JP7483509B2 - センサ及び検出システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、センサ及び検出システムに関する。

磁性ビーズなどの磁性体を固定した被検出物をセンサに塗布して被検出物を検出する技術が提供されている。そのような技術は、センサに電磁波を照射してセンサの反射率又は透過率の変化を測定することで被検出物を検出する。

従来、センサにおいて反射率又は透過率の変化に寄与する領域に磁性体が十分に付着しないことがあるため感度が低下するおそれがある。

特開２００８－１５７９２３号広報

上記の課題を解決するため、反射率又は透過率の変化に寄与する領域に被検出物に固定された磁性体を捕集することができるセンサ及び検出システムを提供する。

実施形態によれば、電磁波の反射率又は透過率に基づいて磁性体が固定された被検出物を検出する検出装置から前記電磁波を照射させるセンサは、基材と、周期構造体と、磁界発生機構と、を備える。基材は、前記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。周期構造体は、前記基材の、前記電磁波を照射される所定の面上に形成され、前記反射率又は前記透過率の変化に寄与する。磁界発生機構は、前記基材の、前記所定の面と対向する面上に形成され、前記周期構造体に前記磁性体を捕集する磁界を発生させる。前記基材の、前記所定の面と対向する面において、前記周期構造体と対向する位置に、窪みが形成されている。

図１は、第１の実施形態に係る検出システムの構成例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る検出センサの例を示す上面図である。 図３は、第１の実施形態に係る周期構造体の例を示す上面図である。 図４は、第１の実施形態に係る周期構造体の例を示す断面図である。 図５は、第１の実施形態に係る検出センサの動作例を示す上面図である。 図６は、第１の実施形態に係る周期構造体の変形例を示す断面図である。 図７は、第１の実施形態に係る周期構造体の変形例を示す断面図である。 図８は、第１の実施形態に係る周期構造体の変形例を示す断面図である。 図９は、第２の実施形態に係る検出システムの構成例を示す図である。 図１０は、第２の実施形態に係る検出センサの例を示す上面図である。 図１１は、第２の実施形態に係る周期構造体の例を示す上面図である。 図１２は、第２の実施形態に係る周期構造体の例を示す断面図である。 図１３は、第２の実施形態に係る周期構造体の変形例を示す断面図である。

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システムは、サンプルに含まれる大腸菌などの有機物（被検出物）を検出する。検出システムは、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て検出センサからの反射波を検出する。検出システムは、サンプルを添加する前の検出センサの反射率とサンプルを添加された後の検出センサの反射率とを測定する。検出システムは、両反射率が一致しない場合に、検出センサ上に被検出物が存在すると判定する。

図１は、検出システム１の構成例を示す。図１が示すように、検出システム１は、検出装置１０及び制御装置２０を備える。検出装置１０と制御装置２０（制御部）とは、互いに電気的に接続される。

図１が示すように、検出装置１０は、光源１１、ミラー１２、ステージ１４、駆動部１５、検出器１６、試料導入部１７及び検出センサ１００などから構成される。なお、検出装置１０は、図２が示すような構成の他に必要に応じた構成をさらに具備したり、検出装置１０から特定の構成が除外されたりしてもよい。

光源１１（照射部）は、制御装置２０からの信号に基づいて所定の周波数の電磁波を照射する。たとえば、光源１１は、検出センサ１００の反射率のピーク（又は極小）付近の周波数を有する電磁波を照射する。光源１１は、複数の周波数の電磁波を放射するものであってもよい。たとえば、光源１１は、ライト及びレンズなどから構成される。

ミラー１２は、所定の角度で検出装置１０内に設置される。ミラー１２は、光源１１からの電磁波を検出センサ１００に反射する。図１が示す例では、ミラー１２は、光源１１から水平に照射された電磁波を下方に反射する。

また、ミラー１２は、検出センサ１００からの反射波を検出器１６に反射する。図１が示す例では、ミラー１２は、検出センサ１００から上方に反射する反射波を水平に反射する。

なお、ミラー１２は、光源１１からの電磁波を検出センサ１００に反射するミラーと、検出センサ１００からの反射波を検出器１６に反射するミラーとから構成されてもよい。

検出センサ１００は、光源１１からの電磁波を所定の反射率で検出器１６に反射する。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反射率が異なる構成を有する。また、磁性ビーズ（磁性体）が検出センサ１００の表面に付着すると、検出センサ１００の反射率は、変化する。
検出センサ１００については、後に詳述する。

ステージ１４は、検出センサ１００を移動可能に保持する。ここでは、ステージ１４は、Ｘ方向（図１の左右方向）、Ｙ方向（図１に対して直交方向）及びＺ方向（図１に対して上下方向）に移動可能である。

ステージ１４は、電力供給部５０を備える。電力供給部５０は、検出センサ１００に電力を供給する。電力供給部５０は、検出装置１０の電源などに接続する。電力供給部５０は、電源から供給される電圧を所定の電圧などに変換して検出センサ１００に供給する。たとえば、電力供給部５０は、検出センサ１００の所定の部分に接触する電極などから構成される。

駆動部１５は、制御装置２０からの信号に従ってステージ１４をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動させる。即ち、駆動部１５は、ステージ１４にセットされた検出センサ１００をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動させる。たとえば、駆動部１５は、光源１１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、ステージ１４をＸ方向及びＹ方向に移動させる。

また、駆動部１５は、電磁波の焦点を検出センサ１００上に合わせるためステージ１４をＺ方向に移動させる。
また、駆動部１５は、ステージ１４を試料導入部１７がサンプルを投入可能な位置（投入位置）まで移動させる。

たとえば、駆動部１５は、モータ及び駆動ベルトなどから構成される。駆動部１５は、モータなどの駆動力で駆動ベルトなど駆動してステージ１４を移動させる。駆動部１５の構成は、特定の構成に限定されるものではない。

検出器１６は、検出センサ１００からの反射波を検出する。即ち、検出器１６は、ミラー１２から反射される反射波を検出する。検出器１６は、反射波の強度を検出する。たとえば、検出器１６は、反射波の強度に応じた電力を出力する。検出器１６は、反射波の強度を示すセンサ信号を制御装置２０へ送信する。

試料導入部１７は、制御装置２０からの信号に基づいてサンプルを検出センサ１００に投下する。ここで、サンプルは、磁性ビーズが固定された被検出物を含む（含み得る）液体である。

試料導入部１７は、駆動部１５が検出センサ１００を投入位置に移動させると、サンプルを検出センサ１００に投下する。
たとえば、試料導入部１７は、サンプルを保持するピペットなどから構成される。

制御装置２０は、検出装置１０を制御する。制御装置２０は、検出装置１０に制御信号を送信して検出装置１０の各部を制御する。たとえば、制御装置２０は、光源１１を制御して電磁波を検出センサ１００に照射させる。

また、制御装置２０は、検出装置１０の各部から種々の信号を受信する。制御装置２０は、検出器１６からセンサ信号を受信する。制御装置２０は、センサ信号に基づいて検出センサ１００上に被検出物が存在するかを判定する。

次に、検出センサ１００について説明する。図２は、検出センサ１００の上面図である。図３は、検出センサ１００を拡大した上面図である。図４は、検出センサ１００を図３のＦ４－Ｆ４で切断した断面図である。

図２、図３及び図４が示すように、検出センサ１００は、基材３１、構造体３２及び磁界発生機構３４などから構成される。

基材３１は、たとえば、所定の大きさの矩形に形成される。基材３１は、光源１１が放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３１は、光源１１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３１は、シリコンウエハなどから構成される。また、基材３１は、ポリエチレンなどの有機材料から構成されてもよい。

たとえば、基材の厚さは、１００～８００μｍの範囲である。たとえば、基材３１の厚さは、５２５μｍである。
基材３１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。

構造体３２は、基材３１の所定の面（表面）に形成される。構造体３２は、光源１１が照射する電磁波を反射する。構造体３２は、反射率において周波数特性を有する。構造体３２は、光源１１が放射する電磁波の周波数帯において反射性を有する導体であることが望ましい。

たとえば、構造体３２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３２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３２は、基材３１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３２の厚さは、０．１μから５０μｍの範囲である。たとえば、構造体３２の厚さは、０．２μｍである。

構造体３２は、複数の空隙３３（周期構造体）を備える。構造体３２は、所定の間隔で縦方向及び横方向に周期的に空隙３３を備える。

構造体３２は、空隙３３によって、相補型分割リング共振器を形成する。構造体３２は、空隙３３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３２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。

空隙３３は、環状構造である。空隙３３は、環の一部が切断する構造である。即ち、空隙３３は、Ｃ字型に形成される。たとえば、空隙３３の外寸は、数十μｍである。また、空隙３３の幅（隙間の幅）は、数μｍである。

たとえば、構造体３２は、空隙３３によって数テラヘルツ帯において反射率のピーク又は極小を有する。
なお、構造体３２が有する空隙３３の大きさ、形状又は個数は、特定の構成に限定されるものではない。

図３が示すように、空隙３３の内部には、磁界を発生させる磁界発生機構３４が複数個形成されている。また、図４が示すように、磁界発生機構３４は、基材３１において構造体３２と対向する面（裏面）に形成されている。

磁界発生機構３４は、電力供給部５０からの電力によって磁界を発生させる。
磁界発生機構３４は、反射率の変化に寄与する領域（高感度領域）に磁性ビーズを捕集するための磁界を発生させる。即ち、高感度領域は、磁性ビーズが付着することで検出センサ１００の反射率を大きく変化させることができる領域である。ここでは、磁界発生機構３４は、高感度領域として空隙３３に磁性ビーズを捕集する磁界を発生させる。

たとえば、磁界発生機構３４は、コイルなどから構成される。磁界発生機構３４は、互いに電気的に接続するものであってもよい。

また、図４が示すように、基材３１の裏面には、窪み３５が形成されている。窪み３５は、空隙３３と対向する位置に形成されている。即ち、窪み３５は、空隙３３と同一の形状に形成されている。

次に、制御装置２０の動作例について説明する。
まず、制御装置２０は、サンプルが塗布されていない検出センサ１００の反射率（リファレンス反射率）を測定する。

ここでは、ステージ１４にサンプルが塗布されていない検出センサ１００がセットされているものとする。また、試料導入部１７は、サンプルを保持しているものとする。

まず、制御装置２０は、駆動部１５に検出センサ１００をミラー１２の下部まで移動させる。検出センサ１００をミラー１２の下部まで移動させると、制御装置２０は、光源１１に電磁波を検出センサ１００に対して照射させる。

光源１１に電磁波を照射させると、制御装置２０は、検出器１６を用いて検出センサ１００からの反射波の強度を取得する。反射波の強度を取得すると、制御装置２０は、反射波の強度と光源１１が照射する電磁波の強度となどから反射率（リファレンス反射率）を算出する。

また、リファレンス反射率を測定すると、制御装置２０は、サンプルが塗布された検出センサ１００の反射率（検出反射率）を測定する。

制御装置２０は、駆動部１５に検出センサ１００を投入位置まで移動させる。検出センサ１００を投入位置まで移動させると、制御装置２０は、試料導入部１７に、サンプルを検出センサ１００に投下させる。

サンプルを検出センサ１００に投下させると、制御装置２０は、電力供給部５０に電力を供給させる。即ち、電力供給部５０は、制御装置２０からの制御に従って、磁界発生機構３４に電力を供給する。

磁界発生機構３４は、電力供給部５０からの電力によって磁界を発生させる。磁界発生機構３４による磁界によってサンプルに含まれる磁性ビーズ（被検出物に固定されている磁性ビーズ）が高感度領域に捕集される。

図５は、高感度領域に捕集された磁性ビーズの例を示す。図５が示すように、磁性ビーズ６０は、空隙３３上に捕集されている。即ち、磁性ビーズ６０は、高感度領域に捕集されている。

ここで、制御装置２０は、検出センサ１００上のサンプルが乾燥するまで待機する。なお、制御装置２０は、図示されない加熱機構などにサンプルを加熱させてもよい。

サンプルの乾燥が完了すると、制御装置２０は、駆動部１５に検出センサ１００をミラー１２の下部まで移動させる。検出センサ１００をミラー１２の下部まで移動させると、制御装置２０は、光源１１に電磁波を検出センサ１００に対して照射させる。

光源１１に電磁波を照射させると、制御装置２０は、検出器１６を用いて検出センサ１００からの反射波の強度を取得する。反射波の強度を取得すると、制御装置２０は、反射波の強度と光源１１が照射する電磁波の強度となどから反射率（検出反射率）を算出する。

また、検出反射率を測定すると、制御装置２０は、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１００に被検出物が存在するかを判定する。

制御装置２０は、リファレンス反射率と検出反射率とが一致するかを判定する。制御装置２０は、リファレンス反射率と検出反射率との差異が所定の閾値以下であれば、両者が一致すると判定してもよい。

制御装置２０は、リファレンス反射率と検出反射率とが一致しない場合に、被検出物が存在すると判定する。他方、制御装置２０は、リファレンス反射率と検出反射率とが一致する場合に、被検出物が存在しないと判定する。

制御装置２０は、検出結果を表示部などに表示してもよい。制御装置２０は、検出結果を外部装置へ送信してもよい。

次に、検出センサ１００の変形例について説明する。
図６は、検出センサ１００の変形例を示す断面図である。図６は、図４と同様な線で検出センサ１００を切断した断面図である。図６が示すように、検出センサ１００の基材３１は、窪み３５を備えない。即ち、基材３１は、平坦な板状に形成される。

また、図７は、検出センサ１００のさらに他の変形例を示す。図７は、図４と同様な線で検出センサ１００を切断した断面図である。図７が示すように、基材３１は、窪み３５の内部に複数の柱３６を備える。

柱３６は、検出センサ１００の高さ方向（Ｚ方向）に形成されている。柱３６は、磁界発生機構３４を構成するコイルの軸の延長線上に形成されている。即ち、柱３６は、磁界発生機構３４が発生する磁界の向きと平行に形成されている。

また、柱３６は、基材３１と同一の素材から構成される。なお、柱３６の表面には、鉄などの金属が塗布されてもよい。また、柱３６は、鉄などの金属から構成されてもよい。

図７が示す変形例では、磁界発生機構３４のコイルが発生する磁界は、柱３６により強化される。

また、図８は、検出センサ１００のさらに他の変形例を示す断面図である。図８は、図４と同様な線で検出センサ１００を切断した断面図である。図８が示すように、磁界発生機構３４は、構造体３２の上に形成されている。ここでは、電力供給部５０は、構造体３２に電力を供給してもよい。

図８が示す変形例では、磁界発生機構３４が基材３１の厚さ分、磁性ビーズと接近することによって、発生する磁界の減衰が防止される。

なお、検出装置１０は、検出センサ１００からの透過波の強度に基づいて被検出物を検出してもよい。この場合、検出器１６は、検出センサ１００からの透過波の強度を検出する。

また、検出センサ１００は、基材３１を備えなくともよい。
また、オペレータは、検出センサ１００にサンプルを投下してもよい。
また、検出装置１０と制御装置２０とは、一体的に形成されるものであってもよい。

以上のように構成された検出装置は、サンプルを検出センサに塗布する際に磁界を発生させる。検出装置は、磁界によって検出センサの高感度領域にサンプル中の磁性ビーズを捕集する。その結果、サンプル中に磁性ビーズが存在する場合、検出センサの反射率は、より顕著に変化する。そのため、検出装置は、感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システムは、検出センサの透過率を測定する点で第１の実施形態に係るそれと異なる。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。

図９は、第２の実施形態に係る検出システム１’の構成例を示す。図９が示すように、検出システム１’は、検出装置１０’及び制御装置２０を備える。検出装置１０’と制御装置２０とは、互いに電気的に接続される。

図９が示すように、検出装置１０’は、光源１１、ステージ１４’、駆動部１５’、検出器１６、試料導入部１７及び検出センサ２００などから構成される。なお、検出装置１０’は、図９が示すような構成の他に必要に応じた構成をさらに具備したり、検出装置１０’から特定の構成が除外されたりしてもよい。

検出センサ２００は、光源１１からの電磁波を所定の透過率で透過させる。検出センサ２００は、所定の周波数特性を有する。即ち、検出センサ２００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、磁性ビーズが検出センサ２００の表面に付着すると、検出センサ２００の透過率は、変化する。
検出センサ２００については、後に詳述する。

ステージ１４’は、検出センサ２００を移動可能に保持する。ここでは、ステージ１４’は、Ｘ方向（図９の左右方向）、Ｙ方向（図９に対して直交方向）及びＺ方向（図９に対して上下方向）に移動可能である。また、ステージ１４’は、回転可能である。

ステージ１４’は、電力供給部５０’を備える。電力供給部５０’は、検出センサ２００に電力を供給する。電力供給部５０’は、検出装置１０’の電源などに接続する。電力供給部５０’は、電源から供給される電圧を所定の電圧などに変換して検出センサ２００に供給する。たとえば、電力供給部５０’は、検出センサ２００の所定の部分に接触する電極などから構成される。

駆動部１５’は、制御装置２０からの信号に従ってステージ１４’をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動させ及び回転させる。即ち、駆動部１５は、検出センサ２００をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動させ及び回転させる。たとえば、駆動部１５は、光源１１からの電磁波を検出センサ２００の任意の位置に照射するため、ステージ１４’をＹ方向及びＺ方向に移動させる。

また、駆動部１５’は、電磁波の焦点を検出センサ２００上に合わせるためステージ１４’をＸ方向に移動させる。
また、駆動部１５’は、ステージ１４’を試料導入部１７がサンプルを投入可能な位置（投入位置）まで移動及び回転させる。

たとえば、駆動部１５’は、モータ及び駆動ベルトなどから構成される。駆動部１５’は、モータなどの駆動力で駆動ベルトなど駆動してステージ１４’を移動させる。駆動部１５’の構成は、特定の構成に限定されるものではない。

検出器１６は、検出センサ２００からの透過波を検出する。検出器１６は、光源１１が電磁波を発生させる方向において光源１１と対向する位置に設置されている。

次に、検出センサ２００について説明する。図１０は、検出センサ２００の上面図である。図１１は、検出センサ２００を拡大した上面図である。図１２は、検出センサ２００を図１１のＦ１２－Ｆ１２で切断した断面図である。

図１０、図１１及び図１２が示すように、検出センサ２００は、基材３１及び構造体４２などから構成される。

構造体４２（周期構造体）は、基材３１の所定の面（表面）に形成される。構造体４２は、基材３１上に複数個形成されている。構造体４２は、所定の間隔で縦方向及び横方向に周期的に配置されている。

構造体４２は、検出センサ２００の透過率において周波数特性を有する。即ち、構造体４２は、反射率のピーク又は極小に寄与する。

構造体４２は、分割リング共振器を形成する。構造体４２は、ＬＣＲ回路を形成する。構造体４２は、所定の共振周波数において共振特性を有する。構造体４２は、光源１１が放射する電磁波の周波数帯において透過率のピーク又は極小を有する導電体であることが望ましい。

たとえば、構造体４２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４２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４２は、基材３１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。

構造体４２は、環状構造である。構造体４２は、環の一部が切断する構造である。即ち、構造体４２は、Ｃ字型に形成される。たとえば、構造体４２の外寸は、数十μｍである。また、構造体４２の幅（環の幅）は、数μｍである。また、構造体４２の厚さは、０．１μから５０μｍの範囲である。また、構造体４２の厚さは、０．２μｍである。

たとえば、構造体４２は、数テラヘルツ帯において反射率のピーク又は極小を有する。
なお、構造体４２の大きさ、形状又は個数は、特定の構成に限定されるものではない。

図１１が示すように、構造体４２には、磁界を発生させる磁界発生機構４４が形成されている。また、図１２が示すように、磁界発生機構４４は、基材３１において構造体４２と対向する面（裏面）に形成されている。

磁界発生機構４４は、電力供給部５０’からの電力によって磁界を発生させる。
磁界発生機構４４は、透過率の変化に寄与する領域（高感度領域）に磁性ビーズを捕集するための磁界を発生させる。即ち、高感度領域は、磁性ビーズが付着することで検出センサ２００の透過率を大きく変化させることができる領域である。ここでは、磁界発生機構４４は、高感度領域として構造体４２に磁性ビーズを捕集する磁界を発生させる。より具体的には、磁界発生機構４４は、構造体４２が有する環状構造が切断している領域に磁性ビーズを捕集する磁界を発生させる。
たとえば、磁界発生機構４４は、コイルなどから構成される。

次に、制御装置２０の動作例について説明する。
まず、制御装置２０は、サンプルが塗布されていない検出センサ２００の透過率（リファレンス透過率）を測定する。

ここでは、ステージ１４’にサンプルが塗布されていない検出センサ２００がセットされているものとする。また、試料導入部１７は、サンプルを保持しているものとする。

まず、制御装置２０は、駆動部１５’に、検出センサ２００を光源１１と検出器１６との間に移動させる。検出センサ２００を移動させると、制御装置２０は、光源１１に電磁波を検出センサ２００に対して照射させる。

光源１１に電磁波を照射させると、制御装置２０は、検出器１６を用いて検出センサ２００からの透過波の強度を取得する。透過波の強度を取得すると、制御装置２０は、透過波の強度と光源１１が照射する電磁波の強度となどから透過率（リファレンス透過率）を算出する。

また、リファレンス透過率を測定すると、制御装置２０は、サンプルが塗布された検出センサ２００の透過率（検出透過率）を測定する。

制御装置２０は、駆動部１５’に検出センサ２００を投入位置まで移動させる。検出センサ２００を投入位置まで移動させると、制御装置２０は、試料導入部１７にサンプルを検出センサ２００に投下させる。

サンプルを検出センサ２００に投下させると、制御装置２０は、電力供給部５０’に電力を供給させる。即ち、電力供給部５０’は、制御装置２０からの制御に従って、磁界発生機構３４に電力を供給する。

磁界発生機構３４は、電力供給部５０’からの電力によって磁界を発生させる。磁界発生機構３４による磁界によってサンプルに含まれる磁性ビーズ（被検出物に固定されている磁性ビーズ）が高感度領域に捕集される。

ここで、制御装置２０は、検出センサ２００上のサンプルが乾燥するまで待機する。なお、制御装置２０は、図示されない加熱機構などにサンプルを加熱させてもよい。

サンプルの乾燥が完了すると、制御装置２０は、駆動部１５’に検出センサ２００を光源１１と検出器１６との間に移動させる。検出センサ２００を移動させると、制御装置２０は、光源１１に電磁波を検出センサ２００に対して照射させる。

光源１１に電磁波を照射させると、制御装置２０は、検出器１６を用いて検出センサ２００からの透過波の強度を取得する。透過波の強度を取得すると、制御装置２０は、透過波の強度と光源１１が照射する電磁波の強度となどから透過率（検出透過率）を算出する。

また、検出透過率を測定すると、制御装置２０は、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２００に被検出物が存在するかを判定する。

制御装置２０は、リファレンス透過率と検出透過率とが一致するかを判定する。制御装置２０は、リファレンス透過率と検出透過率との差異が所定の閾値以下であれば、両者が一致すると判定してもよい。

制御装置２０は、リファレンス透過率と検出透過率とが一致しない場合に、被検出物が存在すると判定する。他方、制御装置２０は、リファレンス透過率と検出透過率とが一致する場合に、被検出物が存在しないと判定する。

制御装置２０は、検出結果を表示部などに表示してもよい。制御装置２０は、検出結果を外部装置へ送信してもよい。

次に、検出センサ２００の変形例について説明する。
まず、図１３は、検出センサ２００の変形例を示す断面図である。図１３は、図１２と同様な線で検出センサ２００を切断した断面図である。図１３が示すように、磁界発生機構４４は、構造体４２が形成されている面（表面）に形成されている。

図１３が示す変形例では、磁界発生機構４４が基材３１の厚さ分、磁性ビーズと接近することによって、発生する磁界の減衰が防止される。

また、検出センサ２００の基材３１は、構造体４２に対向する位置に窪みを有するものであってもよい。また、この場合、基材３１は、窪みの内部に、磁界発生機構４４を構成するコイルの軸の延長線上に形成される柱を備えるものであってもよい。

なお、検出装置１０’は、検出センサ２００からの反射波の強度に基づいて被検出物を検出してもよい。

以上のように構成された検出装置は、サンプル中の磁性ビーズを検出センサの高感度領域に捕集することができる。その結果、サンプル中に磁性ビーズが存在する場合、検出センサの透過率は、より顕著に変化する。そのため、検出装置は、感度よく被検出物を検出することができる。

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。
なお、以下に本願の出願当初の特許請求の範囲の記載を付記する。
［Ｃ１］
電磁波の反射率又は透過率に基づいて磁性体が固定された被検出物を検出する検出装置から前記電磁波を照射させるセンサであって、
前記反射率又は前記透過率の変化に寄与する周期構造体と、
前記周期構造体に前記磁性体を捕集する磁界を発生させる磁界発生機構と、
を備えるセンサ。
［Ｃ２］
前記周期構造体は、導電体に周期的に形成されている空隙である、
［Ｃ１］に記載のセンサ。
［Ｃ３］
前記周期構造体は、周期的に配置され、導電体で形成されているＣ字型の構造体である、
［Ｃ１］に記載のセンサ。
［Ｃ４］
前記磁界発生機構は、外部装置からの電力により前記磁界を発生させるコイルである、［Ｃ１］乃至［Ｃ３］の何れか１項に記載のセンサ。
［Ｃ５］
反射率又は透過率の変化に寄与する周期構造体と、前記周期構造体に被検出物に固定された磁性体を捕集する磁界を発生させる磁界発生機構と、を備えるセンサと、
前記センサに電磁波を照射する照射部と、
前記センサからの反射波又は透過波の強度を検出する検出器と、
前記強度に基づいて前記センサに塗布されたサンプルから前記被検出物を検出する制御部と、
を備える検出システム。

１及び１’…検出システム、１０及び１０’…検出装置、１１…光源、１２…ミラー、１４及び１４’…ステージ、１５及び１５’…駆動部、１６…検出器、１７…試料導入部、２０…制御装置、３１…基材、３２…構造体、３３…空隙、３４…磁界発生機構、３６…柱、４２…構造体、４４…磁界発生機構、５０及び５０’…電力供給部、６０…磁性ビーズ、１００及び２００…検出センサ。

Claims (6)

1. 電磁波の反射率又は透過率に基づいて磁性体が固定された被検出物を検出する検出装置から前記電磁波を照射させるセンサであって、
   前記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基材と、
   前記基材の、前記電磁波を照射される所定の面上に形成され、前記反射率又は前記透過率の変化に寄与する周期構造体と、
   前記基材の、前記所定の面と対向する面上に形成され、前記周期構造体に前記磁性体を捕集する磁界を発生させる磁界発生機構と、
   を備え、
   前記基材の、前記所定の面と対向する面において、前記周期構造体と対向する位置に、窪みが形成されている、センサ。
2. 前記周期構造体は、導電体に周期的に形成されている空隙である、
   請求項１に記載のセンサ。
3. 前記周期構造体は、周期的に配置され、導電体で形成されているＣ字型の構造体である、
   請求項１に記載のセンサ。
4. 前記磁界発生機構は、外部装置からの電力により前記磁界を発生させるコイルである、請求項１乃至３の何れか１項に記載のセンサ。
5. 前記基材は、前記窪みの内部に、前記コイルの軸の延長線上に形成された柱を備える、請求項４に記載のセンサ。
6. 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基材と、前記基材の、前記電磁波を照射される所定の面上に形成され、前記電磁波の反射率又は透過率の変化に寄与する周期構造体と、前記基材の、前記所定の面と対向する面上に形成され、前記周期構造体に被検出物に固定された磁性体を捕集する磁界を発生させる磁界発生機構と、を備え、前記基材は、前記所定の面と対向する面において、前記周期構造体と対向する位置に、窪みが形成されている、センサと、
   前記センサに前記電磁波を照射する照射部と、
   前記センサからの反射波又は透過波の強度を検出する検出器と、
   前記強度に基づいて前記センサに塗布されたサンプルから前記被検出物を検出する制御部と、
   を備える検出システム。