特開 2024-168726 検出装置

(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】P2024168726

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】検出装置

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/34 20060101AFI20241128BHJP

   H01L 27/146 20060101ALI20241128BHJP

   G01N 21/17 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

C12M1/34 B

H01L27/146 A

G01N21/17 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023085628

(22)【出願日】2023-05-24

(71)【出願人】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤沢 晃彦

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 薫

(72)【発明者】

【氏名】安部 大智

【テーマコード（参考）】

2G059

4B029

4M118

【Ｆターム（参考）】

2G059AA05

2G059BB04

2G059BB09

2G059BB14

2G059DD13

2G059DD17

2G059EE02

2G059FF01

2G059GG02

2G059KK04

2G059MM01

2G059MM05

2G059MM14

4B029AA07

4B029BB01

4B029CC02

4B029FA01

4M118AA05

4M118AB01

4M118BA14

4M118CA02

(57)【要約】

【課題】システム由来のノイズ成分の影響を抑制可能な検出装置を提供する。
【解決手段】検出装置は、面状に配置された複数のフォトダイオードを含む面状検出デバイスと、面状検出デバイスに対向配置された光源装置と、面状検出デバイスと光源装置との間に配置され、複数の被検出体を搭載する透光性の搭載基板と、を有する。面状検出デバイスは、フォトダイオードを含む複数のセンサ画素が第１方向及び当該第１方向と直交する第２方向Ｄｙに並ぶ検出領域と、センサ画素ごとのセンサ値Ｒａｗ（ｐ）を取得する検出回路と、センサ値Ｒａｗ（ｐ）に基づいて算出した値が連続して判定閾値以上となった回数がセンサ画素ごとの受光強度に応じて設定された連続判定回数閾値以上である場合に、該センサ画素に対応する検出領域上の位置に被検出体が存在するものとして判定する制御回路と、を含む。
【選択図】図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

面状に配置された複数の光検出素子を含む面状検出デバイスと、
前記面状検出デバイスに対向配置された光源装置と、
前記面状検出デバイスと前記光源装置との間に配置され、複数の被検出体を搭載する透光性の搭載基板と、
を有し、
前記面状検出デバイスは、
前記光検出素子を含む複数のセンサ画素が第１方向及び当該第１方向と直交する第２方向に並ぶ検出領域と、
前記センサ画素ごとのセンサ値を取得する検出回路と、
前記センサ値に基づいて算出した値が連続して判定閾値以上となった回数が前記センサ画素ごとの受光強度に応じて設定された連続判定回数閾値以上である場合に、該センサ画素に対応する検出領域上の位置に被検出体が存在するものとして判定する制御回路と、
を含む、
検出装置。

【請求項2】

前記制御回路は、
前記センサ画素の受光強度に応じた補正係数を前記センサ画素ごとのセンサ値に掛け合わせて前記センサ画素ごとの補正値を算出し、当該補正値に基づき、該センサ画素に対応する検出領域上の位置に被検出体が存在するか否かを判定する、
請求項１に記載の検出装置。

【請求項3】

前記制御回路は、
前記補正値から前記センサ画素ごとの基準値を差し引いた値が連続して判定閾値以上となった回数が前記連続判定回数閾値以上である場合に、該センサ画素に対応する検出領域上の位置に被検出体が存在するものとして判定する、
請求項２に記載の検出装置。

【請求項4】

前記センサ画素ごとに、前記連続判定回数閾値が設定されている、
請求項１から３の何れか一項に記載の検出装置。

【請求項5】

前記連続判定回数閾値は、受光強度が大きいセンサ画素ほど小さく、受光強度が小さいセンサ画素ほど大きい、
請求項４に記載の検出装置。

【請求項6】

前記制御回路は、
前記画素ごとの補正係数、連続判定回数閾値、及び基準値を設定する第１処理と、
前記検出領域の画像を生成する第２処理と、
を有する、
請求項５に記載の検出装置。

【請求項7】

前記制御回路は、
前記第１処理において取得した前記センサ画素ごとのセンサ値の逆数を前記補正係数とする、
請求項６に記載の検出装置。

【請求項8】

前記制御回路は、
前記第１処理において取得した前記センサ画素ごとのセンサ値にそれぞれ前記センサ画素ごとの補正係数を掛け合わせて前記基準値を算出する、
請求項６に記載の検出装置。

【請求項9】

前記制御回路は、
前記第１処理において取得した前記センサ画素ごとのセンサ値を正規化して前記センサ画素ごとの受光強度を算出する、
請求項６に記載の検出装置。

【請求項10】

面状に配置された複数の光検出素子を含む面状検出デバイスと、
前記面状検出デバイスに対向配置された光源装置と、
前記面状検出デバイスと前記光源装置との間に配置され、複数の被検出体を搭載する透光性の搭載基板と、
を有し、
前記面状検出デバイスは、
前記光検出素子を含む複数のセンサ画素が第１方向及び当該第１方向と直交する第２方向に並ぶ検出領域と、
前記センサ画素ごとのセンサ値を取得する検出回路と、
前記センサ値に基づいて算出した値が前記センサ画素ごとの受光強度に応じて設定された判定閾値以上となった場合に、該センサ画素に対応する検出領域上の位置に被検出体が存在するものとして判定する制御回路と、
を含む、
検出装置。

【請求項11】

前記制御回路は、
前記センサ画素の受光強度に応じた補正係数を前記センサ画素ごとのセンサ値に掛け合わせて前記センサ画素ごとの補正値を算出し、当該補正値に基づき、該センサ画素に対応する検出領域上の位置に被検出体が存在するか否かを判定する、
請求項１０に記載の検出装置。

【請求項12】

前記制御回路は、
前記補正値から前記センサ画素ごとの基準値を差し引いた値が前記判定閾値以上となった場合に、該センサ画素に対応する検出領域上の位置に被検出体が存在するものとして判定する、
請求項２に記載の検出装置。

【請求項13】

前記センサ画素ごとに、前記判定閾値が設定されている、
請求項１０から１２の何れか一項に記載の検出装置。

【請求項14】

前記判定閾値は、受光強度が大きいセンサ画素ほど小さく、受光強度が小さいセンサ画素ほど大きい、
請求項１３に記載の検出装置。

【請求項15】

前記制御回路は、
前記画素ごとの補正係数、判定閾値、及び基準値を設定する第１処理と、
前記検出領域の画像を生成する第２処理と、
を有する、
請求項１４に記載の検出装置。

【請求項16】

前記制御回路は、
前記第１処理において取得した前記センサ画素ごとのセンサ値の逆数を前記補正係数とする、
請求項１５に記載の検出装置。

【請求項17】

前記制御回路は、
前記第１処理において取得した前記センサ画素ごとのセンサ値にそれぞれ前記センサ画素ごとの補正係数を掛け合わせて前記基準値を算出する、
請求項１５に記載の検出装置。

【請求項18】

前記制御回路は、
前記第１処理において取得した前記センサ画素ごとのセンサ値を正規化して前記センサ画素ごとの受光強度を算出する、
請求項１５に記載の検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

フォトセンサを用いたレンズレスイメージングシステムにより微生物を判別する手法が開示されている（例えば、特許文献１）。特許文献１のレンズレスイメージングシステムにおいて、点光源から照射された光は、培養容器内の培地及び培地上の細菌等の微生物のコロニー（被検出体）を透過してフォトセンサに入射される。フォトセンサは、微生物のコロニー形成画像（散乱光パターン）をピクセルデータとして取得する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－０３３４３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このようなレンズレスイメージングシステムにおいて、各検出素子が受光する光量の強度（以下、「受光強度」とも称する）は、点光源との相対的な位置関係に応じて異なる。このため、例えば受光強度に応じてピクセルデータを補正することが考えられるが、ピクセルデータに含まれるシステム由来のノイズ成分が増幅されて誤検出する可能性がある。

【0005】

本発明は、システム由来のノイズ成分の影響を抑制可能な検出装置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】

【0006】

本発明の一態様に係る検出装置は、面状に配置された複数の光検出素子を含む面状検出デバイスと、前記面状検出デバイスに対向配置された光源装置と、前記面状検出デバイスと前記光源装置との間に配置され、複数の被検出体を搭載する透光性の搭載基板と、を有し、前記面状検出デバイスは、前記光検出素子を含む複数のセンサ画素が第１方向及び当該第１方向と直交する第２方向に並ぶ検出領域と、前記センサ画素ごとのセンサ値を取得する検出回路と、前記センサ値に基づいて算出した値が連続して判定閾値以上となった回数が前記センサ画素ごとの受光強度に応じて設定された連続判定回数閾値以上である場合に、該センサ画素に対応する検出領域上の位置に被検出体が存在するものとして判定する制御回路と、を含む。

【0007】

本発明の一態様に係る検出装置は、面状に配置された複数の光検出素子を含む面状検出デバイスと、前記面状検出デバイスに対向配置された光源装置と、前記面状検出デバイスと前記光源装置との間に配置され、複数の被検出体を搭載する透光性の搭載基板と、を有し、前記面状検出デバイスは、前記光検出素子を含む複数のセンサ画素が第１方向及び当該第１方向と直交する第２方向に並ぶ検出領域と、前記センサ画素ごとのセンサ値を取得する検出回路と、前記センサ値に基づいて算出した値が前記センサ画素ごとの受光強度に応じて設定された判定閾値以上となった場合に、該センサ画素に対応する検出領域上の位置に被検出体が存在するものとして判定する制御回路と、を含む。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る検出装置を模式的に示す平面図である。

【図2】図２は、実施形態に係る検出装置の概略断面図である。

【図3】図３は、実施形態に係る光学センサを示す回路図である。

【図4】図４は、実施形態に係る検出回路の構成例を示すブロック図である。

【図5】図５は、実施形態に係る制御回路の構成例を示すブロック図である。

【図6A】図６Ａは、検出領域における受光強度をヒートマップで示したイメージ図である。

【図6B】図６Ｂは、センサ素子ごとの補正係数をヒートマップで示したイメージ図である。

【図7】図７は、実施形態１に係る検出処理の具体例を示すフローチャートである。

【図8】図８は、実施形態１に係る第１処理の一例を示すサブフローチャートである。

【図9A】図９Ａは、受光強度とコロニー連続判定回数閾値との関係を示す図である。

【図9B】図９Ｂは、センサ素子ごとのコロニー連続判定回数閾値をヒートマップで示したイメージ図である。

【図10】図１０は、実施形態１に係る第２処理の一例を示すサブフローチャートである。

【図11】図１１は、二値化したコロニー形成画像の一例を示す図である。

【図12】図１２は、実施形態１に係る検出処理によるコロニー判定タイミングの第１例を示す図である。

【図13】図１３は、実施形態１に係る検出処理によるコロニー判定タイミングの第２例を示す図である。

【図14】図１４は、実施形態２に係る検出処理の具体例を示すフローチャートである。

【図15】図１５は、実施形態２に係る第１処理の一例を示すサブフローチャートである。

【図16A】図１６Ａは、受光強度と検出閾値との関係を示す図である。

【図16B】図１６Ｂは、センサ素子ごとの検出閾値をヒートマップで示したイメージ図である。

【図17】図１７は、実施形態２に係る第２処理の一例を示すサブフローチャートである。

【図18】図１８は、実施形態２に係る検出処理によるコロニー判定タイミングの第１例を示す図である。

【図19】図１９は、実施形態２に係る検出処理によるコロニー判定タイミングの第２例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、本開示の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本開示の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本開示と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

【0010】

本明細書及び特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。

【0011】

図１は、実施形態に係る検出装置を模式的に示す平面図である。図２は、実施形態に係る検出装置の概略断面図である。本開示において、検出装置１は、例えば細菌等の微小対象物を被検出体１００として検出する、所謂バイオセンサである。検出装置１は、光学センサ１０と、検出回路１１と、制御回路７０と、光源装置８０と、を含む。

【0012】

光学センサ１０は、面状に配置された複数のフォトダイオード（光検出素子）３０を含む面状検出デバイスである。光学センサ１０は、基板２１を基体として形成されるアレイ基板２上に複数のセンサ画素３が設けられた検出領域ＡＡが設けられている。本開示において、面状検出デバイスは、光学センサ１０、検出回路１１、及び制御回路７０を含む。

【0013】

第１方向Ｄｘは、基板２１と平行な面内の一方向である。第２方向Ｄｙは、基板２１と平行な面内の一方向であり、第１方向Ｄｘと直交する方向である。第３方向Ｄｚは、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと直交する方向であり、基板２１の主面の法線方向である。また、「平面視」とは、基板２１と垂直な方向から見た場合の位置関係をいう。

【0014】

光学センサ１０は、面状に配置された複数のフォトダイオード（光検出素子）３０を含む面状検出デバイスである。具体的に、複数のセンサ画素３は、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに並びマトリクス状に配列される。これに限定されず、複数のセンサ画素３は、検出領域ＡＡにおいて千鳥配置される態様であっても良い。

【0015】

複数のセンサ画素３は、それぞれ、光検出素子としてフォトダイオード３０を有する光センサである。フォトダイオード３０は、それぞれに照射される光に応じた電気信号（電位）を出力する。より具体的には、フォトダイオード３０は、有機半導体を用いたＯＰＤ（Organic Photodiode）やＰＩＮ（Positive Intrinsic Negative）フォトダイオードである。

【0016】

光源装置８０は、光学センサ１０のアレイ基板２と第３方向Ｄｚに対向して設けられる光源基板８１上に発光素子８２が設けられている。発光素子８２は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）で構成される。図２では、光学センサ１０の検出領域ＡＡに対応する領域に複数の発光素子８２が設けられた態様を例示している。

【0017】

また、本開示において、検出装置１は、被検出体１００を搭載するための搭載基板１０１及びカバー部材１０３を含む。搭載基板１０１及びカバー部材１０３は、例えばガラス等で形成された透光性の板状部材である。具体的に、搭載基板１０１及びカバー部材１０３は、例えばシャーレである。

【0018】

被検出体１００は、搭載基板１０１上に設けられた培地１０２で培養される。被検出体１００は、搭載基板１０１の上にカバー部材１０３が設けられ、光学センサ１０と光源装置８０との間に配置される。より具体的に、検出装置１は、光学センサ１０の上に、搭載基板１０１及びカバー部材１０３（被検出体１００）、光源装置８０の順に配置されている。

【0019】

発光素子８２から出射された光Ｌは、搭載基板１０１、培地１０２及びカバー部材１０３を透過して検出領域ＡＡに照射される。被検出体１００と重なる領域と、被検出体１００と重ならない領域とでは、センサ画素３が受光する光の強度（以下、「受光強度」とも称する）が異なる。光学センサ１０は、センサ画素３ごとに異なる受光強度の差異によって、培地１０２上のコロニー（被検出体１００）を撮像することができる。

【0020】

基板２１の検出領域ＡＡの外側の周辺領域ＧＡには、第１ゲート線駆動回路１５ＡＡ，１５ＡＢ、第２ゲート線駆動回路１５ＢＡ，１５ＢＢ、及び信号線選択回路１６が設けられている。

【0021】

第１ゲート線駆動回路１５ＡＡ，１５ＡＢは、検出領域ＡＡを第１方向Ｄｘに挟んで配置される。第２ゲート線駆動回路１５ＢＡ，１５ＢＢは、検出領域ＡＡを第１方向Ｄｘに挟んで配置される。信号線選択回路１６は、検出領域ＡＡの第１方向Ｄｘに延びる辺に沿って、検出領域ＡＡと検出回路１１との間に設けられる。第１ゲート線駆動回路１５ＡＡ，１５ＡＢ、第２ゲート線駆動回路１５ＢＡ，１５ＢＢ、及び信号線選択回路１６の配置はこれに限定されない。具体的には、例えば、第１ゲート線駆動回路１５ＡＡ，１５ＡＢ及び第２ゲート線駆動回路１５ＢＡ，１５ＢＢは、それぞれ一つの第１ゲート線駆動回路及び第２ゲート線駆動回路として構成され、第１ゲート線駆動回路と第２ゲート線駆動回路とが検出領域ＡＡを第１方向Ｄｘに挟んで配置される態様であってもよい。

【0022】

図３は、実施形態に係る光学センサを示す回路図である。図３に示すように、センサ画素３は、フォトダイオード３０、リセットトランジスタＭｒｓｔ、読出トランジスタＭｒｄ及びソースフォロワトランジスタＭｓｆを有する。また、センサ画素３には、第１ゲート線（リセット制御走査線ＧＬｒｓｔ）、第２ゲート線（読出制御走査線ＧＬｒｄ）、及び信号線ＳＬが設けられている。

【0023】

第１ゲート線（リセット制御走査線ＧＬｒｓｔ）、第２ゲート線（読出制御走査線ＧＬｒｄ）、及び信号線ＳＬは、それぞれ、検出領域ＡＡ内の複数のセンサ画素３に接続される。具体的に、第１ゲート線（リセット制御走査線ＧＬｒｓｔ）及び第２ゲート線（読出制御走査線ＧＬｒｄ）は、第１方向Ｄｘに延在し、第１方向Ｄｘに配列された複数のセンサ画素３と接続される。また、信号線ＳＬは、第２方向Ｄｙに延在し、第２方向Ｄｙに配列された複数のセンサ画素３に接続される。信号線ＳＬは、複数のトランジスタ（読出トランジスタＭｒｄ及びソースフォロワトランジスタＭｓｆ）からの信号が出力される配線である。

【0024】

リセットトランジスタＭｒｓｔ、読出トランジスタＭｒｄ及びソースフォロワトランジスタＭｓｆは、１つのフォトダイオード３０に対応して設けられる。センサ画素３が有する複数のトランジスタは、それぞれｎ型ＴＦＴ（Thin Film Transistor）で構成される。ただし、これに限定されず、各トランジスタは、それぞれｐ型ＴＦＴで構成されてもよい。

【0025】

フォトダイオード３０のアノードには、基準電位Ｖｃｏｍが印加される。フォトダイオード３０のカソードは、リセットトランジスタＭｒｓｔのソース又はドレインの一方及びソースフォロワトランジスタＭｓｆのゲートに接続される。

【0026】

リセットトランジスタＭｒｓｔのゲートは、第１ゲート線（リセット制御走査線ＧＬｒｓｔ）に接続される。リセットトランジスタＭｒｓｔのソース又はドレインの他方には、リセット電位Ｖｒｓｔが供給される。リセットトランジスタＭｒｓｔがオン（導通状態）になると、フォトダイオード３０のカソード電位がリセット電位Ｖｒｓｔにリセットされる。基準電位Ｖｃｏｍは、リセット電位Ｖｒｓｔよりも低い電位を有しており、フォトダイオード３０は、逆バイアス駆動される。

【0027】

ソースフォロワトランジスタＭｓｆは、電源電位Ｖｓｆが供給される端子と読出トランジスタＭｒｄとの間に接続される。ソースフォロワトランジスタＭｓｆのゲートは、フォトダイオード３０のカソードに接続される。ソースフォロワトランジスタＭｓｆのゲートには、フォトダイオード３０の受光強度に応じた電圧が供給される。これにより、ソースフォロワトランジスタＭｓｆは、フォトダイオード３０の受光強度に応じた電気信号（電位）を読出トランジスタＭｒｄに出力する。

【0028】

読出トランジスタＭｒｄは、ソースフォロワトランジスタＭｓｆのソースと信号線ＳＬとの間に接続される。読出トランジスタＭｒｄのゲートは、第２ゲート線（読出制御走査線ＧＬｒｄ）に接続される。読出トランジスタＭｒｄがオンになると、ソースフォロワトランジスタＭｓｆから出力される信号、すなわち、フォトダイオード３０の受光強度に応じた電気信号（電位）が、検出信号Ｖｄｅｔとして出力信号線ＳＬに出力される。

【0029】

なお、図３では、リセットトランジスタＭｒｓｔ及び読出トランジスタＭｒｄをそれぞれシングルゲート構造としたが、リセットトランジスタＭｒｓｔ及び読出トランジスタＭｒｄは、それぞれ、２つのトランジスタが直列に接続されて構成された、所謂ダブルゲート構造でもよく、３つ以上のトランジスタが直列に接続された構成であっても良いてもよい。また、１つのセンサ画素３の回路は、リセットトランジスタＭｒｓｔ、ソースフォロワトランジスタＭｓｆ及び読出トランジスタＭｒｄの３つのトランジスタを有する構成に限定されない。センサ画素３は、２つのトランジスタを有していてもよく、４つ以上のトランジスタを有していてもよい。

【0030】

第１ゲート線駆動回路１５ＡＡ，１５ＡＢは、検出領域ＡＡ内の複数の第１ゲート線（リセット制御走査線ＧＬｒｓｔ）を駆動する回路である。第１ゲート線駆動回路１５ＡＡ，１５ＡＢは、例えばシフトレジスタ回路である。

【0031】

本開示において、第１ゲート線駆動回路１５ＡＡ，１５ＡＢは、検出回路１１から供給されるスタートパルス信号ＳＴＶやクロックパルス信号等の各種制御信号に基づき、第１ゲート線（リセット制御走査線ＧＬｒｓｔ）を順次選択し、選択された第１ゲート線（リセット制御走査線ＧＬｒｓｔｏ）に第１ゲート駆動信号（リセット制御信号）を供給する。言い換えると、第１ゲート線駆動回路１５ＡＡ，１５ＡＢは、第１方向Ｄｘに並ぶセンサ画素３に同時に第１ゲート駆動信号（リセット制御信号）を供給し、第２方向Ｄｙに並ぶセンサ画素３に順次第１ゲート駆動信号（リセット制御信号）を供給する。これにより、センサ画素３の第１ゲート線駆動回路１５ＡＡ，１５ＡＢによって選択された第１ゲート線（リセット制御走査線ＧＬｒｓｔｏ）に接続された複数のセンサ画素３のフォトダイオード３０の電位がリセットされる。

【0032】

第２ゲート線駆動回路１５ＢＡ，１５ＢＢは、検出領域ＡＡ内の複数の第２ゲート線（読出制御走査線ＧＬｒｄ）を駆動する回路である。第２ゲート線駆動回路１５ＢＡ，１５ＢＢは、例えばシフトレジスタ回路である。

【0033】

本開示において、第２ゲート線駆動回路１５ＢＡ，１５ＢＢは、検出回路１１から供給されるスタートパルス信号ＳＴＶやクロックパルス信号等の各種制御信号に基づき、第２ゲート線（読出制御走査線ＧＬｒｄ）を順次選択し、選択された第２ゲート線（読出制御走査線ＧＬｒｄ）に第２ゲート駆動信号（読出制御信号）を供給する。言い換えると、第２ゲート線駆動回路１５ＢＡ，１５ＢＢは、第１方向Ｄｘに並ぶセンサ画素３に同時に第２ゲート駆動信号（読出制御信号）を供給し、第２方向Ｄｙに並ぶセンサ画素３に順次第２ゲート駆動信号（読出制御信号）を供給する。これにより、第２ゲート線駆動回路１５ＢＡ，１５ＢＢによって選択された第２ゲート線（読出制御走査線ＧＬｒｄ）に接続された複数のセンサ画素３の電気信号（電位）が検出信号Ｖｄｅｔとして読み出される。

【0034】

信号線選択回路１６は、複数の信号線ＳＬのうちのいずれかを選択して検出回路１１に接続するスイッチ回路である。信号線選択回路１６は、例えばマルチプレクサである。

【0035】

図４は、実施形態に係る検出回路の構成例を示すブロック図である。検出回路１１は、光学センサ１０から出力される検出信号Ｖｄｅｔに基づき、各センサ画素３の検出値であるセンサ値Ｒａｗを生成する。検出回路１１は、例えばアナログフロントエンド回路（ＡＦＥ：Analog Front End）を含むＲＯＩＣ（ReadOut Integrated Circuit）である。

【0036】

図４に示すように、検出回路１１は、検出信号振幅調整回路４１、Ａ／Ｄ変換回路４２、信号処理回路４３、バッファ回路４４、及び検出タイミング制御回路４５を有する。

【0037】

検出信号振幅調整回路４１は、光学センサ１０から出力された検出信号Ｖｄｅｔの振幅を調整する回路であり、例えば増幅器を含み構成される。Ａ／Ｄ変換回路４２は、検出信号振幅調整回路４１から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。信号処理回路４３は、Ａ／Ｄ変換回路４２からのデジタル信号の信号処理を行い、センサ画素３ごとのセンサ値Ｒａｗをバッファ回路４４に格納する。より具体的に、信号処理回路４３は、センサ画素３のリセット期間において取得した検出値と読み出し期間において取得した検出値との差分値を、センサ画素３ごとのセンサ値Ｒａｗとする。

【0038】

検出タイミング制御回路４５は、制御回路７０（図５参照）から供給される各種制御信号に基づいて、検出信号振幅調整回路４１、Ａ／Ｄ変換回路４２、信号処理回路４３、及びバッファ回路４４が同期して動作するように制御する。バッファ回路４４に格納されたセンサ画素３ごとのセンサ値Ｒａｗは、制御回路７０からの読み出し制御信号に基づき、制御回路７０に送信される。

【0039】

また、検出タイミング制御回路４５は、第１ゲート線駆動回路１５ＡＡ，１５ＡＢ、第２ゲート線駆動回路１５ＢＡ，１５ＢＢ、信号線選択回路１６にそれぞれ制御信号を供給し、これらの動作を制御して、検出領域ＡＡにおける検出動作を行う回路である。検出タイミング制御回路４５は、スタートパルス信号やクロックパルス信号等の各種制御信号を第１ゲート線駆動回路１５ＡＡ，１５ＡＢ及び第２ゲート線駆動回路１５ＢＡ，１５ＢＢに供給する。また、検出タイミング制御回路４５は、信号線選択信号を信号線選択回路１６に供給する。

【0040】

図５は、実施形態に係る制御回路の構成例を示すブロック図である。制御回路７０は、検出回路１１における被検出体１００の検出動作と光源装置８０における発光素子８２の点灯動作とを同期して制御する。制御回路７０は、例えばＭＣＵ（Micro Control Unit）やＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＯＭ等で構成される。

【0041】

制御回路７０と検出回路１１及び光源装置８０との間の信号伝送は、例えばクロック同期方式のシリアルインターフェースであるＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）により行われる。制御回路７０と光学センサ１０及び光源装置８０との間の信号伝送方式により本開示が限定されるものではない。

【0042】

図５に示すように、制御回路７０は、データ取得回路７１、データ記憶回路７２、データ処理回路７３、画像生成回路７４、及び光源制御回路７５を有する。

【0043】

データ取得回路７１は、検出回路１１に対して読み出し制御信号を送信し、センサ画素３ごとのセンサ値Ｒａｗを取得し、検出領域ＡＡにおけるセンサ画素３の位置情報と対応付けてデータ記憶回路７２に格納する。データ処理回路７３は、データ記憶回路７２に格納されたセンサ画素３ごとのセンサ値Ｒａｗの補正処理を行う。画像生成回路７４は、補正処理後の補正値を二値化して培地１０２上のコロニー形成画像を生成する。

【0044】

光源制御回路７５は、検出回路１１における検出動作に同期して、発光素子８２の点灯動作を制御する。具体的に、光源制御回路７５は、光源装置８０が複数の発光素子８２を有する構成である場合、複数の発光素子８５のオン（点灯）、オフ（非点灯）の点灯パターンの情報を記憶し、当該点灯パターンの情報に応じた発光制御信号を光源装置８０に送信する。

【0045】

検出領域ＡＡ内のセンサ画素３が受光する光量の強度（以下、「受光強度」とも称する）は、発光素子８２との相対的な位置関係に応じて異なる。具体的には、発光素子８２の直下にあるセンサ画素３の受光強度に対し、発光素子８２から離れた位置にあるセンサ画素３の受光強度は相対的に小さい値となる。

【0046】

図６Ａは、検出領域における受光強度をヒートマップで示したイメージ図である。図６Ａでは、検出領域ＡＡの中心部に対応する光源基板８１上の位置に１つの発光素子８２が設けられた態様を例示し、検出領域ＡＡ内のセンサ画素３に対応するセンサ値Ｒａｗ（ｐ）（ｐは、１からＰまでの整数、Ｐは、検出領域ＡＡ内のセンサ画素３の総数（図６Ａに示す例において、Ｐ＝１１×１１＝１２１））を検出領域ＡＡ内のセンサ値Ｒａｗの最大値（例えば、検出領域ＡＡの中心部に位置するセンサ画素のセンサ値）Ｒａｗ＿ｍａｘで正規化した値を、各センサ画素３の受光強度Ｌｉ（ｐ）とした例を示している。この場合、検出領域ＡＡの中心部では受光強度Ｌｉが大きく、検出領域ＡＡの周辺部では受光強度Ｌｉが小さくなる。

【0047】

培地１０２上にコロニーが形成されていない初期状態において取得したセンサ画素３ごとのセンサ値Ｒａｗ（ｐ）の逆数Ｒａｗ（ｐ）^－１をセンサ画素３ごとの補正係数Ｃｆ（ｐ）として保持し（Ｃｆ（ｐ）＝Ｒａｗ（ｐ）^－１）、当該補正係数Ｃｆ（ｐ）をセンサ値Ｒａｗ（ｐ）に乗じた補正値Ｃｏｒ（ｐ）（＝Ｒａｗ（ｐ）×Ｃｆ（ｐ））を適用してコロニー形成画像を生成することが考えられる。

【0048】

図６Ｂは、センサ画素ごとの補正係数をヒートマップで示したイメージ図である。図６Ｂに示すセンサ画素３ごとの補正係数Ｃｆ（ｐ）は、図６Ａに示す各センサ画素３の受光強度Ｌｉ（ｐ）（∝Ｒａｗ（ｐ））の逆数を例示している。

【0049】

ここで、受光強度が小さいセンサ画素３のセンサ値は、受光強度に依存しないシステム由来のノイズ成分の比率が相対的に大きくなる。また、受光強度が小さいセンサ画素３のセンサ値に乗じる補正係数は相対的に大きくなる。このため、システム由来のノイズ成分が増幅されて誤検出する可能性がある。

【0050】

以下、上述した構成の検出装置１において、システム由来のノイズ成分を抑制可能な各実施形態の検出処理の具体例について説明する。

【0051】

（実施形態１）
図７は、実施形態１に係る検出処理の具体例を示すフローチャートである。図８は、実施形態１に係る第１処理の一例を示すサブフローチャートである。図９Ａは、受光強度とコロニー連続判定回数閾値との関係を示す図である。図９Ｂは、センサ素子ごとのコロニー連続判定回数閾値をヒートマップで示したイメージ図である。図１０は、実施形態１に係る第２処理の一例を示すサブフローチャートである。

【0052】

実施形態１では、センサ画素３の補正値Ｃｏｒ（ｐ）に対応する判定値（図１０に示すＤｉｆｆ（ｐ））が複数回連続して判定閾値（図１０に示すＤｉｆｆ＿ｔｈ）を超えた場合に、当該センサ画素３に対応する培地１０２上の位置をコロニーとして判定する態様とし、受光強度Ｌｉに応じてコロニー連続判定回数閾値（図９Ａに示すＣＥＣ＿ｔｈ）を可変することにより、システム由来のノイズ成分の影響を抑制可能とする態様について説明する。

【0053】

実施形態１において、図９Ａに示す受光強度Ｌｉとコロニー連続判定回数閾値ＣＥＣ＿ｔｈとの関係は、例えば変換テーブルとして予めデータ記憶回路７２に格納されている。図９Ａでは、受光強度Ｌｉ＝「０．８～１」の範囲内のセンサ画素３においてコロニー連続判定回数閾値ＣＥＣ＿ｔｈ＝「１」とされ、図６Ａに示す受光強度Ｌｉ＝「０．６」のセンサ画素３においてコロニー連続判定回数閾値ＣＥＣ＿ｔｈ＝「１０」とされる態様を例示している（図９Ｂ参照）。

【0054】

コロニー連続判定回数閾値ＣＥＣ＿ｔｈの最適値は、システム由来のノイズレベルや検出領域ＡＡ内の受光強度Ｌｉの範囲によって異なる。具体的に、コロニー連続判定回数閾値ＣＥＣ＿ｔｈは、受光強度Ｌｉが大きいセンサ画素３ほど小さく、受光強度Ｌｉが小さいセンサ画素３ほど大きくなるように設定されていれば良い。

【0055】

図７に示す検出処理において、検出装置１は、例えば５分間隔でセンサ値Ｒａｗの取得処理を実行する。言い換えると、検出装置１における１フレーム分のセンサ値取得周期は、例えば５分（３００ｓ）とされる。

【0056】

図７に示す第１処理（ステップＳ１００）は、培地１０２上にコロニーが形成されていない状態で実行される処理である。より具体的に、第１処理では、実施形態１に係る検出処理における１フレーム目のセンサ値取得処理において取得したセンサ値に基づき、センサ画素３ごとの補正係数及びコロニー連続判定回数閾値を設定する。

【0057】

図８に示す第１処理において、検出回路１１は、センサ画素３ごとのセンサ値Ｒａｗ（ｐ）を取得する（ステップＳ１０１）。

【0058】

データ処理回路７３は、センサ値Ｒａｗ（ｐ）の逆数演算処理を実行して、センサ画素３ごとの補正係数Ｃｆ（ｐ）を算出する（ステップＳ１０２）。

【0059】

続いて、データ処理回路７３は、センサ値Ｒａｗ（ｐ）を検出領域ＡＡ内のセンサ値Ｒａｗの最大値Ｒａｗ＿ｍａｘで正規化して（Ｌｉ（ｐ）＝Ｒａｗ（ｐ）／Ｒａｗ＿ｍａｘ）、各センサ画素３の受光強度Ｌｉ（ｐ）を算出し（ステップＳ１０３）、算出した受光強度Ｌｉ（ｐ）に対応するコロニー連続判定回数閾値ＣＥＣ＿ｔｈを図９Ａに示す変換テーブルから読み出し、センサ画素３ごとのコロニー連続判定回数閾値ＣＥＣ＿ｔｈ（ｐ）として設定する（ステップＳ１０４）。

【0060】

図７に示す第２処理（ステップＳ２００）は、コロニー形成過程において実行される処理である。具体的に、第２処理では、図８に示す第１処理の後、２フレーム目以降のセンサ値取得処理において取得したセンサ値に対し、第１処理によって設定したセンサ画素３ごとの補正係数Ｃｆ（ｐ）及びコロニー連続判定回数閾値ＣＥＣ＿ｔｈ（ｐ）を適用して、培地１０２上のコロニー形成画像を生成する。

【0061】

図１０に示す第２処理において、検出回路１１は、センサ画素３ごとのセンサ値Ｒａｗ（ｐ）を取得する（ステップＳ２０１）。

【0062】

データ処理回路７３は、センサ値Ｒａｗ（ｐ）に対する補正処理を実行する（ステップＳ２０２）。具体的に、データ処理回路７３は、センサ値Ｒａｗ（ｐ）に補正係数Ｃｆ（ｐ）を掛け合わせてセンサ画素３ごとの補正値Ｃｏｒ（ｐ）を算出する。

【0063】

続いて、データ処理回路７３は、１から補正値Ｃｏｒ（ｐ）を減じてセンサ画素３ごとの判定値Ｄｉｆｆ（ｐ）として算出し（ステップＳ２０３）、当該センサ画素３ごとの判定値Ｄｉｆｆ（ｐ）と判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈとの閾値判定処理を実行する（ステップＳ２０４）。

【0064】

判定値Ｄｉｆｆ（ｐ）が判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ以上である場合（Ｄｉｆｆ（ｐ）≧Ｄｉｆｆ＿ｔｈ、ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、データ処理回路７３は、コロニー連続判定回数ＣＥＣ（ｐ）をインクリメントして（ＣＥＣ（ｐ）＝ＣＥＣ（ｐ）＋１、ステップＳ２０５）、コロニー連続判定回数ＣＥＣ（ｐ）とセンサ画素３ごとのコロニー連続判定回数閾値ＣＥＣ＿ｔｈ（ｐ）との閾値判定処理（ステップＳ２０７）を実行する。

【0065】

判定値Ｄｉｆｆ（ｐ）が判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ未満である場合（Ｄｉｆｆ（ｐ）＜Ｄｉｆｆ＿ｔｈ、ステップＳ２０４；Ｎｏ）、データ処理回路７３は、コロニー連続判定回数ＣＥＣ（ｐ）をリセットして（ＣＥＣ（ｐ）＝０、ステップＳ２０６）、コロニー連続判定回数ＣＥＣ（ｐ）とセンサ画素３ごとのコロニー連続判定回数閾値ＣＥＣ＿ｔｈ（ｐ）との閾値判定処理（ステップＳ２０７）を実行する。

【0066】

コロニー連続判定回数ＣＥＣ（ｐ）がコロニー連続判定回数閾値ＣＥＣ＿ｔｈ（ｐ）以上である場合（ＣＥＣ（ｐ）≧ＣＥＣ＿ｔｈ（ｐ）、ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）、データ処理回路７３は、センサ画素３ごとの二値化データＤｂｉｎ（ｐ）を「１」とし（Ｄｂｉｎ（ｐ）＝１、ステップＳ２０８）、データ記憶回路７２に格納する。

【0067】

コロニー連続判定回数ＣＥＣ（ｐ）がコロニー連続判定回数閾値ＣＥＣ＿ｔｈ（ｐ）未満である場合（ＣＥＣ（ｐ）＜ＣＥＣ＿ｔｈ（ｐ）、ステップＳ２０７；Ｎｏ）、データ処理回路７３は、センサ画素３ごとの二値化データＤｂｉｎ（ｐ）を「０」とし（Ｄｂｉｎ（ｐ）＝０、ステップＳ２０９）、データ記憶回路７２に格納する。

【0068】

本実施形態において、判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈは、予めデータ記憶回路７２に格納されている。具体的に、コロニー形成が飽和した状態での判定値Ｄｉｆｆ＿ｓａｔを「０．６５」として、判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈは、例えば「０．１５」とされる。

【0069】

画像生成回路７４は、データ記憶回路７２に格納されたセンサ画素３ごとの二値化データＤｂｉｎ（ｐ）を読み出し、二値化したコロニー形成画像を生成する（ステップＳ２１０）。

【0070】

検出装置１は、コロニー形成画像を生成した後（ステップＳ２１０）、ステップＳ２０１に戻り、図１０に示す第２処理を繰り返し実行する。これにより、培地１０２上でのコロニー形成過程を画像として取得することができる。

【0071】

図１１は、二値化したコロニー形成画像の一例を示す図である。図１１では、二値化データＤｂｉｎ（ｐ）が「１」のセンサ画素３に対応する培地１０２上の位置をコロニーとして判定した例を示している。

【0072】

図１２は、実施形態１に係る検出処理によるコロニー判定タイミングの第１例を示す図である。図１３は、実施形態１に係る検出処理によるコロニー判定タイミングの第２例を示す図である。

【0073】

図１２では、図６Ａに示す検出領域ＡＡの中央部のセンサ画素３における判定値の変化を示している。図１３では、図６Ａに示す検出領域ＡＡの周辺部のセンサ画素３における判定値の変化を示している。

【0074】

受光強度Ｌｉが大きい検出領域ＡＡの中央部のセンサ画素３では、コロニー連続判定回数閾値ＣＥＣ＿ｔｈ（ｐ）が「１」とされる。図１２では、フレームＡにおいて判定値Ｄｉｆｆ（ｐ）が判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ以上となり（Ｄｉｆｆ（ｐ）≧Ｄｉｆｆ＿ｔｈ、ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、さらに、コロニー連続判定回数ＣＥＣ（ｐ）がコロニー連続判定回数閾値ＣＥＣ＿ｔｈ（ｐ）以上となった例を示している（ＣＥＣ（ｐ）≧ＣＥＣ＿ｔｈ（ｐ）、ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）。

【0075】

受光強度Ｌｉが小さい検出領域ＡＡの周辺部のセンサ画素３のコロニー連続判定回数閾値ＣＥＣ＿ｔｈ（ｐ）は、受光強度Ｌｉが大きい検出領域ＡＡの中央部のセンサ画素３のコロニー連続判定回数閾値ＣＥＣ＿ｔｈ（ｐ）（＝１）よりも大きい値に設定される。図１２では、フレームＢにおいて判定値Ｄｉｆｆ（ｐ）が判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ以上となり（Ｄｉｆｆ（ｐ）≧Ｄｉｆｆ＿ｔｈ、ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、フレームＢからフレームＣまで連続して判定値Ｄｉｆｆ（ｐ）が判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ以上となった例を示している（ＣＥＣ（ｐ）≧ＣＥＣ＿ｔｈ（ｐ）、ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）。

【0076】

受光強度Ｌｉが小さい検出領域ＡＡの周辺部のセンサ画素３では、ステップＳ２０２の補正処理においてセンサ値Ｒａｗ（ｐ）に掛け合わされる補正係数Ｃｆ（ｐ）が大きくなる。これにより、補正処理後の補正値Ｃｏｒ（ｐ）には、システム由来のノイズ成分が大きく表れる。このため、受光強度Ｌｉが大きい検出領域ＡＡの中央部のセンサ画素３と同じコロニー連続判定回数閾値ＣＥＣ＿ｔｈ（ｐ）（＝１）とした場合、当該センサ画素３に対応する培地１０２上の位置をコロニーとして誤判別する可能性がある。

【0077】

上述した実施形態１に係る検出処理では、受光強度Ｌｉに応じて適切なコロニー連続判定回数閾値ＣＥＣ＿ｔｈ（ｐ）を設定することにより、システム由来のノイズ成分をコロニーとして誤判別することを防ぐことができる。

【0078】

（実施形態２）
図１４は、実施形態２に係る検出処理の具体例を示すフローチャートである。図１５は、実施形態２に係る第１処理の一例を示すサブフローチャートである。図１６Ａは、受光強度と検出閾値との関係を示す図である。図１６Ｂは、センサ素子ごとの検出閾値をヒートマップで示したイメージ図である。図１７は、実施形態２に係る第２処理の一例を示すサブフローチャートである。

【0079】

実施形態２では、センサ画素３の補正値Ｃｏｒ（ｐ）に対応する判定値（図１７に示すＤｉｆｆ（ｐ））がセンサ画素３ごとに設定された判定閾値（図１７に示すＤｉｆｆ＿ｔｈ（ｐ））を超えた場合に、当該センサ画素３に対応する培地１０２上の位置をコロニーとして判定する態様とし、受光強度Ｌｉに応じて判定閾値（図１６Ａに示すＤｉｆｆ＿ｔｈ）を可変することにより、システム由来のノイズ成分の影響を抑制可能とする態様について説明する。

【0080】

実施形態２において、図１６Ａに示す受光強度Ｌｉと判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈとの関係は、例えば変換テーブルとして予めデータ記憶回路７２に格納されている。図１６Ａでは、受光強度Ｌｉ＝「０．８～１」の範囲内のセンサ画素３において判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ＝「０．１５」とされ、図６Ａに示す受光強度Ｌｉ＝「０．６」のセンサ画素３において判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ＝「０．４５」とされる態様を例示している（図１６Ｂ参照）。

【0081】

判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈの最適値は、システム由来のノイズレベルや検出領域ＡＡ内の受光強度Ｌｉの範囲によって異なる。具体的に、判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈは、受光強度Ｌｉが大きいセンサ画素３ほど小さく、受光強度Ｌｉが小さいセンサ画素３ほど大きくなるように設定されていれば良い。

【0082】

図１４に示す検出処理において、検出装置１は、例えば５分間隔でセンサ値Ｒａｗの取得処理を実行する。言い換えると、検出装置１における１フレーム分のセンサ値取得周期は、例えば５分（３００ｓ）とされる。

【0083】

図１４に示す第１処理（ステップＳ３００）は、培地１０２上にコロニーが形成されていない状態で実行される処理である。より具体的に、第１処理では、実施形態２に係る検出処理における１フレーム目のセンサ値取得処理において取得したセンサ値に基づき、センサ画素３ごとの補正係数及びコロニー連続判定回数閾値を設定する。

【0084】

図１５に示す第１処理において、検出回路１１は、センサ画素３ごとのセンサ値Ｒａｗ（ｐ）を取得する（ステップＳ３０１）。

【0085】

データ処理回路７３は、センサ値Ｒａｗ（ｐ）の逆数演算処理を実行して、センサ画素３ごとの補正係数Ｃｆ（ｐ）を算出する（ステップＳ３０２）。

【0086】

続いて、データ処理回路７３は、センサ値Ｒａｗ（ｐ）を検出領域ＡＡ内のセンサ値Ｒａｗの最大値Ｒａｗ＿ｍａｘで正規化して（Ｌｉ（ｐ）＝Ｒａｗ（ｐ）／Ｒａｗ＿ｍａｘ）、各センサ画素３の受光強度Ｌｉ（ｐ）を算出し（ステップＳ３０３）、算出した受光強度Ｌｉ（ｐ）に対応する判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈを図１６Ａに示す変換テーブルから読み出し、センサ画素３ごとの判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ｐ）として設定する（ステップＳ３０４）。

【0087】

図１４に示す第２処理（ステップＳ４００）は、コロニー形成過程において実行される処理である。具体的に、第２処理では、図１５に示す第１処理の後、２フレーム目以降のセンサ値取得処理において取得したセンサ値に対し、第１処理によって設定したセンサ画素３ごとの補正係数Ｃｆ（ｐ）及び判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ｐ）を適用して、培地１０２上のコロニー形成画像を生成する。

【0088】

図１７に示す第２処理において、検出回路１１は、センサ画素３ごとのセンサ値Ｒａｗ（ｐ）を取得する（ステップＳ４０１）。

【0089】

データ処理回路７３は、センサ値Ｒａｗ（ｐ）に対する補正処理を実行する（ステップＳ４０２）。具体的に、データ処理回路７３は、センサ値Ｒａｗ（ｐ）に補正係数Ｃｆ（ｐ）を掛け合わせてセンサ画素３ごとの補正値Ｃｏｒ（ｐ）を算出する。

【0090】

続いて、データ処理回路７３は、１から補正値Ｃｏｒ（ｐ）を減じてセンサ画素３ごとの判定値Ｄｉｆｆ（ｐ）として算出し（ステップＳ４０３）、当該センサ画素３ごとの判定値Ｄｉｆｆ（ｐ）とセンサ画素３ごとの判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ｐ）との閾値判定処理を実行する（ステップＳ４０４）。

【0091】

判定値Ｄｉｆｆ（ｐ）が判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ｐ）以上である場合（Ｄｉｆｆ（ｐ）≧Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ｐ）、ステップＳ４０４；Ｙｅｓ）、データ処理回路７３は、センサ画素３ごとの二値化データＤｂｉｎ（ｐ）を「１」とし（Ｄｂｉｎ（ｐ）＝１、ステップＳ４０５）、データ記憶回路７２に格納する。

【0092】

判定値Ｄｉｆｆ（ｐ）が判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ｐ）未満である場合（Ｄｉｆｆ（ｐ）＜Ｄｉｆｆ＿ｔｈ、ステップＳ４０４；Ｎｏ）、データ処理回路７３は、センサ画素３ごとの二値化データＤｂｉｎ（ｐ）を「０」とし（Ｄｂｉｎ（ｐ）＝０、ステップＳ４０６）、データ記憶回路７２に格納する。

【0093】

画像生成回路７４は、データ記憶回路７２に格納されたセンサ画素３ごとの二値化データＤｂｉｎ（ｐ）を読み出し、二値化したコロニー形成画像を生成する（ステップＳ４０７）。

【0094】

検出装置１は、コロニー形成画像を生成した後（ステップＳ４０７）、ステップＳ４０１に戻り、図１６に示す第２処理を繰り返し実行する。これにより、培地１０２上でのコロニー形成過程を画像として取得することができる。

【0095】

図１８は、実施形態２に係る検出処理によるコロニー判定タイミングの第１例を示す図である。図１９は、実施形態２に係る検出処理によるコロニー判定タイミングの第２例を示す図である。

【0096】

図１８では、図６Ａに示す検出領域ＡＡの中央部のセンサ画素３における判定値の変化を示している。図１９では、図６Ａに示す検出領域ＡＡの周辺部のセンサ画素３における判定値の変化を示している。

【0097】

受光強度Ｌｉが大きい検出領域ＡＡの中央部のセンサ画素３では、判定閾値が「０．１５」とされる（Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ａ）＝０．１５）。図１８では、フレームＡにおいて判定値が判定閾値（＝Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ａ））以上となった例を示している。

【0098】

受光強度Ｌｉが小さい検出領域ＡＡの周辺部のセンサ画素３の判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ｂ）は、図１９に示すように、受光強度Ｌｉが大きい検出領域ＡＡの中央部のセンサ画素３の判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ａ）よりも大きい値に設定される。図１９では、フレームＢにおいて判定値が判定閾値（＝Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ｂ））以上となった例を示している。

【0099】

受光強度Ｌｉが小さい検出領域ＡＡの周辺部のセンサ画素３では、ステップＳ２０２の補正処理においてセンサ値Ｒａｗ（ｐ）に掛け合わされる補正係数Ｃｆ（ｐ）が大きくなる。これにより、補正処理後の補正値Ｃｏｒ（ｐ）には、システム由来のノイズ成分が大きく表れる。このため、図１９に示すように、受光強度Ｌｉが大きい検出領域ＡＡの中央部のセンサ画素３と同じ判定閾値（＝Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ａ））とした場合、当該センサ画素３に対応する培地１０２上の位置をコロニーとして誤判別する可能性がある。

【0100】

実施形態２に係る検出処理では、上述したように、受光強度Ｌｉが小さい検出領域ＡＡの周辺部のセンサ画素３では、受光強度Ｌｉが大きい検出領域ＡＡの中央部のセンサ画素３の判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ａ）よりも大きい判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ｂ））が設定される。判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ｂ）と判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ａ）との差分は、受光強度Ｌｉが小さい検出領域ＡＡの周辺部のセンサ画素３の判定値Ｄｉｆｆ（ｂ）に重畳するシステム由来のノイズ成分のピーク値と、受光強度Ｌｉが大きい検出領域ＡＡの中央部のセンサ画素３の判定値Ｄｉｆｆ（ａ）に重畳するシステム由来のノイズ成分のピーク値との差分以上となるように設定される。言い換えると、判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ｐ）は、受光強度Ｌｉで想定されるノイズのピーク値よりも高い値となるように設定される。あるいは、判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ｐ）は、受光強度Ｌｉで想定されるノイズの分をかさ上げした値となるように設定される。これにより、システム由来のノイズ成分によってコロニー生成前に誤判別することを抑制することができる。このように、受光強度Ｌｉに応じて適切な判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ｐ）を設定することにより、システム由来のノイズ成分をコロニーとして誤判別することを防ぐことができる。

【0101】

なお、実施形態１と実施形態２とを組み合わせることも可能である。具体的には、実施形態１における判定閾値を、センサ画素３ごとの受光強度Ｌｉ（ｐ）に応じてコロニー連続判定回数閾値ＣＥＣ＿ｔｈ（ｐ）及び判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ｐ）を設定し、判定値Ｄｉｆｆ（ｐ）が判定閾値Ｄｉｆｆ＿ｔｈ（ｐ）以上となったコロニー連続判定回数ＣＥＣ（ｐ）がコロニー連続判定回数閾値ＣＥＣ＿ｔｈ（ｐ）以上となった場合にコロニーとして判別する態様であっても良い。

【0102】

以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。上述した各実施形態及び各変形例の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。

【符号の説明】

【0103】

１ 検出装置
２ アレイ基板
３ センサ画素
１０ 光学センサ（面状検出デバイス）
１１ 検出回路
１５ＡＡ，１５ＡＢ 第１ゲート線駆動回路
１５ＢＡ，１５ＢＢ 第２ゲート線駆動回路
１６ 信号線選択回路
２１ 基板
３０ フォトダイオード（光検出素子）
４１ 検出信号振幅調整回路
４２ Ａ／Ｄ変換回路
４３ 信号処理回路
４４ バッファ回路
４５ 検出タイミング制御回路
７０ 制御回路
７１ データ取得回路
７２ データ記憶回路
７３ データ処理回路
７４ 画像生成回路
７５ 光源制御回路
８０ 光源装置
８１ 光源基板
８２ 発光素子
１００ 被検出体
１０１ 搭載基板
１０２ 培地
１０３ カバー部材
ＡＡ 検出領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16A】

【図16B】

【図17】

【図18】

【図19】