定することができる。また、異なるイオン液体を用いたセンサ素子１１０を複数用いることで、複数の匂い物質を測定することも可能である。

【0066】

［比較例１］
＜樹脂１＞
図５（ａ）～図５（ｄ）との比較のために、イオン液体を用いない樹脂１のみの吸着膜を有する匂いセンサ１００により６種類の試薬ガスを検出した結果を、図５（ｅ）のレーダーチャートに示す。６種類の試薬ガスの全てにおいて、非常に小さな値しか得られなかった、又は、検出することができなかった。
以上のことから、吸着膜に非導電性の樹脂を用いただけでは、精度よく匂い物質の検出を行うことが困難であることがわかった。

【0067】

［実施例２］
図６（ａ）～図６（ｄ）は、所定のイオン液体に対し、異なる樹脂を混合した混合物を用いた吸着膜１１２を有する匂いセンサ１００を用い、複数の試薬ガスを検出したときの検出結果を示すグラフである。ここで、所定のイオン液体には、図５（ｃ）で用いたイオン液体ＩＬ３を用いた。また、異なる樹脂を、樹脂１～樹脂４とする。また、匂いセンサ１００により検出する匂い物質について、図５と同様に、Ｇａｓ１からＧａｓ６までの６種類の試薬ガスを用いた。具体的には、次のとおりである。また、１００重量部の混合物溶液について、樹脂を１．９重量部、イオン液体ＩＬ３を０．１重量部混合した。検出部１１４にはＣＭＯＳを用いた。また、具体的な材料名は、次のとおりである。なお、実施例１で説明したものについては、説明を省略する。
樹脂２：ＰＶＤＦ
樹脂３：ＰＭＭＡ
樹脂４：ＣＯＰ

【0068】

＜樹脂１とＩＬ３との混合物を用いた吸着膜１１２＞
図６（ａ）は、樹脂１とイオン液体ＩＬ３との混合物を用いた吸着膜１１２を有する匂いセンサ１００により６種類の試薬ガスを検出した結果を示すレーダーチャートである。図６（ａ）のレーダーチャートは、図５（ｃ）のレーダーチャートと同様であり、説明を省略する。

【0069】

＜樹脂２とＩＬ３との混合物を用いた吸着膜１１２＞
図６（ｂ）は、樹脂２とイオン液体ＩＬ３との混合物を用いた吸着膜１１２を有する匂いセンサ１００により６種類の試薬ガスを検出した結果を示すレーダーチャートである。この吸着膜１１２では、Ｇａｓ１～Ｇａｓ４、Ｇａｓ６について、大きな値が得られた。Ｇａｓ５は検出することができなかった。

【0070】

＜樹脂３とＩＬ３との混合物を用いた吸着膜１１２＞
図６（ｃ）は、樹脂３とイオン液体ＩＬ３との混合物を用いた吸着膜１１２を有する匂いセンサ１００により６種類の試薬ガスを検出した結果を示すレーダーチャートである。この吸着膜１１２では、検出結果の値が大きい順に、Ｇａｓ２、Ｇａｓ４、Ｇａｓ６、Ｇａｓ１の順で結果が得られた。一方、Ｇａｓ３、Ｇａｓ５については、非常に小さな値しか得られなかった、又は、検出することができなかった。

【0071】

＜樹脂４とＩＬ３との混合物を用いた吸着膜１１２＞
図６（ｄ）は、樹脂３とイオン液体ＩＬ３との混合物を用いた吸着膜１１２を有する匂いセンサ１００により６種類の試薬ガスを検出した結果を示すレーダーチャートである。この吸着膜１１２では、検出結果の値が大きい順に、Ｇａｓ６、Ｇａｓ３、Ｇａｓ２、Ｇａｓ４の順で結果が得られた。一方、Ｇａｓ１、Ｇａｓ５については、非常に小さな値しか得られなかった。

【0072】

以上のことから、同じイオン液体を用いた場合でも、樹脂を変えることにより、異なる応答パターンを得ることができた。したがって、検出したい匂い物質に応じて樹脂を選択することで、狙った匂い物質を精度良く測定することができる。また、異なる樹脂を用いたセンサ素子１１０を複数用いることで、複数の匂い物質を測定することも可能である。さらに、実施例１及び実施例２の結果から、複数のセンサ素子１１０を用いる場合、吸着膜１１２に用いる樹脂とイオン液体との混合物を種々組み合わせることで、多様な応答パターンを得ることができる。吸着膜１１２にイオン導電性材料を用いることで、従来用いられていなかった非導電性材料を用いることが可能となり、匂いセンサ１００の応答パターンのバリエーションを増やすことができる。

【0073】

以上、実施形態１によれば、非導電性材料を用いて吸着膜のバリエーションを増やし、匂いのパターン分析の精度を向上させることができる匂いセンサ、匂いデータ解析装置及び匂いセンサの製造方法を提供することができる。

【0074】

［実施形態２］
以下、実施形態２に係る匂いセンサについて説明する。

【0075】

＜匂いセンサの構成＞
匂いセンサにおいては、基部の表面に特有の匂い物質を吸着する吸着膜が形成されている。その吸着膜は、例えば導電性高分子膜等の膜材料に添加剤が添加されることにより形成される。

【0076】

基部としては、水晶振動子センサ（ＱＣＭ）を用いることもできる。他にも、例えばＣＭＯＳセンサ、表面弾性波センサ、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、電荷結合素子センサ、ＭＯＳ電界効果トランジスタ、金属酸化物半導体センサ、有機導電性ポリマーセンサ、電気化学的センサ、圧電素子センサ、ＳＰＲセンサ等を基部として用いることができる。また、基部に用いるものによって、匂いデータＦ１を構成する物理量として、周波数、電位、質量、光や音の波長・強度、抵抗値、電流値等が考えられる。

【0077】

吸着膜を構成する膜材料としては、例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性高分子を適用することができる。なお、膜材料には、実施形態１で説明したイオン液体、汎用樹脂、可塑剤、塩等を用いることもできる。また、電極には、金、銀、白金、クロム、チタン、アルミニウム、ニッケル、ニッケル系合金、シリコン等の無機材料を適用することができる。他にも、カーボン、カーボンナノチューブ、グラフェン等のナノカーボン材料等を適用することができる。

【0078】

添加剤としては、例えば、無機イオン、有機酸アニオン、高分子酸アニオンを適用することができる。無機イオンとしては、例えば、塩化物イオン、塩素酸化物イオン、臭化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、及びホウ酸イオン等が考えられる。有機酸アニオンとしては、例えば、アルキルスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、カルボン酸等が考えられる。高分子酸アニオンとしては、例えば、アルキルスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、カルボン酸等の有機酸アニオン、ポリアクリル酸、ポリスチレンスルホン酸等の高分子酸アニオンが考えられる。添加剤としては、他にもシクロデキストリンやクラウンエーテル誘導体のようなホスト材料、アルキルアミンやアリールアミン、含窒素複素環化合物等の有機塩基材料、尿素誘導体、チオ尿素誘導体等の水素結合性材料等が考えられる。他にも、実施形態１で挙げた各種イオン液体も添加剤になりうる。

【0079】

＜匂いセンサの配列＞
匂いセンサは、１つ又は複数の基部の表面に複数の吸着膜を配列して使用する事が可能である。この場合において、例えば、異なる匂い物質ごとに特有の吸着特性を有する各々異なる複数の吸着膜を一列に配列することができる。また、複数の吸着膜を複数個ずつ縦横に配列し平面状に整列配置することもできる。

【0080】

どの吸着特性を有する吸着膜をどの順序で配列したかの情報を暗号化キー又はパスコードとして利用することで種々の場面におけるセキュリティを高めることができる。この匂いセンサ又はそれを含むシステム全体を、匂いを利用したセキュリティシステムとして利用することができる。

【0081】

＜匂いデータベースの秘匿化処理＞
図７は、実施形態２に係る匂いセンサユニット１０１０の概略構成である。匂いセンサユニット１０１０は、５個の匂いセンサ１０１０ａ～１０１０ｅを有している。匂いセンサ１０１０ａ～１０１０ｅは、基部１００２として、例えば水晶振動子センサ（ＱＣＭ）を用いている。この実施形態２では、５個の匂いセンサ１０１０ａ～１０１０ｅが順に一列に配列されている。５個の基部１００２の表面には、吸着膜１００４ａ～１００４ｅが各々形成されていて、吸着膜１００４ａ～１００４ｅは各々匂いセンサ１０１０ａ～１０１０ｅに対応している。吸着膜１００４ａ～１００４ｅは、それぞれ導電性高分子膜１００５に添加剤１００６ａ～１００６ｅが添加されて形成されている。添加剤１００６ａ～１００６ｅの各々の特性の違いにより、吸着膜１００４ａ～１００４ｅは各々異なる匂い物質を吸着する吸着特性を発揮する。

【0082】

この匂いセンサ１０１０で例えば、３種類のガスＧａ、Ｇｂ、Ｇｃの匂いを検出し、データベースＤＢ１に格納する場合を想定する。ガスＧａ、Ｇｂ、Ｇｃを匂いセンサ１０１０ａ～１０１０ｅで検出したときの検出結果は、例えば以下であるとする。（）内の数値は、それぞれ匂いセンサ１０１０ａ～１０１０ｅの出力値である。
ガスＧａ：（０，５，１０，５，０）
ガスＧｂ：（２，４，６，８，１０）
ガスＧｃ：（１０，８，６，４，２）

【0083】

この出力値をそのまま匂いデータベースＤＢに格納すると、仮にその匂いデータベースＤＢ内の情報が盗用されると、ガスＧａ～Ｇｃの匂いセンサ１０１０ａ～１０１０ｅによる検出結果が盗用者に容易に露呈してしまう。しかしながら、例えば、５個の匂いセンサ１０１０ａ～１０１０ｅの出力値の配列順序を変更し、配列順序を変更した状態で、匂いセンサ１０１０ａ～１０１０ｅからの出力値を匂いデータベースＤＢに格納する。そして、その変更順序の情報を暗号化キーとして匂いデータベースＤＢと別管理すれば、仮にデータベースＤＢ内の情報が盗用されても、盗用者は、ガスＧａ～Ｇｃの匂いセンサ１０１０ａ～１０１０ｅによる検出結果を容易に把握することができない。

【0084】

例えば、５個の匂いセンサ１０１０ａ～１０１０ｅの出力値の配列順序を（１，３，５，２，４）とすると、匂いデータベースＤＢ内に格納される各ガスＧａ～Ｇｃの検出結果は、以下の通りとなる。
ガスＧａ：（０，１０，０，５，５）
ガスＧｂ：（２，６，１０，４，８）
ガスＧｃ：（１０，６，２，８，４）

【0085】

暗号化キーがなければ、ガスＧａ～Ｇｃの匂いセンサ１０１０ａ～１０１０ｅによる検出結果をセンサ順序の通りに再現することができない。ここで、暗号化キー（１，３，５，２，４）を用いれば、匂いデータベースＤＢ内のガスＧａ～Ｇｃの検出結果を匂いセンサ１０１０ａ～１０１０ｅの順序通りに復号することができる。この方策により、匂いデータベースＤＢ内に格納された匂いデータのセキュリティを向上させることができる。

【0086】

また、例えば、匂いデータベースＤＢ内に格納する匂いデータを検出するための匂いセンサユニット内のセンサ配列の順序と、ユーザに販売する匂いセンサユニット内のセンサ配列の順序を変更し、その変更内容を暗号化キーとすることもできる。また、匂いセンサユニットを複数個生産する場合において、ユニットごと、又は複数ロットごとにユニット内のセンサ配列を変更し、その変更内容を暗号化キーとして管理することにより、匂いデータの秘匿管理性の向上により一層貢献することができる。

【0087】

＜匂いを利用した入退室管理＞
図７に示す匂いセンサユニット１０１０を用いることで、例えば、匂いを利用した入退室管理を実現することもできる。入退室の施錠解錠は特定の匂いを有するガスを利用して行う。ここで、その入退室に利用する匂いを「匂い鍵」と言うこととする。匂い鍵は、例えば特定の香水でもよいし、個人の体臭であってもよい。部屋のドアの施錠解錠を制御する入退室制御システムに匂いセンサユニット１０１０を連携させれば、匂い鍵によってドアの解錠を実現することができる。

【0088】

ここで、例えば、匂い鍵だけでは解錠できず、それに加えて、匂いセンサユニット１０１０内のセンサ配列情報をパスワードとして入力してようやく解錠が可能となるように構成することができる。例えば、ドアを解錠可能な検出結果が（２，４，６，８，１０）であり、その情報が入退室制御システム内又はクラウド内のデータベース等に格納されている。匂いセンサユニット１０１０による匂い鍵の検出結果が、（２，６，１０，４，８）であると、ドアを解錠することができない。しかしながら、匂いセンサユニット１０１０内のセンサ配列情報（１，３，５，２，４）を入力されると、（２，６，１０，４，８）との検出結果が（２，４，６，８，１０）に変換される。変換後の検出結果とデータベース等に格納された検出結果とが照合され、一致すればドアの解錠が可能となる。

【0089】

＜産業上の利用可能性＞
なお、上記の実施形態にて説明した匂いセンサやその匂いセンサで検出された匂いデータの解析方法を用いれば、複数の異なる匂い物質を含有するガス中に含まれる当該匂い物質を迅速かつ高精度に特定することができる。演算処理装置への負荷を軽減することもできる。ある特定のガスと他のガスとの匂いを弁別する場合においても、迅速かつ高精度に両者の弁別が可能となる。また、検出したガスに含有される匂い物質を、その検出された匂いデータとデータベース等に格納された匂いデータとを照合することにより特定する場合においても、迅速かつ高精度に照合が可能となる。なお、実施形態２の匂いセンサ１０１０ａ～１０１０ｅは、実施形態１の匂いセンサ１００に置き換えることも可能である。

【0090】

以上、実施形態２によれば、非導電性材料を用いて吸着膜のバリエーションを増やし、匂いのパターン分析の精度を向上させることができる匂いセンサ、匂いデータ解析装置及び匂いセンサの製造方法を提供することができる。

【0091】

以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。例えば、本発明は以下の趣旨を含むものとする。

【0092】

［趣旨１］
匂い物質を吸着する吸着膜と、
前記匂い物質が前記吸着膜へ吸着することに起因する吸着状態の変化を検出する検出部と、
を備え、
前記吸着膜は、非導電性材料とイオン導電性材料との混合物を含む、匂いセンサ。

【0093】

［趣旨２］
センサ素子を複数有し、
前記吸着膜は、前記センサ素子の上に形成され、
複数の前記センサ素子は、それぞれが、異なる前記非導電性材料及び／又は異なる前記イオン導電性材料との前記混合物を含む前記吸着膜を有していてもよい。

【0094】

［趣旨３］
前記吸着膜は、前記吸着状態を変化させる添加剤を含んでもよい。

【0095】

［趣旨４］
前記吸着状態の変化が、前記吸着膜の電気的特性の変化であってもよい。

【0096】

［趣旨５］
前記非導電性材料は、非導電性の固体マトリクス母材を含んでもよい。

【0097】

［趣旨６］
前記非導電性の前記固体マトリクス母材は、樹脂、多孔質性材料又は低分子自己組織化材料を含んでもよい。

【0098】

［趣旨７］
前記イオン導電性材料は、イオン液体、塩を溶解した可塑剤、イオン導電性の無機ガラス材料、又はイオン導電性を有する固体マトリクス母材を含んでもよい。

【0099】

［趣旨８］
匂い物質を吸着する吸着膜と、
前記匂い物質が前記吸着膜へ吸着することに起因する吸着状態の変化を検出する検出部と、
を備え、
前記吸着膜は、イオン導電性を有する固体マトリクス母材を含む、匂いセンサ。

【0100】

［趣旨９］
上記の匂いセンサと、
前記匂いセンサの検出結果に基づく解析を行う解析部と、
を備え、
前記匂いセンサは、センサ素子を複数有し、
前記吸着膜は、前記センサ素子の上に形成され、
前記解析部は、それぞれの前記センサ素子により検出した前記匂い物質の吸着量の違いに基づいて、前記匂い物質が接近してきた方向を解析する、匂いデータ解析装置。

【0101】

［趣旨１０］
複数の前記匂いセンサを有し、
複数の前記匂いセンサは、配列を変更することが可能であってもよい。

【0102】

［趣旨１１］
上記の匂いセンサを製造する匂いセンサの製造方法であって、
前記非導電性材料と前記イオン導電性材料とを混合し前記混合物を生成する混合工程と、
前記混合物を前記検出部上に前記吸着膜として形成する膜形成工程と、
を備える、匂いセンサの製造方法。

【0103】

［趣旨１２］
上記の匂いセンサを製造する匂いセンサの製造方法であって、
前記非導電性材料は、自己組織化材料を含み、
前記検出部の表面に前記自己組織化材料の膜を形成する膜形成工程と、
前記膜に前記イオン導電性材料を担持させる担持工程と、
を備える、匂いセンサの製造方法。

【符号の説明】

【0104】

１００ 匂いセンサ
１１０、１１０ａ～１１０ｉ センサ素子
１１２、１１２ａ～１１２ｌ 吸着膜
１１４、１１４ａ～１１４ｉ 検出部
１１６ 電極
１２０ 基板
１２０ａ、１２０ｂ 面
２００ データ解析装置
２２０ 解析部
２２０ｂ 記憶装置（メモリ）
２２０ｃ 入出力ポート
１００２ 基部
１００４ａ～１００４ｅ 吸着膜
１００５ 導電性高分子膜
１００６ａ～１００６ｅ 添加剤
１０１０ 匂いセンサユニット
１０１０ａ～１０１０ｅ 匂いセンサ
Ｆ１ 匂いデータ
Ｇａ～Ｇｃ ガス
Ｇａｓ１～Ｇａｓ６ 試薬ガス
ＩＬ１～ＩＬ４ イオン液体
Ｐ 解析プログラム
Ｒ 演算済みデータ
Ｖｏｕｔ 出力電圧
Ｖｒｅｆ 参照電圧
ΔＶ 電位差

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】