JP6971729B2 - Detection device and detection method - Google Patents
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本発明の実施形態は、検出装置及び検出方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a detection device and a detection method.
空隙が配置された構造体に電磁波が照射されると、電磁波の反射率又は透過率について空隙の特性に由来する周波数特性が生じる。構造体に物質が付着した場合、反射率又は透過率の周波数特性は、当該物質の存在のため変化する。 When an electromagnetic wave is applied to a structure in which a void is arranged, a frequency characteristic derived from the characteristic of the void is generated with respect to the reflectance or transmittance of the electromagnetic wave. When a substance adheres to the structure, the frequency characteristics of reflectance or transmittance change due to the presence of the substance.
上記の特性を利用して、構造体を有するセンサを用いて所定の物質（被検出物）の有無を検出する技術が知られている。 A technique for detecting the presence or absence of a predetermined substance (object to be detected) by using a sensor having a structure is known by utilizing the above characteristics.
精度よく被検出物を検出することができる検出装置及び検出方法を提供する。 Provided are a detection device and a detection method capable of accurately detecting an object to be detected.
実施形態によれば、センサにおける電磁波の透過率又は反射率に基づいてサンプルに含まれる被検出物又はサンプルから抽出した特定の被検出物を検出する検出装置は、照射部と、検出部と、制御部と、駆動部と、を備える。照射部は、センサに電磁波を照射する。検出部は、照射部が照射しセンサを透過した透過波又は照射部が照射しセンサで反射した反射波の強度を検出する。制御部は、照射部及び検出部を用いて、サンプルから抽出した特定の被検出物が添加されていないセンサの電磁波のリファレンス透過率又はリファレンス反射率を複数の周波数でそれぞれ測定し、照射部及び検出部を用いて、サンプルから抽出した特定の被検出物が添加されたセンサの電磁波の検出透過率又は検出反射率を複数の周波数でそれぞれ測定し、複数の周波数におけるリファレンス透過率又はリファレンス反射率及び複数の周波数における検出透過率又は検出反射率に基づいて被検出物を検出する。駆動部は、前記センサ又は前記照射部を移動させる。前記センサは、前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加されていない第１の領域と前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加された第２の領域とから構成される。前記第１の領域と前記第２の領域とは、特定の被検出物が存在しない状態では同一の周波数特性を有する。前記制御部は、
前記駆動部を用いて前記照射部からの電磁波が前記第１の領域の照射させるように前記センサ又は前記照射部を移動させ、前記第１の領域に前記複数の周波数の電磁波を照射して前記複数の電磁波のリファレンス透過率又はリファレンス反射率を測定し、前記駆動部を用いて前記照射部からの電磁波が前記第２の領域の照射させるように前記センサ又は前記照射部を移動させ、前記第２の領域に前記複数の周波数の電磁波を照射して前記複数の電磁波のリファレンス透過率又はリファレンス反射率を測定する。
According to the embodiment, the detection device for detecting the object to be detected contained in the sample or the specific object to be detected extracted from the sample based on the transmittance or the reflectance of the electromagnetic wave in the sensor includes an irradiation unit, a detection unit, and the detection unit. It includes a control unit and a drive unit . The irradiation unit irradiates the sensor with electromagnetic waves. The detection unit detects the intensity of the transmitted wave irradiated by the irradiation unit and transmitted through the sensor or the reflected wave irradiated by the irradiation unit and reflected by the sensor. The control unit uses the irradiation unit and the detection unit to measure the reference transmittance or reference reflectance of the electromagnetic wave of the sensor to which the specific object to be detected extracted from the sample is not added, respectively, at a plurality of frequencies, and the irradiation unit and the detection unit are used. Using the detector, the detected transmittance or detected reflectance of the electromagnetic wave of the sensor to which the specific object to be detected extracted from the sample is added is measured at multiple frequencies, respectively, and the reference transmittance or reference reflectance at multiple frequencies is used. And the object to be detected is detected based on the detected transmittance or the detected reflectance at a plurality of frequencies. The drive unit moves the sensor or the irradiation unit. The sensor is composed of a first region to which a specific object to be detected extracted from the sample is not added and a second region to which a specific object to be detected extracted from the sample is added. The first region and the second region have the same frequency characteristics in the absence of a specific object to be detected. The control unit
Using the drive unit, the sensor or the irradiation unit is moved so that the electromagnetic wave from the irradiation unit irradiates the first region, and the first region is irradiated with the electromagnetic waves of the plurality of frequencies. The reference transmittance or the reference reflectance of a plurality of electromagnetic waves is measured, and the sensor or the irradiation unit is moved so that the electromagnetic wave from the irradiation unit irradiates the second region using the drive unit. The two regions are irradiated with electromagnetic waves of the plurality of frequencies, and the reference transmittance or the reference reflectance of the plurality of electromagnetic waves is measured.
以下、図面を参照して実施形態について説明する。なお、各図は実施形態とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは適宜、設計変更することができる。
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。
第１の実施形態に係る検出装置は、たとえば、サンプルから抽出した特定の菌（被検出物）などの有機物の有無を検出する。検出装置は、空隙が設けられた構造体を有する検出センサに対して所定の周波数を有する電磁波を照射し検出センサを透過した透過波を検出する。検出センサは、サンプルから抽出した特定の菌が添加されていない第１の領域とサンプルから抽出した特定の菌が添加された第２の領域とから構成される。検出装置は、第１の領域の透過率と第２の領域の透過率とを測定する。検出システムは、両透過率が一致しない場合に、検出センサ上に被検出物が堆積していると判定する。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. It should be noted that each figure is a schematic view for promoting the embodiment and its understanding, and its shape, dimensions, ratio, and the like can be appropriately changed in design.
(First Embodiment)
First, the first embodiment will be described.
The detection device according to the first embodiment detects, for example, the presence or absence of an organic substance such as a specific bacterium (object to be detected) extracted from a sample. The detection device irradiates a detection sensor having a structure provided with a gap with an electromagnetic wave having a predetermined frequency and detects a transmitted wave transmitted through the detection sensor. The detection sensor is composed of a first region to which the specific bacterium extracted from the sample is not added and a second region to which the specific bacterium extracted from the sample is added. The detection device measures the transmittance of the first region and the transmittance of the second region. The detection system determines that the object to be detected is deposited on the detection sensor when the two transmittances do not match.
図１は、検出装置１の構成例を示す。図１が示すように、検出装置１は、制御装置１０、Ｄ／Ａコンバータ２０、電磁波発生素子３０、電磁波受光素子４０、Ａ／Ｄコンバータ５０、駆動部６０及び検出センサ１００などを備える。制御装置１０とＤ／Ａコンバータ２０、Ａ／Ｄコンバータ５０及び駆動部６０とは、互いに電気的に接続される。Ｄ／Ａコンバータ２０と電磁波発生素子３０とは、互いに電気的に接続される。電磁波受光素子４０とＡ／Ｄコンバータ５０とは、互いに電気的に接続される。
FIG. 1 shows a configuration example of the
制御装置１０は、検出装置１全体を制御する。制御装置１０は、制御信号を送信し各部を制御する。また、制御装置１０は、検出装置１の各部から種々の信号を受信する。たとえば、制御装置１０は、駆動部６０に対して検出センサ１００を所定の位置に移動させる制御信号を送信する。また、制御装置１０は、Ｄ／Ａコンバータ２０に対して電磁波発生素子３０に電力を供給することを指示する制御信号を送信する。また、制御装置１０は、Ａ／Ｄコンバータ５０から電磁波受光素子４０が受光した電磁波の強度を示すセンサ信号を受信する。制御装置１０は、センサ信号などに基づいて検出センサ１００上に被検出物があるかを判定する。
制御装置１０については、後に詳述する。
The
The
Ｄ／Ａコンバータ２０は、制御装置１０からの制御信号に基づいて電磁波発生素子３０に電圧を印加する。即ち、Ｄ／Ａコンバータ２０は、制御信号をアナログ信号に変換して電磁波発生素子３０に印加する。Ｄ／Ａコンバータ２０は、制御信号に基づく電圧を電磁波発生素子３０に印加する。Ｄ／Ａコンバータ２０は、少なくとも異なる２つの電圧（第１の電圧及び第２の電圧）を電磁波発生素子３０に印加する。たとえば、Ｄ／Ａコンバータ２０は、電圧を指示する制御信号を受信し、当該電圧を電磁波発生素子３０に印加する。
The D /
電磁波発生素子３０は、Ｄ／Ａコンバータ２０からの電力によって電磁波を検出センサ１００に照射する。電磁波発生素子３０は、Ｄ／Ａコンバータ２０によって印加された電圧に応じた周波数の電磁波を照射する。たとえば、電磁波発生素子３０は、数テラヘルス程度の周波数の電磁波を照射する。
The electromagnetic
図２は、電磁波発生素子３０が照射する電磁波の周波数を示すグラフである。図２では、横軸は、電圧を示す。縦軸は、周波数を示す。図２が示すように、電磁波発生素子３０は、電圧が上がるほど高い周波数の電磁波を照射する。電磁波発生素子３０は、第１の電圧が印加された場合、第１の周波数の電磁波を照射する。また、電磁波発生素子３０は、第２の電圧が印加された場合、第２の周波数の電磁波を照射する。
なお、電磁波発生素子３０の電圧特性は、特定の構成に限定されるものではない。
Ｄ／Ａコンバータ２０及び電磁波発生素子３０は、照射部を構成する。
FIG. 2 is a graph showing the frequency of the electromagnetic wave irradiated by the electromagnetic
The voltage characteristic of the electromagnetic
The D /
電磁波受光素子４０は、電磁波発生素子３０から照射され検出センサ１００を透過した透過波の強度を検出する。たとえば、電磁波受光素子４０は、強度に応じた電圧をＡ／Ｄコンバータ５０に出力する。また、電磁波受光素子４０は、フォトトランジスタなどであってもよい。
The electromagnetic wave
Ａ／Ｄコンバータ５０は、電磁波受光素子４０が検出した強度を示すセンサ信号（たとえば、デジタル信号）を生成する。Ａ／Ｄコンバータ５０は、センサ信号を制御装置１０に送信する。
電磁波受光素子４０及びＡ／Ｄコンバータ５０は、検出部を構成する。
The A /
The electromagnetic wave
駆動部６０は、制御装置１０からの制御信号に従って検出センサ１００を移動させる。駆動部６０は、電磁波発生素子３０からの電磁波を検出センサ１００の任意の位置に照射するため、検出センサ１００を移動させる。ここでは、駆動部６０は、電磁波発生素子３０が照射する電磁波の方向と垂直な方向に検出センサ１００を移動させる。駆動部６０は、たとえば、モータ及び駆動ベルトなどから構成される。
The
検出センサ１００は、電磁波発生素子３０からの電磁波を所定の透過率で電磁波受光素子４０に透過させる。検出センサ１００は、所定の周波数特性を有する。即ち、検出センサ１００は、電磁波の周波数によって透過率が異なる構成を有する。また、菌などの有機物（被検出物）が検出センサ１００の表面に付着すると、検出センサ１００の透過率が変化する。
検出センサ１００については、後に詳述する。
The
The
次に、制御装置１０について説明する。
図３は、制御装置１０の構成例を示すブロック図である。
図３が示す構成例において、制御装置１０は、プロセッサ１１（制御部）、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、ＮＶＭ１４、インターフェース１５、操作部１６及び表示部１７などを備える。これらの各部は、データバスを介して互いに接続される。なお、制御装置１０は、図２が示すような構成の他に必要に応じた構成を具備したり、特定の構成が除外されたりしてもよい。
Next, the
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the
In the configuration example shown in FIG. 3, the
プロセッサ１１は、制御装置１０全体の動作を制御する機能を有する。プロセッサ１１は、内部キャッシュおよび各種のインターフェースなどを備えてもよい。プロセッサ１１は、内部メモリ、ＲＯＭ１２又はＮＶＭ１４が予め記憶するプログラムを実行することにより種々の処理を実現する。
The
なお、プロセッサ１１がプログラムを実行することにより実現する各種の機能のうちの一部は、ハードウエア回路により実現されるものであってもよい。この場合、プロセッサ１１は、ハードウエア回路により実行される機能を制御する。
It should be noted that some of the various functions realized by the
ＲＯＭ１２は、制御プログラム及び制御データなどが予め記憶された不揮発性のメモリである。ＲＯＭ１２に記憶される制御プログラム及び制御データは、制御装置１０の仕様に応じて予め組み込まれる。ＲＯＭ１２は、たとえば、制御装置１０の回路基板を制御するプログラム（たとえば、ＢＩＯＳ）などを格納する。
The
ＲＡＭ１３は、揮発性のメモリである。ＲＡＭ１３は、プロセッサ１１の処理中のデータなどを一時的に格納する。ＲＡＭ１３は、プロセッサ１１からの命令に基づき種々のアプリケーションプログラムを格納する。また、ＲＡＭ１３は、アプリケーションプログラムの実行に必要なデータ及びアプリケーションプログラムの実行結果などを格納してもよい。
The
ＮＶＭ１４は、データの書き込み及び書き換えが可能な不揮発性のメモリである。ＮＶＭ１４は、たとえば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）又はフラッシュメモリなどから構成される。ＮＶＭ１４は、制御装置１０の運用用途に応じて制御プログラム、アプリケーション及び種々のデータなどを格納する。
The
インターフェース１５は、Ｄ／Ａコンバータ２０、Ａ／Ｄコンバータ５０及び駆動部６０とデータを送受信するためのインターフェースである。インターフェース１５は、Ｄ／Ａコンバータ２０、Ａ／Ｄコンバータ５０及び駆動部６０のそれぞれに対応するインターフェースから構成されてもよい。たとえば、インターフェース１５は、ＵＳＢ接続をサポートするものであってもよい。
The
操作部１６は、オペレータから種々の操作の入力を受け付ける。操作部１６は、受け付けた操作を示す信号をプロセッサ１１へ送信する。たとえば、操作部１６は、キーボード、テンキー及びタッチパネルから構成される。
The
表示部１７は、プロセッサ１１の制御により種々の情報を表示する。たとえば、表示部１７は、液晶モニタから構成される。なお、操作部１６がタッチパネルなどで構成される場合、表示部１７は、操作部１６と一体的に形成されてもよい。
The
次に、検出センサ１００について説明する。図４は、検出センサ１００の上面図である。図５は、Ｆ５−Ｆ５の断面図である。
図４及び図５が示すように、検出センサ１００は、基材１０１及び構造体１０２などから構成される。
Next, the
As shown in FIGS. 4 and 5, the
基材１０１は、たとえば、所定の大きさの矩形に形成される。基材１０１は、電磁波発生素子３０が照射する電磁波に対して変化を生じさせない素材から構成されるのが望ましい。即ち、基材１０１は、電磁波発生素子３０が照射する電磁波の周波数帯において透過性を有する素材から構成されることが望ましい。たとえば、基材１０１は、シリコンウエハなどから構成される。また、基材１０１は、ポリエチレンなどの有機材料から構成されてもよい。
The
たとえば、基材の厚さは、１００〜８００μｍの範囲である。たとえば、基材１０１の厚さは、５２５μｍ程度である。
なお、基材１０１の素材及び外寸は、特定の構成に限定されるものではない。
For example, the thickness of the substrate is in the range of 100 to 800 μm. For example, the thickness of the
The material and outer dimensions of the
構造体１０２は、透過率における周波数特性においてピークを有する。構造体１０２は、ピークに寄与する所定の形状の構造体から構成される。構造体１０２は、電磁波発生素子３０が照射する電磁波の周波数帯においてピークを有することが望ましい。
The
たとえば、構造体１０２は、金又はアルミニウムなどの導電体から形成される。構造体１０２は、複数の層を備える構造であってもよい。たとえば、構造体１０２は、基材１０１との接着層としてクロム又はチタンなどの層を備えてもよい。
たとえば、構造体１０２の厚さは、０．１μｍから５０μｍの範囲である。たとえば、構造体１０２の厚さは、０．２μｍ程度である。
For example, the
For example, the thickness of the
構造体１０２は、周期的に配置される周期構造体として基材１０１上に複数個形成される。
A plurality of
構造体１０２は、環状構造である。構造体１０２は、環の一部が切断する構造である。即ち、構造体１０２は、Ｃ字型に形成される。たとえば、構造体１０２の外寸は、１８μｍ程度である。また、構造体１０２の幅（環の幅）は、３μｍ程度である。
構造体１０２は、分割リング共振器を形成する。構造体１０２は、分割リング共振器によってＬＣＲ（コイル、コンデンサ、抵抗）回路を形成する。構造体１０２は、ＬＣＲ回路によって所定の共振周波数において共振特性を有する。
なお、構造体１０２の形状及び大きさは、特定の構成に限定されるものではない。
The
The
The shape and size of the
検出センサ１００は、第１の領域１００ａ及び第２の領域１００ｂに分割される。
第１の領域１００ａと第２の領域１００ｂとは、それぞれ同一の構造体１０２を有する。即ち、第１の領域１００ａと第２の領域１００ｂとは、被検出物が存在しない状態では、同一の周波数特性を有する。
The
The
第１の領域１００ａは、サンプルから抽出した特定の被検出物が添加されない領域である。第１の領域１００ａは、検出センサ１００が元々有している周波数特性を有する。
The
第２の領域１００ｂは、サンプルから抽出した特定の被検出物が添加される領域である。サンプルに被検出物が存在する場合、第２の領域１００ｂの周波数特性の共振周波数は、サンプルが持つ誘電率に応じて変化する。即ち、第２の領域１００ｂの周波数特性のピークの位置が変化する。プロセッサ１１は、この変化量に応じて抽出したサンプルの量を把握することもできる。
The
たとえば、被検出物は、磁性ビーズを有する。また、被検出物は、抗体などで検出センサ１００の第２の領域１００ｂに固定される。
For example, the object to be detected has magnetic beads. Further, the object to be detected is fixed to the
第２の領域１００ｂの構造体１０２に磁性ビーズを有する被検出物が堆積すると、第２の領域１００ｂのＬＣＲ回路の特性が変化する。主に、第２の領域１００ｂのコンダクタンスが被検出物の磁性ビーズによって変化する。そのため、第２の領域１００ｂが有する共振周波数が変化し、第２の領域１００ｂの周波数特性が変化する。
When an object to be detected having magnetic beads is deposited on the
次に、制御装置１０が実現する機能について説明する。以下の機能は、制御装置１０のプロセッサ１１がＮＶＭ１４などに格納されるプログラムを実行することで実現される。
ここでは、検出センサ１００の第２の領域１００ｂには、サンプルから抽出した特定の被検出物が添加されているものとする。
Next, the functions realized by the
Here, it is assumed that a specific object to be detected extracted from the sample is added to the
まず、制御装置１０のプロセッサ１１は、検出センサ１００の第１の領域１００ａの透過率（リファレンス透過率）を第１の周波数及び第２の周波数で測定する機能を有する。
First, the
たとえば、プロセッサ１１は、電磁波発生素子３０からの電磁波が検出センサ１００の第１の領域１００ａに照射されるように、駆動部６０を用いて検出センサ１００を移動させる。即ち、プロセッサ１１は、インターフェース１５を通じて駆動部６０に検出センサ１００を所定の位置に移動させる制御信号を送信する。駆動部６０は、当該制御信号に従って検出センサ１００を移動させる。
For example, the
図１が示す例は、プロセッサ１１が電磁波発生素子３０からの電磁波が第１の領域１００ａに照射されるように、検出センサ１００を移動させた状態の例である。図１が示すように、検出センサ１００は、電磁波発生素子３０が第１の領域１００ａに電磁波を照射することができる位置に移動されている。
The example shown in FIG. 1 is an example in which the
なお、検出センサ１００のデフォルトの位置が、電磁波発生素子３０からの電磁波が第１の領域１００ａに照射される位置であれば、プロセッサ１１は、検出センサ１００を移動させなくともよい。
If the default position of the
検出センサ１００に移動させると、プロセッサ１１は、電磁波発生素子３０を用いて第１の周波数の電磁波を検出センサ１００の第１の領域１００ａに照射する。たとえば、プロセッサ１１は、インターフェース１５を通じて第１の電圧を設定する制御信号をＤ／Ａコンバータ２０へ送信する。プロセッサ１１は、電圧（第１の電圧）を電磁波発生素子３０に印加することを指示する制御信号をＤ／Ａコンバータ２０に送信する。Ｄ／Ａコンバータ２０は、制御信号に従って第１の電圧を電磁波発生素子３０に印加する。電磁波発生素子３０は、印加された第１の電圧によって第１の周波数の電磁波を検出センサ１００の第１の領域１００ａに照射する。
When moved to the
第１の周波数の電磁波を第１の領域１００ａに照射すると、プロセッサ１１は、電磁波受光素子４０を用いて第１の領域１００ａからの透過波の強度を取得する。たとえば、電磁波受光素子４０は、透過波の強度に対応する電圧をＡ／Ｄコンバータ５０に出力する。Ａ／Ｄコンバータ５０は、当該電圧に従って透過波の強度を示すセンサ信号を生成し制御装置１０へ送信する。プロセッサ１１は、インターフェース１５を通じて当該センサ信号を受信する。
When the
透過波の強度を取得すると、プロセッサ１１は、電磁波発生素子３０が照射する電磁波の強度と透過波の強度となどから第１の周波数における透過率（第１のリファレンス透過率）を算出する。
When the transmitted wave intensity is acquired, the
第１のリファレンス透過率を算出すると、プロセッサ１１は、電磁波発生素子３０を用いて第２の周波数の電磁波を検出センサ１００の第１の領域１００ａに照射する。たとえば、プロセッサ１１は、インターフェース１５を通じて第２の電圧を設定する制御信号をＤ／Ａコンバータ２０へ送信する。プロセッサ１１は、電圧（第２の電圧）を電磁波発生素子３０に印加することを指示する制御信号をＤ／Ａコンバータ２０に送信する。Ｄ／Ａコンバータ２０は、制御信号に従って第２の電圧を電磁波発生素子３０に印加する。電磁波発生素子３０は、印加された第２の電圧によって第２の周波数の電磁波を検出センサ１００の第１の領域１００ａに照射する。
When the first reference transmittance is calculated, the
第２の周波数の電磁波を第１の領域１００ａに照射すると、プロセッサ１１は、電磁波受光素子４０を用いて第１の領域１００ａからの透過波の強度を取得する。たとえば、電磁波受光素子４０は、透過波の強度に対応する電圧をＡ／Ｄコンバータ５０に出力する。Ａ／Ｄコンバータ５０は、当該電圧に従って透過波の強度を示すセンサ信号を生成し制御装置１０へ送信する。プロセッサ１１は、インターフェース１５を通じて当該センサ信号を受信する。
When the
透過波の強度を取得すると、プロセッサ１１は、電磁波発生素子３０が照射する電磁波の強度と透過波の強度となどから第２の周波数における透過率（第２のリファレンス透過率）を算出する。
When the transmitted wave intensity is acquired, the
また、リファレンス透過率を測定すると、プロセッサ１１は、検出センサ１００の第２の領域１００ｂの透過率（検出透過率）を第１の周波数及び第２の周波数で測定する機能を有する。
Further, when the reference transmittance is measured, the
たとえば、プロセッサ１１は、電磁波発生素子３０からの電磁波が検出センサ１００の第２の領域１００ｂに照射されるように、駆動部６０を用いて検出センサ１００を移動させる。即ち、プロセッサ１１は、インターフェース１５を通じて駆動部６０に検出センサ１００を所定の位置に移動させる制御信号を送信する。駆動部６０は、当該制御信号に従って検出センサ１００を移動させる。
For example, the
図６は、プロセッサ１１が電磁波発生素子３０からの電磁波が第２の領域１００ｂに照射されるように、検出センサ１００を移動させた状態の例である。図６が示すように、検出センサ１００は、電磁波発生素子３０が第２の領域１００ｂに電磁波を照射することができる位置に移動されている。
FIG. 6 is an example of a state in which the
検出センサ１００に移動させると、プロセッサ１１は、電磁波発生素子３０を用いて第１の周波数の電磁波を検出センサ１００の第２の領域１００ｂに照射する。第１の周波数の電磁波を第２の領域１００ｂに照射すると、プロセッサ１１は、電磁波受光素子４０を用いて第２の領域１００ｂからの透過波の強度を取得する。
When moved to the
透過波の強度を取得すると、プロセッサ１１は、電磁波発生素子３０が照射する電磁波の強度と透過波の強度となどから第１の周波数における透過率（第１の検出透過率）を算出する。
When the transmitted wave intensity is acquired, the
第１の検出透過率を算出すると、プロセッサ１１は、電磁波発生素子３０を用いて第２の周波数の電磁波を検出センサ１００の第２の領域１００ｂに照射する。第２の周波数の電磁波を第２の領域１００ｂに照射すると、プロセッサ１１は、電磁波受光素子４０を用いて第２の領域１００ｂからの透過波の強度を取得する。
When the first detection transmittance is calculated, the
透過波の強度を取得すると、プロセッサ１１は、電磁波発生素子３０が照射する電磁波の強度と透過波の強度となどから第２の周波数における透過率（第２の検出透過率）を算出する。
When the transmitted wave intensity is acquired, the
また、検出透過率を測定すると、プロセッサ１１は、測定されたリファレンス透過率及び検出透過率に基づいて検出センサ１００の第２の領域１００ｂに被検出物があるか判定する機能を有する。
Further, when the detected transmittance is measured, the
たとえば、プロセッサ１１は、第１のリファレンス透過率と第１の検出透過率とに差があるか判定する。プロセッサ１１は、第１のリファレンス透過率と第１の検出透過率との差が所定の閾値以上である場合に、両者に差があると判定してもよい。
For example, the
第１のリファレンス透過率と第１の検出透過率とに差があるか判定すると、プロセッサ１１は、第２のリファレンス透過率と第２の検出透過率とに差があるか判定する。同様に、プロセッサ１１は、第２のリファレンス透過率と第２の検出透過率との差が所定の閾値以上である場合に、両者に差があると判定してもよい。
When determining whether there is a difference between the first reference transmittance and the first detected transmittance, the
プロセッサ１１は、第１の周波数又は第２の周波数の少なくとも１つにおいてリファレンス透過率と検出透過率とに差がある場合に、被検出物を検出したと判定する。即ち、プロセッサ１１は、第１のリファレンス透過率と第１の検出透過率とに差がある場合又は第２のリファレンス透過率と第２の検出透過率とに差がある場合、被検出物を検出したと判定する。
The
他方、プロセッサ１１は、第１の周波数及び第２の周波数においてリファレンス透過率と検出透過率とに差がない場合に、被検出物がないと判定する。即ち、プロセッサ１１は、第１のリファレンス透過率と第１の検出透過率とに差がなく第２のリファレンス透過率と第２の検出透過率とに差がない場合、被検出物がないと判定する。
On the other hand, the
プロセッサ１１は、検出結果を表示部１７などに表示してもよい。プロセッサ１１は、通信部などを通じて検出結果を外部装置へ送信してもよい。
The
次に、制御装置１０の動作例について説明する。図７は、制御装置１０の動作例について説明するためのフローチャートである。ここでは、検出センサ１００は、電磁波発生素子３０からの電磁波が第１の領域１００ａに照射される位置にあるものとする。
Next, an operation example of the
まず、制御装置１０のプロセッサ１１は、第１の周波数で第１の領域１００ａの透過率（第１のリファレンス透過率）を測定する（ＡＣＴ１１）。第１のリファレンス透過率を測定すると、プロセッサ１１は、第２の周波数で第１の領域１００ａの透過率（第２のリファレンス透過率）を測定する（ＡＣＴ１２）。
First, the
第１のリファレンス透過率を測定すると、プロセッサ１１は、駆動部６０を用いて検出センサ１００を、電磁波発生素子３０からの電磁波が第２の領域１００ｂに照射される位置に移動させる（ＡＣＴ１３）。検出センサ１００を移動させると、プロセッサ１１は、第１の周波数で第２の領域１００ｂの透過率（第１の検出透過率）を測定する（ＡＣＴ１４）。第１の検出透過率を測定すると、プロセッサ１１は、第２の周波数で第２の領域１００ｂの透過率（第２の検出透過率）を測定する（ＡＣＴ１５）。
When the first reference transmittance is measured, the
第２の検出透過率を測定すると、プロセッサ１１は、第１及び第２のリファレンス透過率と第１及び第２の検出透過率とをそれぞれ比較して少なくとも１つに差があるか判定する（ＡＣＴ１６）。
When the second detected transmittance is measured, the
少なくとも１つに差があると判定すると（ＡＣＴ１６、ＹＥＳ）、プロセッサ１１は、第２の領域１００ｂに被検出物があると判定する（ＡＣＴ１７）。
両者に差がないと判定すると（ＡＣＴ１６、ＮＯ）、プロセッサ１１は、第２の領域１００ｂに被検出物がないと判定する（ＡＣＴ１８）。
If it is determined that there is a difference in at least one (ACT16, YES), the
If it is determined that there is no difference between the two (ACT16, NO), the
被検出物があると判定した場合、又は、被検出物がないと判定した場合、プロセッサ１１は、動作を終了する。
When it is determined that there is an object to be detected, or when it is determined that there is no object to be detected, the
次に、プロセッサ１１がリファレンス透過率又は検出透過率を測定する動作例（ＡＣＴ１１、１２、１４及び１５）について説明する。ここでは、代表してＡＣＴ１１について説明する。ＡＣＴ１２、１４及び１５についてはＡＣＴ１１と同様であるため説明を省略する。
Next, an operation example (
図８は、ＡＣＴ１１の動作例を説明するためのフローチャートである。
まず、プロセッサ１１は、インターフェース１５を通じて第１の電圧を設定する制御信号をＤ／Ａコンバータ２０に送信する（ＡＣＴ２１）。当該制御信号をＤ／Ａコンバータ２０に送信すると、プロセッサ１１は、電圧を電磁波発生素子３０に印加することを指示する制御信号をＤ／Ａコンバータ２０に送信する（ＡＣＴ２２）。
FIG. 8 is a flowchart for explaining an operation example of the
First, the
当該制御信号をＤ／Ａコンバータ２０に送信すると、プロセッサ１１は、インターフェース１５を通じて透過波の強度を示すセンサ信号をＡ／Ｄコンバータ５０から受信する（ＡＣＴ２３）。
When the control signal is transmitted to the D /
当該センサ信号を受信すると、プロセッサ１１は、透過波の強度などに基づいて第１のリファレンス透過率を算出する（ＡＣＴ２４）。第１のリファレンス透過率を算出すると、プロセッサ１１は、算出した第１のリファレンス透過率をＮＶＭ１４に格納する（ＡＣＴ２５）。
リファレンス透過率を格納すると、プロセッサ１１は、動作を終了する。
Upon receiving the sensor signal, the
When the reference transmittance is stored, the
次に、検出センサ１００の周波数特性について説明する。ここでは、第２の領域１００ｂに被検出物が添加されているものとする。
Next, the frequency characteristics of the
図９は、検出センサ１００の周波数特性について説明するためのグラフである。図９において、横軸は、電磁波の周波数を示す。縦軸は、透過率を示す。図９は、グラフ３０１及びグラフ３０２を示す。
FIG. 9 is a graph for explaining the frequency characteristics of the
グラフ３０１は、第１の領域１００ａの周波数特性を示す。また、グラフ３０２は、第２の領域１００ｂの周波数特性を示す。
図９が示すように、グラフ３０１及びグラフ３０２は、ピークを有する。グラフ３０２のピークは、被検出物の量に応じてグラフ３０１のピークよりも左（低い周波数）にずれる。
As shown in FIG. 9,
また、線４０１は、第１の周波数を示す。また、線４０２は、第２の周波数を示す。図９が示す例では、グラフ３０２における第１の周波数の電磁波の透過率は、グラフ３０１におけるそれと同一である。即ち、第１の周波数では、第２の領域２００ｂに被検出物が付与されても、第１の領域１００ａの透過率と第２の領域２００ｂの透過率とに差がない。
Further, the
他方、グラフ３０２における第２の周波数の電磁波の透過率は、グラフ３０１におけるそれと異なる。即ち、第２の周波数では、第２の領域２００ｂに被検出物が付与されると、第１の領域１００ａの透過率と第２の領域２００ｂの透過率とに差が生じる。
On the other hand, the transmittance of the electromagnetic wave of the second frequency in the
プロセッサ１１は、第２のリファレンス透過率と第２の検出透過率とが一致しないと判定する。その結果、プロセッサ１１は、第２の領域２００ｂ上にある被検出物を検出することができる。
The
なお、検出センサ１００は、全体にサンプルから抽出した特定の被検出物を添加されてもよい。たとえば、プロセッサ１１は、添加前の検出センサ１００から第１及び第２のリファレンス透過率を測定する。また、プロセッサ１１は、添加後の検出センサ１００から第１及び第２の検出透過率を測定してもよい。
In addition, the
また、検出装置１は、３つ以上の周波数でリファレンス透過率及び検出透過率を測定してもよい。検出装置１は、少なくとも１つの周波数でリファレンス透過率と検出透過率とに差がある場合に、被検出物を検出したと判定する。
Further, the
また、電磁波発生素子３０は、第１の周波数の電磁波を放射する電磁波発生素子と第２の周波数の電磁波を放射する電磁波発生素子とから構成されてもよい。
Further, the electromagnetic
また、構造体１０２は、格子状に形成される導電体であってもよい。
また、検出センサ１００は、基材１０１を有しなくともよい。
Further, the
Further, the
以上のように構成された検出装置は、検出センサに対して第１及び第２の周波数の電磁波を照射して透過率を測定する。そのため、検出装置は、サンプルから抽出した特定の被検出物が添加されていない第１の領域とサンプルから抽出した特定の被検出物が添加された第２の領域との透過率を第１及び第２の周波数の電磁波で測定することができる。 The detection device configured as described above measures the transmittance by irradiating the detection sensor with electromagnetic waves of the first and second frequencies. Therefore, the detection device sets the transmittance between the first region to which the specific object to be detected extracted from the sample is not added and the second region to which the specific object to be detected extracted from the sample is added. It can be measured by an electromagnetic wave of a second frequency.
たとえば、第１の周波数でのみ透過率の変化を検出する場合、図９の第１の周波数の線４０１のみで検出する例が示す例では、検出装置は、被検出物によって第１の領域と第２の領域とで周波数特性が異なるにも関わらず、差を検出することができない。その結果、検出装置は、適切に被検出物を検出することができない。
For example, in the case of detecting the change in transmittance only at the first frequency, in the example shown in the example of detecting only at the
他方、実施形態に係る検出装置は、第１及び第２の周波数の電磁波で透過率を検出する。その結果、検出装置は、どちらかの周波数で透過率に差が生じれば被検出物を検出することができる。図９が示す例では、検出装置は、第２の周波数において透過率の差を検出することができる。従って、検出装置は、適切に被検出物を検出することができる。
よって、検出装置は、より精度よく被検出物を検出することができる。
On the other hand, the detection device according to the embodiment detects the transmittance with electromagnetic waves of the first and second frequencies. As a result, the detection device can detect the object to be detected if there is a difference in transmittance at either frequency. In the example shown in FIG. 9, the detector can detect the difference in transmittance at the second frequency. Therefore, the detection device can appropriately detect the object to be detected.
Therefore, the detection device can detect the object to be detected more accurately.
また、第１の周波数でのみ透過率の変化を検出する場合であっても、第１の周波数と検出センサ１００の周波数特性のピークの位置とが一致すれば、検出装置は、透過率の差を検出することができる。しかしながら、検出センサの製造誤差などによって生じる個体差などによって第１の周波数とピークの位置とを完全に一致させることは、困難である。
Further, even when the change in transmittance is detected only at the first frequency, if the first frequency and the position of the peak of the frequency characteristic of the
第１及び第２の周波数の電磁波で透過率を検出することで、検出装置は、電磁波の周波数とピークの位置とを一致させなくとも、精度よく被検出物を検出することができる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態に係る検出装置１は、最も感度のよい周波数の電磁波で透過率を測定する点で第１の実施形態に係る検出装置１と異なる。従って、他の点については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
By detecting the transmittance with the electromagnetic waves of the first and second frequencies, the detection device can accurately detect the object to be detected without matching the frequency of the electromagnetic waves with the position of the peak.
(Second embodiment)
Next, the second embodiment will be described.
The
検出装置１の構成は、第１の実施形態のそれと同様であるため説明を省略する。
Since the configuration of the
次に、制御装置１０が実現する機能について説明する。以下の機能は、制御装置１０のプロセッサ１１がＮＶＭ１４などに格納されるプログラムを実行することで実現される。
まず、制御装置１０のプロセッサ１１は、検出センサ１００の第１の領域１００ａの透過率（リファレンス透過率）を複数の周波数の電磁波でそれぞれ測定する機能を有する。ここでは、プロセッサ１１は、第１の周波数の電磁波及び第２の周波数の電磁波でリファレンス透過率を測定する。第１の周波数の電磁波及び第２の周波数の電磁波でリファレンス透過率を測定する動作例については、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
Next, the functions realized by the
First, the
また、リファレンス透過率を測定すると、プロセッサ１１は、検出センサ１００の第２の領域２００ｂの透過率（検出透過率）を複数の周波数の電磁波でそれぞれ測定する機能を有する。ここでは、プロセッサ１１は、第１の周波数の電磁波及び第２の周波数の電磁波で検出透過率を測定する。第１の周波数の電磁波及び第２の周波数の電磁波で検出透過率を測定する動作例については、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
Further, when the reference transmittance is measured, the
また、プロセッサ１１は、リファレンス透過率と検出透過率との差が最も大きな周波数を検出に使用する周波数（検出用周波数）として特定する機能を有する。
たとえば、プロセッサ１１は、第１のリファレンス透過率と第１の検出透過率との差を算出する。また、プロセッサ１１は、第２のリファレンス透過率と第２の検出透過率との差を算出する。プロセッサ１１は、差の大きな周波数（第１の周波数又は第２の周波数）を検出用周波数として特定する。プロセッサ１１は、特定した検出用周波数をＮＶＭ１４に格納する。
Further, the
For example, the
たとえば、プロセッサ１１は、初回の起動時において検出用周波数を特定する。また、プロセッサ１１は、オペレータの操作に従って検出用周波数を更新してもよい。たとえば、検出センサ１００（又は、検出センサ１００のロット）を交換した場合になどに、オペレータは、検出用周波数を更新させる操作を操作部１６などに入力する。
For example, the
また、プロセッサ１１は、検出センサ１００の第１の領域１００ａの透過率（リファレンス透過率）を検出用周波数の電磁波で測定する機能を有する。
検出用周波数の電磁波でリファレンス透過率を測定する動作例については、第１の実施形態において第１の周波数又は第２の周波数でリファレンス透過率を測定する動作例と同様であるため説明を省略する。
Further, the
The operation example of measuring the reference transmittance with the electromagnetic wave of the detection frequency is the same as the operation example of measuring the reference transmittance at the first frequency or the second frequency in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted. ..
また、リファレンス透過率を測定すると、プロセッサ１１は、検出センサ１００の第２の領域２００ｂの透過率（検出透過率）を検出用周波数の電磁波で測定する機能を有する。
検出用周波数の電磁波で検出透過率を測定する動作例については、第１の実施形態において第１の周波数又は第２の周波数で検出透過率を測定する動作例と同様であるため説明を省略する。
Further, when the reference transmittance is measured, the
The operation example of measuring the detected transmittance with the electromagnetic wave of the detection frequency is the same as the operation example of measuring the detected transmittance at the first frequency or the second frequency in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted. ..
また、プロセッサ１１は、検出用周波数のリファレンス透過率と検出用周波数の検出透過率とに基づいて検出センサ１００の第２の領域２００ｂに被検出物があるか判定する機能を有する。
Further, the
プロセッサ１１は、検出用周波数のリファレンス透過率と検出用周波数の検出透過率とに差があるか判定する。プロセッサ１１は、検出用周波数のリファレンス透過率と検出用周波数の検出透過率との差が所定の閾値以上である場合に、両者に差があると判定してもよい。
The
両者に差があると判定した場合、プロセッサ１１は、被検出物を検出したと判定する。また、両者に差がないと判定した場合、プロセッサ１１は、被検出物がないと判定する。
If it is determined that there is a difference between the two, the
プロセッサ１１は、検出結果を表示部１７などに表示してもよい。プロセッサ１１は、通信部などを通じて検出結果を外部装置へ送信してもよい。
The
次に、制御装置１０の動作例について説明する。
まず、制御装置１０が検出用周波数を特定する動作例について説明する。図１０は、制御装置１０が検出用周波数を特定する動作例について説明するためのフローチャートである。ここでは、検出センサ１００は、電磁波発生素子３０からの電磁波が第１の領域１００ａに照射される位置にあるものとする。
Next, an operation example of the
First, an operation example in which the
まず、制御装置１０のプロセッサ１１は、複数の周波数で第１の領域１００ａの透過率（リファレンス透過率）をそれぞれ測定する（ＡＣＴ３１）。リファレンス透過率をそれぞれ測定すると、プロセッサ１１は、駆動部６０を用いて検出センサ１００を、電磁波発生素子３０からの電磁波が第２の領域２００ｂに照射される位置に移動させる（ＡＣＴ３２）。
First, the
検出センサ１００を移動させると、プロセッサ１１は、複数の周波数で第２の領域２００ｂの透過率（検出透過率）をそれぞれ測定する（ＡＣＴ３３）。検出透過率をそれぞれ測定すると、プロセッサ１１は、リファレンス透過率と検出透過率とをそれぞれ比較して少なくとも１つに差があるか判定する（ＡＣＴ３４）。
When the
少なくとも１つに差があると判定すると（ＡＣＴ３４、ＹＥＳ）、プロセッサ１１は、第２の領域２００ｂに被検出物があると判定する（ＡＣＴ３５）。被検出物があると判定すると、プロセッサ１１は、差が最も大きな周波数を検出用周波数として特定する（ＡＣＴ３６）。
If it is determined that there is a difference in at least one (ACT34, YES), the
両者に差がないと判定すると（ＡＣＴ３４、ＮＯ）、プロセッサ１１は、第２の領域２００ｂに被検出物がないと判定する（ＡＣＴ３７）。
検出用周波数を特定する場合、又は、被検出物がないと判定した場合、プロセッサ１１は、動作を終了する。
If it is determined that there is no difference between the two (ACT34, NO), the
When the detection frequency is specified, or when it is determined that there is no object to be detected, the
なお、両者に差がないと判定した場合（ＡＣＴ３４、ＮＯ）、プロセッサ１１は、次の検出処理においてもＡＣＴ３１乃至３７を実行してもよい。
If it is determined that there is no difference between the two (ACT 34, NO), the
次に、制御装置１０が検出用周波数で被検出物を検出する動作例について説明する。図１１は、制御装置１０が検出用周波数で被検出物を検出する動作例について説明するためのフローチャートである。ここでは、検出センサ１００は、電磁波発生素子３０からの電磁波が第１の領域１００ａに照射される位置にあるものとする。
Next, an operation example in which the
まず、制御装置１０のプロセッサ１１は、検出用周波数で第１の領域１００ａの透過率（リファレンス透過率）を測定する（ＡＣＴ４１）。リファレンス透過率を測定すると、プロセッサ１１は、駆動部６０を用いて検出センサ１００を、電磁波発生素子３０からの電磁波が第２の領域２００ｂに照射される位置に移動させる（ＡＣＴ４２）。
First, the
検出センサ１００を移動させると、プロセッサ１１は、検出用周波数で第２の領域２００ｂの透過率（検出透過率）を測定する（ＡＣＴ４３）。検出透過率を測定すると、プロセッサ１１は、リファレンス透過率と検出透過率とに差があるか判定する（ＡＣＴ４４）。
When the
差があると判定すると（ＡＣＴ４４、ＹＥＳ）、プロセッサ１１は、第２の領域２００ｂに被検出物があると判定する（ＡＣＴ４５）。
If it is determined that there is a difference (ACT44, YES), the
差がないと判定すると（ＡＣＴ４４、ＮＯ）、プロセッサ１１は、第２の領域２００ｂに被検出物がないと判定する（ＡＣＴ４６）。
被検出物があると判定した場合、又は、被検出物がないと判定した場合、プロセッサ１１は、動作を終了する。
If it is determined that there is no difference (ACT44, NO), the
When it is determined that there is an object to be detected, or when it is determined that there is no object to be detected, the
なお、プロセッサ１１は、３つ以上の異なる周波数でリファレンス透過率及び検出透過率を測定してもよい。プロセッサ１１は、３以上の周波数の中から差が最も大きな周波数を検出用周波数として特定してもよい。
The
以上のように構成された検出装置は、リファレンス透過率と検出透過率との差が最も大きな周波数を特定する。その結果、検出装置は、最も感度がよい周波数を特定することができる。 The detection device configured as described above identifies the frequency having the largest difference between the reference transmittance and the detected transmittance. As a result, the detector can identify the most sensitive frequency.
検出装置は、最も感度がよい周波数を用いて被検出物を検出する。その結果、検出装置は、２つ以上の周波数を用いた場合と同様に適切に被検出物を検出することができる。従って、検出装置は、２つ以上の周波数を用いなくとも適切に被検出物を検出することができる。
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態に係る検出装置は、電磁波発生素子３０及び電磁波受光素子４０を移動させる点で第１の実施形態に係る検出装置１と異なる。従って、他の点については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
The detection device detects the object to be detected using the frequency with the highest sensitivity. As a result, the detection device can appropriately detect the object to be detected as in the case of using two or more frequencies. Therefore, the detection device can appropriately detect the object to be detected without using two or more frequencies.
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described.
The detection device according to the third embodiment is different from the
図１２は、第３の実施形態に係る検出装置２の構成例を示す。図１２が示すように、検出装置２は、制御装置１０、Ｄ／Ａコンバータ２０、電磁波発生素子３０、電磁波受光素子４０、Ａ／Ｄコンバータ５０、駆動部７０、駆動部８０及び検出センサ１００などを備える。
制御装置１０と駆動部７０及び駆動部８０とは、互いに電気的に接続される。
FIG. 12 shows a configuration example of the detection device 2 according to the third embodiment. As shown in FIG. 12, the detection device 2 includes a
The
駆動部７０は、制御装置１０からの制御信号に従って電磁波発生素子３０を移動させる。駆動部７０は、電磁波を検出センサ１００の任意の位置に照射するため電磁波発生素子３０を移動させる。ここでは、駆動部７０は、照射される電磁波の方向と垂直な方向に電磁波発生素子３０を移動させる。駆動部７０は、たとえば、モータ及び駆動ベルトなどから構成される。
The
駆動部８０は、制御装置１０からの制御信号に従って電磁波受光素子４０を移動させる。駆動部８０は、電磁波を検出センサ１００の任意の位置に照射するため電磁波受光素子４０を移動させる。ここでは、駆動部８０は、照射される電磁波の方向と垂直な方向に電磁波受光素子４０を移動させる。駆動部８０は、たとえば、モータ及び駆動ベルトなどから構成される。
なお、駆動部７０と駆動部８０とは、一体的に構成されてもよい。
The
The
次に、制御装置１０が実現する機能について説明する。制御装置１０は、第１の実施形態に係る制御装置１０の機能に加えて以下の機能を実現する。以下の機能は、制御装置１０のプロセッサ１１がＮＶＭ１４などに格納されるプログラムを実行することで実現される。
Next, the functions realized by the
プロセッサ１１は、第１の領域１００ａのリファレンス透過率を測定する場合、駆動部７０を用いて、電磁波が第１の領域１００ａに照射される位置に電磁波発生素子３０を移動させる。即ち、プロセッサ１１は、インターフェース１５を通じて駆動部７０に電磁波発生素子３０を所定の位置に移動させる制御信号を送信する。駆動部７０は、当該制御信号に従って電磁波発生素子３０を移動させる。
When measuring the reference transmittance of the
また、プロセッサ１１は、駆動部８０を用いて、第１の領域１００ａを透過する透過波を受光可能な位置に電磁波受光素子４０を移動させる。即ち、プロセッサ１１は、インターフェース１５を通じて駆動部８０に電磁波受光素子４０を所定の位置に移動させる制御信号を送信する。駆動部８０は、当該制御信号に従って電磁波受光素子４０を移動させる。
Further, the
同様に、プロセッサ１１は、第２の領域２００ｂの検出透過率を測定する場合、駆動部７０を用いて、電磁波が第２の領域２００ｂに照射される位置に電磁波発生素子３０を移動させる。
また、プロセッサ１１は、駆動部８０を用いて、第２の領域２００ｂを透過する透過波を受光可能な位置に電磁波受光素子４０を移動させる。
Similarly, when measuring the detection transmittance of the
Further, the
制御装置１０の動作例については、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
Since the operation example of the
なお、検出装置２は、第２の実施形態に係る検出装置１の特徴を備えてもよい。
The detection device 2 may include the features of the
以上のように構成された検出装置は、検出センサを固定し、電磁波発生素子３０及び電磁波受光素子４０を移動する。その結果、検出装置は、検出センサを固定したままでリファレンス透過率及び検出透過率を測定することができる。
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。
第４の実施形態に係る検出装置は、検出センサ１００の反射率を測定する点で第１の実施形態に係る検出装置１と異なる。従って、他の点については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
The detection device configured as described above fixes the detection sensor and moves the electromagnetic
(Fourth Embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described.
The detection device according to the fourth embodiment is different from the
図１３は、第４の実施形態に係る検出装置３の構成例を示す。図１３が示すように、検出装置３は、制御装置１０、Ｄ／Ａコンバータ２０、電磁波発生素子３０、電磁波受光素子４０、Ａ／Ｄコンバータ５０、駆動部９０及び検出センサ２００などを備える。
制御装置１０と駆動部９０とは、互いに電気的に接続される。
FIG. 13 shows a configuration example of the
The
電磁波発生素子３０は、検出センサ２００に電磁波を照射する。図１３が示すように、電磁波発生素子３０は、検出センサ２００に対して所定の角度で電磁波を照射する。
The electromagnetic
電磁波受光素子４０は、電磁波発生素子３０が照射し検出センサ２００で反射した反射波の強度を検出する。図１３が示すように、電磁波受光素子４０は、検出センサ２００に対して所定の角度で反射される反射波を受光する。
The electromagnetic wave
駆動部９０は、制御装置１０からの制御信号に従って検出センサ２００を移動させる。駆動部９０は、電磁波発生素子３０からの電磁波を検出センサ１００の任意の位置に照射するため、検出センサ２００を移動させる。ここでは、駆動部９０は、水平な方向に検出センサ２００を移動させる。駆動部９０は、たとえば、モータ及び駆動ベルトなどから構成される。
The
次に、検出センサ２００について説明する。図１４は、検出センサ１００の上面図である。図１５は、Ｆ１５−Ｆ１５の断面図である。
図１４及び図１５が示すように、検出センサ２００は、基材１０１及び構造体２０２などから構成される。
Next, the
As shown in FIGS. 14 and 15, the
構造体２０２は、電磁波発生素子３０が照射する電磁波を反射する。構造体２０２は、反射率における周波数特性においてピークを有する。構造体２０２は、ピークに寄与する所定の形状の構造体から構成される。構造体２０２は、電磁波発生素子３０が照射する電磁波の周波数帯においてピークを有することが望ましい。
The
たとえば、構造体２０２は、金又はアルミニウムなどの導電体から形成される。構造体２０２は、複数の層を備える構造であってもよい。たとえば、構造体２０２は、基材１０１との接着層としてクロム又はチタンなどの層を備えてもよい。
たとえば、構造体２０２の厚さは、０．１μから５０μｍの範囲である。たとえば、構造体２０２の厚さは、０．２μｍ程度である。
For example,
For example, the thickness of the
構造体２０２は、相補型分割リング共振器を形成することに寄与する空隙２０３を有する。構造体２０２は、周期的に配置される複数の空隙２０３を有する。
The
空隙２０３は、環状構造である。空隙２０３は、環の一部が切断する構造である。即ち、空隙２０３は、Ｃ字型に形成される。たとえば、空隙２０３の外寸は、１８μｍ程度である。また、空隙２０３の幅（隙間の幅）は、３μｍ程度である。
構造体２０２は、空隙２０３によって相補型分割リング共振器を形成する。構造体２０２は、相補型分割リング共振器によってＬＣＲ（リアクタンス、コンダクタンス、レジスタンス）回路を形成する。構造体２０２は、ＬＣＲ回路によって所定の共振周波数において共振特性を有する。
なお、空隙２０３の形状及び大きさは、特定の構成に限定されるものではない。
The
The
The shape and size of the
検出センサ２００は、第１の領域２００ａ及び第２の領域２００ｂに分割される。
第１の領域２００ａと第２の領域２００ｂとは、それぞれ同一の空隙２０３を有する。即ち、第１の領域２００ａと第２の領域２００ｂとは、被検出物が存在しない状態では、同一の周波数特性を有する。
The
The
第１の領域２００ａは、サンプルから抽出した特定の被検出物が添加されない領域である。第１の領域２００ａは、検出センサ２００が元々有している周波数特性を有する。
The
第２の領域２００ｂは、サンプルから抽出した特定の被検出物が添加される領域である。被検出物が存在する場合、第２の領域２００ｂの周波数特性は、変化する。即ち、第２の領域２００ｂの周波数特性のピークの位置が変化する。
The
前述の通り、被検出物は、磁性ビーズを有する。また、被検出物は、抗体などで検出センサ２００の第２の領域２００ｂに固定される。
As described above, the object to be detected has magnetic beads. Further, the object to be detected is fixed to the
第２の領域２００ｂの構造体２０２に磁性ビーズを有する被検出物が堆積すると、第２の領域２００ｂのＬＣＲ回路の特性が変化する。主に、第２の領域２００ｂのコンダクタンスが被検出物の磁性ビーズによって変化する。そのため、第２の領域２００ｂが有する共振周波数が変化し、第２の領域２００ｂの周波数特性が変化する。
When an object to be detected having magnetic beads is deposited on the
次に、制御装置１０が実現する機能について説明する。以下の機能は、制御装置１０のプロセッサ１１がＮＶＭ１４などに格納されるプログラムを実行することで実現される。
ここでは、検出センサ２００の第２の領域２００ｂには、サンプルから抽出した特定の被検出物が添加されているものとする。
Next, the functions realized by the
Here, it is assumed that a specific object to be detected extracted from the sample is added to the
まず、制御装置１０のプロセッサ１１は、検出センサ２００の第１の領域２００ａの反射率（リファレンス反射率）を第１の周波数及び第２の周波数で測定する機能を有する。
First, the
たとえば、プロセッサ１１は、電磁波発生素子３０からの電磁波が検出センサ２００の第１の領域２００ａに照射されるように、駆動部９０を用いて検出センサ２００を移動させる。即ち、プロセッサ１１は、インターフェース１５を通じて駆動部９０に検出センサ２００を所定の位置に移動させる制御信号を送信する。駆動部９０は、当該制御信号に従って検出センサ２００を移動させる。
For example, the
図１３が示す例は、プロセッサ１１が電磁波発生素子３０からの電磁波が第１の領域２００ａに照射されるように、検出センサ２００を移動させた状態の例である。図１３が示すように、検出センサ２００は、電磁波発生素子３０が第１の領域２００ａに電磁波を照射することができる位置に移動されている。
The example shown in FIG. 13 is an example in which the
なお、検出センサ２００のデフォルトの位置が、電磁波発生素子３０からの電磁波が第１の領域２００ａに照射される位置であれば、プロセッサ１１は、検出センサ２００を移動させなくともよい。
If the default position of the
検出センサ２００に移動させると、プロセッサ１１は、電磁波発生素子３０を用いて第１の周波数の電磁波を検出センサ２００の第１の領域２００ａに照射する。第１の周波数の電磁波を第１の領域２００ａに照射すると、プロセッサ１１は、電磁波受光素子４０を用いて第１の領域２００ａからの反射波の強度を取得する。
When moved to the
反射波の強度を取得すると、プロセッサ１１は、電磁波発生素子３０が照射する電磁波の強度と反射波の強度となどから第１の周波数における反射率（第１のリファレンス反射率）を算出する。
When the intensity of the reflected wave is acquired, the
第１のリファレンス反射率を算出すると、プロセッサ１１は、電磁波発生素子３０を用いて第２の周波数の電磁波を検出センサ２００の第１の領域２００ａに照射する。第２の周波数の電磁波を第１の領域２００ａに照射すると、プロセッサ１１は、電磁波受光素子４０を用いて第１の領域２００ａからの反射波の強度を取得する。
When the first reference reflectance is calculated, the
反射波の強度を取得すると、プロセッサ１１は、電磁波発生素子３０が照射する電磁波の強度と反射波の強度となどから第２の周波数における反射率（第２のリファレンス反射率）を算出する。
When the intensity of the reflected wave is acquired, the
また、リファレンス反射率を測定すると、プロセッサ１１は、検出センサ２００の第２の領域２００ｂの反射率（検出反射率）を第１の周波数及び第２の周波数で測定する機能を有する。
Further, when the reference reflectance is measured, the
たとえば、プロセッサ１１は、電磁波発生素子３０からの電磁波が検出センサ２００の第２の領域２００ｂに照射されるように、駆動部９０を用いて検出センサ２００を移動させる。即ち、プロセッサ１１は、インターフェース１５を通じて駆動部９０に検出センサ２００を所定の位置に移動させる制御信号を送信する。駆動部９０は、当該制御信号に従って検出センサ２００を移動させる。
For example, the
図１６は、プロセッサ１１が電磁波発生素子３０からの電磁波が第２の領域２００ｂに照射されるように、検出センサ２００を移動させた状態の例である。図１６が示すように、検出センサ２００は、電磁波発生素子３０が第２の領域２００ｂに電磁波を照射することができる位置に移動されている。
FIG. 16 is an example of a state in which the
検出センサ２００に移動させると、プロセッサ１１は、電磁波発生素子３０を用いて第１の周波数の電磁波を検出センサ２００の第２の領域２００ｂに照射する。第１の周波数の電磁波を第２の領域２００ｂに照射すると、プロセッサ１１は、電磁波受光素子４０を用いて第２の領域２００ｂからの反射波の強度を取得する。
When moved to the
反射波の強度を取得すると、プロセッサ１１は、電磁波発生素子３０が照射する電磁波の強度と反射波の強度となどから第１の周波数における反射率（第１の検出反射率）を算出する。
When the intensity of the reflected wave is acquired, the
第１の検出反射率を算出すると、プロセッサ１１は、電磁波発生素子３０を用いて第２の周波数の電磁波を検出センサ２００の第２の領域２００ｂに照射する。第２の周波数の電磁波を第２の領域２００ｂに照射すると、プロセッサ１１は、電磁波受光素子４０を用いて第２の領域２００ｂからの反射波の強度を取得する。
When the first detected reflectance is calculated, the
反射波の強度を取得すると、プロセッサ１１は、電磁波発生素子３０が照射する電磁波の強度と反射波の強度となどから第２の周波数における反射率（第２の検出反射率）を算出する。
When the intensity of the reflected wave is acquired, the
また、検出反射率を測定すると、プロセッサ１１は、測定されたリファレンス反射率及び検出反射率に基づいて検出センサ２００の第２の領域２００ｂに被検出物があるか判定する機能を有する。
Further, when the detected reflectance is measured, the
たとえば、プロセッサ１１は、第１のリファレンス反射率と第１の検出反射率とに差があるか判定する。プロセッサ１１は、第１のリファレンス反射率と第１の検出反射率との差が所定の閾値以上である場合に、両者に差があると判定してもよい。
For example, the
第１のリファレンス反射率と第１の検出反射率とに差があるか判定すると、プロセッサ１１は、第２のリファレンス反射率と第２の検出反射率とに差があるか判定する。同様に、プロセッサ１１は、第２のリファレンス反射率と第２の検出反射率との差が所定の閾値以上である場合に、両者に差があると判定してもよい。
When determining whether there is a difference between the first reference reflectance and the first detected reflectance, the
プロセッサ１１は、第１の周波数又は第２の周波数の少なくとも１つにおいてリファレンス反射率と検出反射率とに差がある場合に、被検出物を検出したと判定する。即ち、プロセッサ１１は、第１のリファレンス反射率と第１の検出反射率とに差がある場合又は第２のリファレンス反射率と第２の検出反射率とに差がある場合、被検出物を検出したと判定する。
The
他方、プロセッサ１１は、第１の周波数及び第２の周波数においてリファレンス反射率と検出反射率とに差がない場合に、被検出物がないと判定する。即ち、プロセッサ１１は、第１のリファレンス反射率と第１の検出反射率とに差がなく第２のリファレンス反射率と第２の検出反射率とに差がない場合、被検出物がないと判定する。
On the other hand, the
プロセッサ１１は、検出結果を表示部１７などに表示してもよい。プロセッサ１１は、通信部などを通じて検出結果を外部装置へ送信してもよい。
The
次に、制御装置１０の動作例について説明する。図１７は、制御装置１０の動作例について説明するためのフローチャートである。ここでは、検出センサ２００は、電磁波発生素子３０からの電磁波が第１の領域２００ａに照射される位置にあるものとする。
Next, an operation example of the
まず、制御装置１０のプロセッサ１１は、第１の周波数で第１の領域２００ａの反射率（第１のリファレンス反射率）を測定する（ＡＣＴ５１）。第１のリファレンス反射率を測定すると、プロセッサ１１は、第２の周波数で第１の領域２００ａの反射率（第２のリファレンス反射率）を測定する（ＡＣＴ５２）。
First, the
第１のリファレンス反射率を測定すると、プロセッサ１１は、駆動部９０を用いて検出センサ２００を、電磁波発生素子３０からの電磁波が第２の領域２００ｂに照射される位置に移動させる（ＡＣＴ５３）。検出センサ２００を移動させると、プロセッサ１１は、第１の周波数で第２の領域２００ｂの反射率（第１の検出反射率）を測定する（ＡＣＴ５４）。第１の検出反射率を測定すると、プロセッサ１１は、第２の周波数で第２の領域２００ｂの反射率（第２の検出反射率）を測定する（ＡＣＴ５５）。
When the first reference reflectance is measured, the
第２の検出反射率を測定すると、プロセッサ１１は、第１及び第２のリファレンス反射率と第１及び第２の検出反射率とをそれぞれ比較して少なくとも１つに差があるか判定する（ＡＣＴ５６）。
When the second detected reflectance is measured, the
少なくとも１つに差があると判定すると（ＡＣＴ５６、ＹＥＳ）、プロセッサ１１は、第２の領域２００ｂに被検出物があると判定する（ＡＣＴ５７）。
両者に差がないと判定すると（ＡＣＴ５６、ＮＯ）、プロセッサ１１は、第２の領域２００ｂに被検出物がないと判定する（ＡＣＴ５８）。
If it is determined that there is a difference in at least one (ACT56, YES), the
If it is determined that there is no difference between the two (ACT56, NO), the
被検出物があると判定した場合、又は、被検出物がないと判定した場合、プロセッサ１１は、動作を終了する。
When it is determined that there is an object to be detected, or when it is determined that there is no object to be detected, the
なお、検出装置１は、駆動部を用いて電磁波発生素子３０及び電磁波受光素子４０を移動させてもよい。たとえば、プロセッサ１１は、第１の領域２００ａの反射率を測定する場合、電磁波が第１の領域２００ａに照射される位置に電磁波発生素子３０を移動させる。また、プロセッサ１１は、第１の領域２００ａからの反射波を受光可能な位置に電磁波受光素子４０を移動させる。
The
また、プロセッサ１１は、第２の領域２００ｂの反射率を測定する場合、電磁波が第２の領域２００ｂに照射される位置に電磁波発生素子３０を移動させる。また、プロセッサ１１は、第２の領域２００ｂからの反射波を受光可能な位置に電磁波受光素子４０を移動させる。
Further, when measuring the reflectance of the
また、検出装置３は、第２の実施形態に係る検出装置１の特徴を備えてもよい。また、検出装置３は、第３の実施形態に係る検出装置２の特徴を備えてもよい。
Further, the
また、検出センサ２００は、基材１０１を備えなくともよい。
また、検出装置３は、検出センサ２００の代わりに検出センサ１００を用いてもよい。
Further, the
Further, the
以上のように構成された検出装置３は、検出センサに対して複数の周波数の電磁波を照射して反射率を測定する。そのため、検出装置は、サンプルから抽出した特定の被検出物が添加されていない第１の領域とサンプルから抽出した特定の被検出物が添加された第２の領域との反射率を複数の周波数の電磁波で測定することができる。
The
従って、第１の実施形態と同様に、検出装置は、より精度よく被検出物を検出することができる。 Therefore, as in the first embodiment, the detection device can detect the object to be detected more accurately.
なお、第１又は２の実施形態に係る検出装置１は、検出センサ１００の代わりに検出センサ２００を用いてもよい。第３の実施形態に係る検出装置２は、検出センサ１００の代わりに検出センサ２００を用いてもよい。
The
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
センサにおける電磁波の透過率又は反射率に基づいてサンプルに含まれる被検出物又はサンプルから抽出した特定の被検出物を検出する検出装置であって、
前記センサに電磁波を照射する照射部と、
前記照射部が照射し前記センサを透過した透過波又は前記照射部が照射し前記センサで反射した反射波の強度を検出する検出部と、
前記照射部及び前記検出部を用いて、前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加されていない前記センサの電磁波のリファレンス透過率又はリファレンス反射率を複数の周波数でそれぞれ測定し、
前記照射部及び前記検出部を用いて、前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加された前記センサの電磁波の検出透過率又は検出反射率を前記複数の周波数でそれぞれ測定し、
前記複数の周波数におけるリファレンス透過率又はリファレンス反射率及び前記複数の周波数における検出透過率又は検出反射率に基づいて前記被検出物を検出する、
制御部と、
を備える検出装置。
［Ｃ２］
前記制御部は、
前記複数の周波数の中で、前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加されていない前記センサの電磁波の透過率又は反射率と前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加された前記センサの電磁波の透過率又は反射率との差が最も大きい検出用周波数を特定し、
前記照射部及び前記検出部を用いて、前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加されていない前記センサの電磁波のリファレンス透過率又はリファレンス反射率を前記検出用周波数で測定し、
前記照射部及び前記検出部を用いて、前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加された前記センサの電磁波の検出透過率又は検出反射率を前記検出用周波数で測定し、 前記検出用周波数におけるリファレンス透過率又はリファレンス反射率及び前記検出用周波数における検出透過率又は検出反射率に基づいて前記被検出物を検出する、
前記Ｃ１に記載の検出装置。
［Ｃ３］
前記センサは、前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加されていない第１の領域と前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加された第２の領域とから構成され、 前記制御部は、
前記第１の領域に前記複数の周波数の電磁波を照射して前記複数の電磁波のリファレンス透過率又はリファレンス反射率を測定し、
前記第２の領域に前記複数の周波数の電磁波を照射して前記複数の電磁波のリファレンス透過率又はリファレンス反射率を測定する、
前記Ｃ１又は２に記載の検出装置。
［Ｃ４］
前記照射部は、印加された電圧に応じた周波数の電磁波を照射する素子を備える、
前記Ｃ１乃至３の何れか１項に記載の検出装置。
［Ｃ５］
センサにおける電磁波の透過率又は反射率に基づいてサンプルに含まれる被検出物又はサンプルから抽出した特定の被検出物を検出する検出方法であって、
前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加されていない前記センサの電磁波のリファレンス透過率又はリファレンス反射率を複数の周波数でそれぞれ測定し、
前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加された前記センサの電磁波の検出透過率又は検出反射率を複数の周波数でそれぞれ測定し、
前記複数の周波数におけるリファレンス透過率又はリファレンス反射率及び前記複数の周波数における検出透過率又は検出反射率に基づいて前記被検出物を検出する、
検出方法。
Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
The inventions described in the claims at the time of filing the application of the present application are described below.
[C1]
A detection device that detects an object to be detected contained in a sample or a specific object to be detected extracted from the sample based on the transmittance or reflectance of electromagnetic waves in the sensor.
An irradiation unit that irradiates the sensor with electromagnetic waves,
A detection unit that detects the intensity of the transmitted wave that the irradiation unit irradiates and passes through the sensor or the reflected wave that the irradiation unit irradiates and reflects by the sensor.
Using the irradiation unit and the detection unit, the reference transmittance or the reference reflectance of the electromagnetic wave of the sensor to which the specific object to be detected extracted from the sample is not added is measured at a plurality of frequencies, respectively.
Using the irradiation unit and the detection unit, the detection transmittance or the detection reflectance of the electromagnetic wave of the sensor to which the specific object to be detected extracted from the sample is added is measured at the plurality of frequencies, respectively.
The object to be detected is detected based on the reference transmittance or the reference reflectance at the plurality of frequencies and the detected transmittance or the detected reflectance at the plurality of frequencies.
Control unit and
A detection device comprising.
[C2]
The control unit
Among the plurality of frequencies, the electromagnetic wave transmittance or reflectance of the sensor to which the specific object to be detected extracted from the sample is not added and the sensor to which the specific object to be detected extracted from the sample is added. Identify the detection frequency that has the largest difference from the transmittance or reflectance of the electromagnetic wave of
Using the irradiation unit and the detection unit, the reference transmittance or the reference reflectance of the electromagnetic wave of the sensor to which the specific object to be detected extracted from the sample is not added is measured at the detection frequency.
Using the irradiation unit and the detection unit, the detection transmittance or the detection reflectance of the electromagnetic wave of the sensor to which the specific object to be detected extracted from the sample is added is measured at the detection frequency, and the detection frequency is measured. The object to be detected is detected based on the reference transmittance or the reference reflectance in the above and the detected transmittance or the detected reflectance at the detection frequency.
The detection device according to C1.
[C3]
The sensor is composed of a first region to which a specific object to be detected extracted from the sample is not added and a second region to which a specific object to be detected extracted from the sample is added. teeth,
The first region is irradiated with electromagnetic waves of the plurality of frequencies, and the reference transmittance or the reference reflectance of the plurality of electromagnetic waves is measured.
The second region is irradiated with electromagnetic waves of the plurality of frequencies, and the reference transmittance or the reference reflectance of the plurality of electromagnetic waves is measured.
The detection device according to C1 or 2.
[C4]
The irradiation unit includes an element that irradiates an electromagnetic wave having a frequency corresponding to an applied voltage.
The detection device according to any one of C1 to 3 above.
[C5]
A detection method for detecting an object to be detected contained in a sample or a specific object to be detected extracted from the sample based on the transmittance or reflectance of electromagnetic waves in the sensor.
The reference transmittance or the reference reflectance of the electromagnetic wave of the sensor to which the specific object to be detected extracted from the sample is not added is measured at a plurality of frequencies, respectively.
The detected transmittance or the detected reflectance of the electromagnetic wave of the sensor to which the specific object to be detected extracted from the sample is added is measured at a plurality of frequencies, respectively.
The object to be detected is detected based on the reference transmittance or the reference reflectance at the plurality of frequencies and the detected transmittance or the detected reflectance at the plurality of frequencies.
Detection method.
１乃至３…検出装置、１０…制御装置、１１…プロセッサ、１４…ＮＶＭ、１５…インターフェース、２０…Ｄ／Ａコンバータ、３０…電磁波発生素子、４０…電磁波受光素子、５０…Ａ／Ｄコンバータ、６０乃至９０…駆動部、１００…検出センサ、１００ａ及び１００ｂ…領域、１０１…基材、１０２…構造体、２００…検出センサ、２００ａ及び２００ｂ…領域、２０２…構造体、２０３…空隙。 1 to 3 ... Detection device, 10 ... Control device, 11 ... Processor, 14 ... NVM, 15 ... Interface, 20 ... D / A converter, 30 ... Electromagnetic wave generating element, 40 ... Electromagnetic light receiving element, 50 ... A / D converter, 60 to 90 ... drive unit, 100 ... detection sensor, 100a and 100b ... region, 101 ... base material, 102 ... structure, 200 ... detection sensor, 200a and 200b ... region, 202 ... structure, 203 ... void.
Claims (4)
前記センサに電磁波を照射する照射部と、
前記照射部が照射し前記センサを透過した透過波又は前記照射部が照射し前記センサで反射した反射波の強度を検出する検出部と、
前記照射部及び前記検出部を用いて、前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加されていない前記センサの電磁波のリファレンス透過率又はリファレンス反射率を複数の周波数でそれぞれ測定し、
前記照射部及び前記検出部を用いて、前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加された前記センサの電磁波の検出透過率又は検出反射率を前記複数の周波数でそれぞれ測定し、
前記複数の周波数におけるリファレンス透過率又はリファレンス反射率及び前記複数の周波数における検出透過率又は検出反射率に基づいて前記被検出物を検出する、
制御部と、
前記センサ又は前記照射部を移動させる駆動部と、
を備え、
前記センサは、前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加されていない第１の領域と前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加された第２の領域とから構成され、
前記第１の領域と前記第２の領域とは、特定の被検出物が存在しない状態では同一の周波数特性を有し、
前記制御部は、
前記駆動部を用いて前記照射部からの電磁波が前記第１の領域の照射させるように前記センサ又は前記照射部を移動させ、前記第１の領域に前記複数の周波数の電磁波を照射して前記複数の電磁波のリファレンス透過率又はリファレンス反射率を測定し、
前記駆動部を用いて前記照射部からの電磁波が前記第２の領域の照射させるように前記センサ又は前記照射部を移動させ、前記第２の領域に前記複数の周波数の電磁波を照射して前記複数の電磁波のリファレンス透過率又はリファレンス反射率を測定する、
検出装置。 A detection device that detects an object to be detected contained in a sample or a specific object to be detected extracted from the sample based on the transmittance or reflectance of electromagnetic waves in the sensor.
An irradiation unit that irradiates the sensor with electromagnetic waves,
A detection unit that detects the intensity of the transmitted wave that the irradiation unit irradiates and passes through the sensor or the reflected wave that the irradiation unit irradiates and reflects by the sensor.
Using the irradiation unit and the detection unit, the reference transmittance or the reference reflectance of the electromagnetic wave of the sensor to which the specific object to be detected extracted from the sample is not added is measured at a plurality of frequencies, respectively.
Using the irradiation unit and the detection unit, the detection transmittance or the detection reflectance of the electromagnetic wave of the sensor to which the specific object to be detected extracted from the sample is added is measured at the plurality of frequencies, respectively.
The object to be detected is detected based on the reference transmittance or the reference reflectance at the plurality of frequencies and the detected transmittance or the detected reflectance at the plurality of frequencies.
Control unit and
A drive unit that moves the sensor or the irradiation unit, and
Equipped with
The sensor is composed of a first region to which a specific object to be detected extracted from the sample is not added and a second region to which a specific object to be detected extracted from the sample is added.
The first region and the second region have the same frequency characteristics in the absence of a specific object to be detected.
The control unit
Using the drive unit, the sensor or the irradiation unit is moved so that the electromagnetic wave from the irradiation unit irradiates the first region, and the first region is irradiated with the electromagnetic waves of the plurality of frequencies. Measure the reference transmittance or reference reflectance of multiple electromagnetic waves,
Using the drive unit, the sensor or the irradiation unit is moved so that the electromagnetic wave from the irradiation unit irradiates the second region, and the second region is irradiated with the electromagnetic waves of the plurality of frequencies. Measuring the reference transmittance or reference reflectance of multiple electromagnetic waves,
Detection device.
前記複数の周波数の中で、前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加されていない前記センサの電磁波の透過率又は反射率と前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加された前記センサの電磁波の透過率又は反射率との差が最も大きい検出用周波数を特定し、
前記照射部及び前記検出部を用いて、前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加されていない前記センサの電磁波のリファレンス透過率又はリファレンス反射率を前記検出用周波数で測定し、
前記照射部及び前記検出部を用いて、前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加された前記センサの電磁波の検出透過率又は検出反射率を前記検出用周波数で測定し、 前記検出用周波数におけるリファレンス透過率又はリファレンス反射率及び前記検出用周波数における検出透過率又は検出反射率に基づいて前記被検出物を検出する、
前記請求項１に記載の検出装置。 The control unit
Among the plurality of frequencies, the electromagnetic wave transmittance or reflectance of the sensor to which the specific object to be detected extracted from the sample is not added and the sensor to which the specific object to be detected extracted from the sample is added. Identify the detection frequency that has the largest difference from the transmittance or reflectance of the electromagnetic wave of
Using the irradiation unit and the detection unit, the reference transmittance or the reference reflectance of the electromagnetic wave of the sensor to which the specific object to be detected extracted from the sample is not added is measured at the detection frequency.
Using the irradiation unit and the detection unit, the detection transmittance or the detection reflectance of the electromagnetic wave of the sensor to which the specific object to be detected extracted from the sample is added is measured at the detection frequency, and the detection frequency is measured. The object to be detected is detected based on the reference transmittance or the reference reflectance in the above and the detected transmittance or the detected reflectance at the detection frequency.
The detection device according to claim 1.
前記請求項１又は２に記載の検出装置。 The irradiation unit includes an element that irradiates an electromagnetic wave having a frequency corresponding to an applied voltage.
The detection device according to claim 1 or 2.
照射部を用いて前記センサに電磁波を照射して、前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加されていない前記センサの電磁波のリファレンス透過率又はリファレンス反射率を複数の周波数でそれぞれ測定し、
前記照射部を用いて前記センサに電磁波を照射して、前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加された前記センサの電磁波の検出透過率又は検出反射率を複数の周波数でそれぞれ測定し、
前記複数の周波数におけるリファレンス透過率又はリファレンス反射率及び前記複数の周波数における検出透過率又は検出反射率に基づいて前記被検出物を検出し、
前記センサは、前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加されていない第１の領域と前記サンプルから抽出した特定の被検出物が添加された第２の領域とから構成され、
前記第１の領域と前記第２の領域とは、特定の被検出物が存在しない状態では同一の周波数特性を有し、
リファレンス透過率又はリファレンス反射率を測定することは、前記照射部からの電磁波が前記第１の領域の照射させるように前記センサ又は前記照射部を移動させ、前記第１の領域に前記複数の周波数の電磁波を照射して前記複数の電磁波のリファレンス透過率又はリファレンス反射率を測定することであり、
検出透過率又は検出反射率を測定することは、前記照射部からの電磁波が前記第２の領域の照射させるように前記センサ又は前記照射部を移動させ、前記第２の領域に前記複数の周波数の電磁波を照射して前記複数の電磁波のリファレンス透過率又はリファレンス反射率を測定することである、
検出方法。 A detection method for detecting an object to be detected contained in a sample or a specific object to be detected extracted from the sample based on the transmittance or reflectance of electromagnetic waves in the sensor.
The sensor is irradiated with an electromagnetic wave using an irradiation unit, and the reference transmittance or the reference reflectance of the electromagnetic wave of the sensor to which a specific object to be detected extracted from the sample is not added is measured at a plurality of frequencies, respectively.
The sensor is irradiated with an electromagnetic wave using the irradiation unit, and the detected transmittance or the detected reflectance of the electromagnetic wave of the sensor to which a specific object to be detected extracted from the sample is added is measured at a plurality of frequencies, respectively.
The object to be detected is detected based on the reference transmittance or the reference reflectance at the plurality of frequencies and the detected transmittance or the detected reflectance at the plurality of frequencies.
The sensor is composed of a first region to which a specific object to be detected extracted from the sample is not added and a second region to which a specific object to be detected extracted from the sample is added.
The first region and the second region have the same frequency characteristics in the absence of a specific object to be detected.
To measure the reference transmittance or the reference reflectance, the sensor or the irradiation unit is moved so that the electromagnetic wave from the irradiation unit irradiates the first region, and the plurality of frequencies are moved to the first region. It is to measure the reference transmittance or the reference reflectance of the plurality of electromagnetic waves by irradiating the electromagnetic waves of the above.
To measure the detected transmittance or the detected reflectance, the sensor or the irradiation unit is moved so that the electromagnetic wave from the irradiation unit irradiates the second region, and the plurality of frequencies are moved to the second region. Is to irradiate the electromagnetic waves of the above and measure the reference transmittance or the reference reflectance of the plurality of electromagnetic waves.
Detection method.
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