特開 2025-22566 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】P2025022566

(43)【公開日】2025-02-14

(54)【発明の名称】検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/27 20060101AFI20250206BHJP

【ＦＩ】

G01N21/27 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023127260

(22)【出願日】2023-08-03

(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】石原 朋幸

【テーマコード（参考）】

2G059

【Ｆターム（参考）】

2G059AA05

2G059BB04

2G059BB09

2G059BB12

2G059DD13

2G059EE01

2G059EE11

2G059FF11

2G059GG02

2G059GG03

2G059HH02

2G059JJ02

2G059JJ17

2G059JJ26

2G059KK01

2G059KK04

2G059LL01

2G059MM01

2G059MM14

2G059MM17

2G059NN01

(57)【要約】

【課題】被検出体の検出精度が向上する検出装置を提供すること。
【解決手段】検出装置は、被検出体を搭載する搭載基板と、搭載基板に対して第１方向の一方側に重なって配置され且つ透光性を有する導光板と、導光板に対して第１方向の一方側に重なって配置され且つ面状に配置された複数の光検出素子を含む光学センサと、導光板における、第１方向に交差する第２方向の側面に光を照射する光源と、を備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検出体を搭載する搭載基板と、
前記搭載基板に対して第１方向の一方側に重なって配置され且つ透光性を有する導光板と、
前記導光板に対して前記第１方向の一方側に重なって配置され且つ面状に配置された複数の光検出素子を含む光学センサと、
前記導光板に対して前記第１方向に交差する第２方向に隣接して配置され、前記導光板の側面に光を照射する光源と、を備える、検出装置。

【請求項2】

前記導光板には、前記光源から入射した前記光を前記搭載基板側に出射させる光学構造体が設けられる、
請求項１に記載の検出装置。

【請求項3】

前記光学構造体は複数設けられ、当該複数の前記光学構造体は、前記導光板における前記光学センサ側の第１面に設けられる、
請求項２に記載の検出装置。

【請求項4】

前記光学構造体は、前記導光板内を伝播する前記光が到達すると光の散乱を生じる散乱体である、
請求項３に記載の検出装置。

【請求項5】

前記導光板の前記第１面は、前記光源から前記第２方向の一方側に離隔する同一面積の第１領域と第２領域とを有し、
前記第２領域は、前記第１領域よりも前記第２方向の一方側に位置し、
前記第２領域に含まれる前記散乱体の数は、前記第１領域に含まれる前記散乱体の数よりも多い、
請求項４に記載の検出装置。

【請求項6】

前記散乱体は、前記第１方向から見て、第１直径を有する円形であり、
前記複数の前記散乱体のうち隣接する２つの前記散乱体同士の距離の最小値は、前記第１直径の３倍以上である、
請求項４に記載の検出装置。

【請求項7】

前記導光板と前記光学センサとの間に、光フィルタが設けられる、
請求項４に記載の検出装置。

【請求項8】

前記散乱体は、前記第１方向から見て、第１直径を有する円形であり、
前記光フィルタは、遮光部と導光部とを備え、前記遮光部は、前記導光部よりも前記光の吸収率が高く、
前記導光部の前記第２方向に沿った最大距離は、前記散乱体の前記第１直径よりも大きい、
請求項７に記載の検出装置。

【請求項9】

前記光源は、
第１光を照射する第１光源と、前記第１光と波長帯の異なる第２光を照射する第２光源と、前記第１光および前記第２光とは波長帯の異なる第３光を照射する第３光源と、を備える、
請求項４に記載の検出装置。

【請求項10】

前記搭載基板に前記被検出体が搭載されていない状態で前記光源から照射された光を前記光学センサで検出して得られるベース画像データを記憶する記憶回路と、
前記搭載基板に前記被検出体が搭載されている状態で前記光源から照射された光を前記光学センサで検出して得られる撮像画像データを取得し、前記ベース画像データと前記撮像画像データとの差分から、前記搭載基板に前記被検出体が搭載されている状態の検出結果を示す差分画像データを取得する画像生成回路と、を備える、
請求項４に記載の検出装置。

【請求項11】

前記第１光源が点灯する第１期間と、前記第２光源が点灯する第２期間と、前記第３光源が点灯する第３期間とは、それぞれ異なり、
前記第１期間に前記光学センサが検出した光による第１データと、前記第２期間に前記光学センサが検出した光による第２データと、前記第３期間に前記光学センサが検出した光による第３データとを合成して、前記搭載基板に前記被検出体が搭載されている状態の検出結果を得る画像生成回路を備える、
請求項９に記載の検出装置。

【請求項12】

透光性を有する導光板と、
前記導光板に対して第１方向の一方側に重なって配置され且つ面状に配置された複数の光検出素子を含む光学センサと、
前記導光板に対して前記第１方向に交差する第２方向に隣接して配置され、前記導光板の側面に光を照射する光源と、
前記導光板に設けられ、且つ、前記光源から入射した前記光を前記第１方向の他方側に出射させる光学構造体と、を備える、検出装置。

【請求項13】

検出面内の反射率が一様の被写体を置いて検出されるベース画像データを記憶する記憶回路と、
搭載基板に被検出体が搭載されている状態で前記光源から照射された光を前記光学センサで検出して得られる撮像画像データを取得し、前記ベース画像データと前記撮像画像データとの差分から、前記搭載基板に前記被検出体が搭載されている状態の検出結果を示す差分画像データを取得する画像生成回路と、を備える、
請求項１２に記載の検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、フォトセンサ（光検出素子）を有する光学センサと、フォトセンサの撮像面の上側に載置された培養容器と、培養容器の上側に配置された点光源と、を含むバイオセンサが開示されている。特許文献１のバイオセンサでは、点光源から照射された光は、培養容器内の培地および複数の被検出体（微生物）を透過してフォトセンサに入射される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６８３０５９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のバイオセンサでは、培養容器内の培地の透光性が低いと、被検出体（微生物）を検出することが困難となる可能性がある。

【0005】

本開示は、被検出体の検出精度が向上する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】

本開示の一態様の検出装置は、被検出体を搭載する搭載基板と、前記搭載基板に対して第１方向の一方側に重なって配置され且つ透光性を有する導光板と、前記導光板に対して前記第１方向の一方側に重なって配置され且つ面状に配置された複数の光検出素子を含む光学センサと、前記導光板に対して前記第１方向に交差する第２方向に隣接して配置され、前記導光板の側面に光を照射する光源と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１実施形態に係る検出装置を模式的に示す側面図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係るフロントライトを模式的に示す斜視図である。

【図3A】図３Ａは、光フィルタの一例であるコリメータおよび導光板の断面を拡大した模式図である。

【図3B】図３Ｂは、光フィルタの一例であるルーバーおよび導光板の断面を拡大した模式図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係る検出装置の構成例を示すブロック図である。

【図5】図５は、導光板内の光の伝播を模式的に示す側面図である。

【図6】図６は、第１実施形態に係る検出装置の検出動作例を示すフローチャート図である。

【図7】図７は、第１変形例に係る検出装置を模式的に示す側面図である。

【図8】図８は、第２変形例に係るフロントライトを模式的に示す平面図である。

【図9】図９は、第３変形例に係るフロントライトの一部断面を模式的に示す斜視図である。

【図10】図１０は、第３変形例に係る検出装置の検出動作例を示すフローチャート図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

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。

【0009】

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】

そして、図面におけるＸＹＺ座標は、Ｚ方向（第１方向）が上下方向、Ｘ方向（第２方向）が左右方向、および、Ｙ方向（第２方向）が前後方向である。Ｘ方向は、Ｙ方向およびＺ方向に交差（直交）し、Ｙ方向は、Ｘ方向およびＺ方向に交差（直交）し、Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向に交差（直交）する。Ｚ１側は第１方向の一方側、Ｚ２側は第１方向の他方側である。

【0011】

［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る検出装置を模式的に示す側面図である。図２は、第１実施形態に係るフロントライトを模式的に示す斜視図である。

【0012】

図１および図２に示すように、検出装置１００は、搭載基板１１１と、フロントライトＦＬと、光学センサ８１と、光フィルタ８２と、を備える。フロントライトＦＬは、導光板２と、光源装置７と、光学構造体３と、を備える。即ち、換言すると、検出装置１００は、搭載基板１１１と、導光板２と、光源装置７と、光学構造体３と、光学センサ８１と、光フィルタ８２と、を備える。

【0013】

図１に示すように、搭載基板１１１は、シャーレ等の容器および培地である。被検出体１１４は、培地および培地に生成した、例えば細菌等の微生物、又は微生物を含む試料である。被検出体１１４は、細菌に限定されず、細胞等の他の微小対象物であってもよい。

【0014】

図１に示すように、導光板２は、搭載基板１１１に対してＺ１側（第１方向の一方側）に重なって配置される。導光板２は、透光性を有する。図２に示すように、導光板２は、平板状の部材である。導光板２は、第１面２１と、第２面２２と、側面２３、２４、２５、２６とを有する。第１面２１は、Ｚ１側の主面であり、第２面２２は、第１面２１とは反対側（即ちＺ２側）の面である。側面２３はＸ１側に位置し、側面２４はＸ２側に位置し、側面２５はＹ１側に位置し、側面２６はＹ２側に位置する。

【0015】

図１に示すように、側面２４には、反射板２７が接合されている。反射板２７は、導光板２内を伝播する光１２０を反射させることにより、側面２４から導光板２の外へ光１２０が漏れることを抑制する。

【0016】

図１および図２に示すように、光源装置７は、導光板２の側面２３に対して対向する。光源装置７は、導光板２の側面２３に対してＸ１側に位置する。光源装置７は、導光板２の側面２３に光１２０（図４参照）を照射する。光源装置７は、例えば、複数の光源７１である。光源７１は、例えば、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）である。即ち、複数の光源７１がＹ方向に沿って並び、導光板２の側面２３に対向配置される。

【0017】

図１に示すように、光学構造体３は、導光板２の第１面２１に設けられる。光学構造体３は、導光板２に入射した光１２０（図４参照）をＺ２側（搭載基板側）に出射させる。光学構造体３は、例えば、凸状散乱体３１を含む散乱体３０である。第１実施形態では、光学構造体３として凸状散乱体３１を適用する例を説明する。凸状散乱体３１は、導光板２の第１面２１からＺ１側に突出する半球状の透光性の部材である。即ち、Ｚ方向から見て、凸状散乱体３１は、第１直径ｄを有する円形の形状を有する。なお、本発明においては、凸状散乱体３１は、Ｚ方向から見た形状が円形に限定されず、その他の形状、例えば多角形なども含む。導光板２内を伝播する光１２０の一部は、凸状散乱体３１で散乱される。凸状散乱体３１凸状散乱体３１は、図２に示すように、Ｘ方向およびＹ方向に沿って行列状（マトリックス状）に配置される。Ｘ方向に隣接する一対の凸状散乱体３１同士の距離は、距離Ｌであり、Ｙ方向に隣接する一対の凸状散乱体３１同士の距離も距離Ｌである。このように、複数の凸状散乱体３１は、Ｘ方向およびＹ方向に等間隔に配置される。また、凸状散乱体３１同士の距離の最小値である距離Ｌは、第１直径ｄの３倍以上である。なお、散乱体３０は、凸状ではなく、凹状であってもよい。

【0018】

図１に示すように、光学センサ８１および光フィルタ８２は、導光板２に対してＺ１側に重なって配置される。光学センサ８１は、光フィルタ８２に対してＺ１側に配置される。即ち、光学センサ８１と導光板２との間に光フィルタ８２が配置される。光学センサ８１については、後述する。

【0019】

次に、光フィルタ８２について説明する。光フィルタ８２は、被検出体１１４で反射された光１２０のうち、Ｚ方向に進行する成分を光学センサ８１に向けて透過させる光学素子である。光フィルタ８２は、遮光部と導光部とを備え、遮光部は、導光部よりも光の吸収率が高い。光フィルタ８２は、例えば、図３Ａに示すコリメータ８２Ａ（コリメートアパーチャ）および図３Ｂに示すルーバー８２Ｂなどが例示される。図３Ａは、光フィルタの一例であるコリメータおよび導光板の断面を拡大した模式図である。図３Ｂは、光フィルタの一例であるルーバーおよび導光板の断面を拡大した模式図である。

【0020】

図３Ａに示すように、コリメータ８２Ａは、Ｚ方向に沿って延びる円柱状のホール８２Ａ１（導光部）を含む。ホール８２Ａ１は、被検出体１１４で反射された光１２０を光学センサ８１に向けて透過させる。ホール８２Ａ１の直径Ｄ１（断面でＸ方向に沿った最大距離）は、凸状散乱体３１の第１直径ｄよりも大きい。

【0021】

図３Ｂに示すように、ルーバー８２Ｂは、板状の遮光部８２Ｂ２と導光部８２Ｂ１とを備える。遮光部８２Ｂ２および導光部８２Ｂ１は、Ｚ方向に延びる。遮光部８２Ｂ２と導光部８２Ｂ１とがＸ方向に沿って交互に配列される。遮光部８２Ｂ２は、導光部８２Ｂ１よりも光の吸収率が高い。導光部８２Ｂ１は、被検出体１１４で反射された光１２０を光学センサ８１に向けて透過させる。導光部８２Ｂ１のＸ方向に沿った厚さＤ２（断面でＸ方向に沿った最大距離）は、凸状散乱体３１の第１直径ｄよりも大きい。

【0022】

図４は、第１実施形態に係る検出装置の構成例を示すブロック図である。図４に示すように、検出装置１００は、光学センサ８１と、光源装置７と、光源装置７を制御するホストＩＣ７５と、を有する。光学センサ８１は、アレイ基板８１１と、アレイ基板８１１に形成された複数のセンサ画素８１２（フォトダイオード８１３）と、ゲート線駆動回路８１４Ａ、８１４Ｂと、信号線駆動回路８１５Ａと、検出制御回路８１６と、を有する。

【0023】

アレイ基板８１１は、基板を基体として形成される。また、複数のセンサ画素８１２は、それぞれフォトダイオード８１３、複数のトランジスタ、各種配線を有して構成される。

【0024】

アレイ基板８１１は、検出領域ＡＡと、周辺領域ＧＡとを有する。検出領域ＡＡは、複数のセンサ画素８１２（複数のフォトダイオード８１３）が設けられた領域である。周辺領域ＧＡは、検出領域ＡＡの外周と、アレイ基板８１１の外縁部との間の領域であり、複数のセンサ画素８１２が設けられない領域である。ゲート線駆動回路８１４Ａ、８１４Ｂ、信号線駆動回路８１５Ａおよび検出制御回路８１６は、周辺領域ＧＡに設けられる。

【0025】

複数のセンサ画素８１２は、それぞれ、センサ素子としてフォトダイオード８１３を有する光センサである。フォトダイオード８１３は、それぞれに照射される光に応じた電気信号を出力する。

【0026】

検出制御回路８１６は、ゲート線駆動回路８１４Ａ、８１４Ｂ及び信号線駆動回路８１５Ａにそれぞれ制御信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃを供給し、これらの動作を制御する回路である。検出制御回路８１６は、複数のフォトダイオード８１３からの検出信号Ｖｄｅｔの信号処理を行う信号処理回路を備える。

【0027】

検出制御回路８１６は、複数のフォトダイオード８１３からの検出信号Ｖｄｅｔの信号処理を行い、検出信号Ｖｄｅｔに基づくセンサ値ＳｏをホストＩＣ７５に出力する。これにより、検出装置１００は、被検出体１１４に関する情報を検出する。

【0028】

光源装置７は、光源７１と、発光素子制御回路７４と、を有する。

【0029】

複数の光源７１は、前述したように、導光板２の側面２３に対向して位置する。複数の光源７１は、発光素子制御回路７４の指令Ｓｄによって、オン（点灯状態）とオフ（非点灯状態）とを切り替えて駆動する。

【0030】

ホストＩＣ７５は、光学センサ８１側の制御回路として、センサ値記憶回路７５１と、センサ値演算回路７５２と、光量設定回路７５３と、目標値記憶回路７５９と、記憶回路７５７と、ホストＰＣ７５８と、を有する。センサ値記憶回路７５１は、光学センサ８１の検出制御回路８１６から出力されたセンサ値Ｓｏを記憶する。センサ値演算回路７５２は、フォトダイオード８１３のセンサ値Ｓｏについて所定の演算処理を行う。

【0031】

光量設定回路７５３は、光量設定モードにおいて、複数のフォトダイオード８１３で検出されたセンサ値Ｓｏと、目標値記憶回路７５９から取得したあらかじめ設定された目標センサ値Ｓｏ－ｔとを比較して、複数の光源７１の検出用の光量を設定する。目標値記憶回路７５９は、あらかじめ設定された目標センサ値Ｓｏ－ｔを記憶する。

【0032】

ホストＩＣ７５は、光源装置７側の制御回路として、点灯パターン生成回路７５４及び点灯パターン記憶回路７５５と、を有する。点灯パターン記憶回路７５５は、光量設定モードでの複数の光源７１の各々の光量の情報を記憶する。

【0033】

点灯パターン生成回路７５４は、点灯パターン記憶回路７５５の光量の情報の情報に基づいて、各種制御信号を生成する。

【0034】

画像生成回路７５６は、検出モードにおいて、複数のフォトダイオード８１３から出力されたセンサ値Ｓｏに基づいて、被検出体１１４の画像を生成する。

【0035】

ホストＩＣ７５は、さらに記憶回路７５７を有する。記憶回路７５７は、搭載基板１１１に被検出体１１４が搭載されていない状態で光源７１から照射された光を光学センサ８１で検出して得られるベース画像データを記憶する。なお、ベース画像データは、実質的に、何も搭載されていない搭載基板と同様の反射率を示すものであってもよい。即ち、例えば、検出面内の反射率が一様の被写体（例えば、黒色板または白色板）を置いて検出されるベース画像データであってもよい。

【0036】

次に、導光板内の光の伝播を説明する。図５は、導光板内の光の伝播を模式的に示す側面図である。図５に示すように、光源７１から出射する光１２０は、導光板２の側面２３から導光板２の内部に入射し、第１面２１および第２面２２で全反射を繰り返しつつ導光板２内を伝播する。導光板２内を伝播する光１２０の一部は、凸状散乱体３１によって散乱光１２１となる。散乱光１２１の一部の光１２３は、導光板２の第２面２２から被検出体１１４へ出射して被検出体１１４で反射し、導光板２および光フィルタ８２を通って光学センサ８１の複数のフォトダイオード８１３に照射される。また、凸状散乱体３１で散乱した散乱光１２１は、被検出体１１４側へ出射する光１２３の他に、導光板２と対向する光フィルタ８２へ出射する光１２２も含む。

【0037】

次に、図６等を参照して、検出装置の検出動作例について説明する。図６は、第１実施形態に係る検出装置の検出動作例を示すフローチャート図である。

【0038】

まず、光源装置７は、点灯パターン生成回路７５４（図４参照）からの制御信号に基づいて、光源７１を点灯させる（ステップＳ１０１）。

【0039】

次に、搭載基板１１１に被検出体１１４が搭載されていない状態で光源７１から照射された光を光学センサ８１で検出して得られるベース画像データを生成する（ステップＳ１０２）。当該ベース画像データは、記憶回路７５７（図４参照）に記憶される。

【0040】

次に、差分画像データを演算する（ステップＳ１０３）。差分画像データは、撮像画像データからベース画像データを差し引いたデータである。具体的には、搭載基板１１１に被検出体１１４が搭載されている状態において光学センサ８１で検出して得られる撮像画像データを取得し、ベース画像データと撮像画像データとの差分から、搭載基板１１１に被検出体１１４が搭載されている状態の検出結果を示す差分画像データを取得する。差分画像データは、画像生成回路７５６（図４参照）で演算される。そして、差分画像データは、ホストＰＣへ転送される（ステップＳ１０４）。

【0041】

以上説明したように、検出装置１００は、被検出体１１４を搭載する搭載基板１１１と、導光板２と、複数のフォトダイオード（光検出素子）８１３を含む光学センサ８１と、導光板２の側面２３に光１２０を照射する光源７１と、を備える。

【0042】

前述のように、特許文献１では、光学センサと光源との間に搭載基板となる培地および被検出体を配置するため、搭載基板の透光性が低いと、被検出体を検出することが困難となる可能性がある。

【0043】

これに対して、本実施形態では、光源７１を導光板２の側面２３に配置し、導光板２の第１面２１側に光学センサ８１を配置し、導光板２の第２面２２側に被検出体１１４を配置している。従って、搭載基板１１１の透光性の度合いに関わらず被検出体１１４で反射した光１２０は、導光板２を透過してフォトダイオード（光検出素子）８１３に到達する。よって、本実施形態によれば、被検出体１１４を検出する精度が向上する検出装置１００を提供することができる。

【0044】

導光板２には、光１２０を搭載基板１１１側に出射させる光学構造体３が設けられる。光源７１から出射する光１２０は、導光板２の側面２３から導光板２の内部に入射し、第１面２１および第２面２２で全反射を繰り返しつつ導光板２内を伝播する。従って、光学構造体３を設けることにより、光１２０の一部を搭載基板１１１側に出射させることができる。搭載基板１１１側に出射した光１２０は、被検出体１１４で反射して導光板２を透過してフォトダイオード（光検出素子）８１３に到達する。これにより、被検出体１１４の検出精度がより高くなる。

【0045】

なお、光学構造体３としては、凸状散乱体３１や後述する凹状散乱体３２に限定されず、インクのドット噴付で形成する構造体および切削等の機械加工で形成する構造体でもよい。

【0046】

複数の光学構造体３は、導光板２における光学センサ８１側の第１面２１に設けられる。

【0047】

これにより、導光板２内を伝播する光１２０を、光学センサ８１側の反対側の被検出体１１４側に向けて出射させることができるため、被検出体１１４の検出精度がより高くなる。

【0048】

光学構造体３は、導光板２を伝播する光１２０を散乱させる散乱体３０である。このように、散乱体３０は光１２０を散乱させるため、導光板２内を伝播する光１２０を、光学センサ８１側の反対側の被検出体１１４側に向けて出射させることができる。よって、被検出体１１４の検出精度がより高くなる。

【0049】

散乱体３０は、Ｚ方向から見て、第１直径ｄを有する円形である。複数の散乱体３０のうち隣接する２つの散乱体３０同士の最小の距離Ｌは、第１直径ｄの３倍以上である。

【0050】

複数の散乱体３０が密集して配置されている場合、被検出体１１４で反射して導光板２を透過してフォトダイオード（光検出素子）８１３に向かう光１２０が、当該密集した散乱体３０によって再び乱反射してしまい、フォトダイオード８１３に到達する光１２０の量が少なくなる。よって、複数の散乱体３０の密集度合いをより小さくすることが望ましい。例えば、隣接する２つの散乱体３０同士の最小の距離Ｌは、第１直径ｄの３倍以上であることが望ましい。なお、以上の距離、直径、厚さなどの大きさの大小関係をまとめると、距離Ｌ>直径Ｄ１（厚さＤ２）>３ｄとなる。

【0051】

導光板２と光学センサ８１との間に、光フィルタ８２が設けられる。

【0052】

光フィルタ８２によって、被検出体１１４で反射して導光板２を透過する光１２０がより多くフォトダイオード８１３に向かうようになる。これにより、被検出体１１４の検出精度をより高めることができる。

【0053】

光フィルタ８２は、遮光部と導光部とを備え、遮光部は、導光部よりも光の吸収率が高い。光フィルタ８２は、例えば、円柱状のホール８２Ａ１（導光部）を含むコリメータ８２Ａである。散乱体３０は、Ｚ方向から見て、第１直径ｄを有する円形である。ホール８２Ａ１（導光部）の直径Ｄ１（Ｘ方向に沿った最大距離）は、第１直径ｄよりも大きい。

【0054】

これによれば、被検出体１１４で反射して導光板２を透過する光１２０は、コリメータ８２Ａのホール８２Ａ１をより通過しやすくなるため、被検出体１１４の検出精度をより高めることができる。

【0055】

光フィルタ８２は、ルーバー８２Ｂを備える。導光部８２Ｂ１の厚さＤ２（Ｘ方向に沿った最大距離）は、散乱体３０の第１直径ｄよりも大きい。これによれば、被検出体１１４で反射して導光板２を透過する光１２０は、ルーバー８２Ｂの導光部８２Ｂ１をより通過しやすくなるため、被検出体１１４の検出精度をより高めることができる。

【0056】

ベース画像データを記憶する記憶回路７５７と、ベース画像データと撮像画像データとの差分から差分画像データを取得する画像生成回路７５６と、を備える。

【0057】

撮像画像データは、搭載基板１１１に被検出体１１４が搭載されている状態で光源から照射された光を光学センサ８１で検出して得られるデータである。当該撮像画像データは、搭載基板１１１に被検出体１１４が搭載されていない状態において光学センサ８１で検出して得られるベース画像データを含んでいる。即ち、ベース画像データは、被検出体１１４から反射する光が光学センサ８１で検出されるデータは含んでいない。従って、ベース画像データと撮像画像データとの差分から差分画像データが得られるため、本実施形態に係る検出装置１００によれば、より高い検出精度を得ることができる。

【0058】

［第１変形例］
次に、第１変形例について説明する。図７は、第１変形例に係る検出装置を模式的に示す側面図である。第１変形例に係る検出装置１００Ａは、第１実施形態に係る検出装置１００に対して、光学構造体３（散乱体３０）の形状が相違する。以下に、光学構造体３を中心に第１変形例について説明する。

【0059】

図７に示すように、第１変形例に係るフロントライトＦＬ－１に設けられる光学構造体３（散乱体３０）は、凹状散乱体３２である。凹状散乱体３２は、導光板２の第１面２１からＺ２側に凹む半球状のへこみ（窪み）である。Ｚ方向から見て、凹状散乱体３２は、第１直径ｄを有する。導光板２内を伝播する光１２０の一部は、凹状散乱体３２で散乱される。凹状散乱体３２は、凸状散乱体３１と同様に、Ｘ方向およびＹ方向に沿って行列状（マトリックス状）に等間隔に配置される。

【0060】

以上説明したように、散乱体３０は、導光板２を伝播する光１２０を散乱させる凹状散乱体３２である。凹状散乱体３２は、第１実施形態の凸状散乱体３１と同様に、導光板２内を伝播する光１２０の一部を散乱させるため、導光板２内を伝播する光１２０を、光学センサ８１側の反対側の被検出体１１４側に向けて出射させることができる。よって、被検出体１１４の検出精度がより高くなる。

【0061】

［第２変形例］
次に、第２変形例について説明する。図８は、第２変形例に係るフロントライトを模式的に示す平面図である。

【0062】

第２変形例に係る検出装置１００Ｂは、第１実施形態に係る検出装置１００に対して、光学構造体３（散乱体３０）を配置する密度が相違する。以下に、光学構造体３を中心に第２変形例について説明する。

【0063】

図８に示すように、第２変形例に係るフロントライトＦＬ－２に設けられる光学構造体３は、凸状散乱体３１Ａである。凸状散乱体３１Ａは、導光板２の第１面２１からＺ１側に突出する半球状の凸部である。

【0064】

導光板２をＺ１側から見た平面視において、導光板２は、それぞれ同一面積の長方形の領域２０１、領域２０２、領域２０３および領域２０４を有する。具体的には、Ｘ１側からＸ２側に向けて順に、領域２０１、領域２０２、領域２０３および領域２０４が並ぶ。

【0065】

領域２０１においては、複数の凸状散乱体３１ＡはＸ方向およびＹ方向に行列状に並ぶ。Ｘ方向に隣接する凸状散乱体３１Ａ同士の距離は、距離Ｌ１である。Ｙ方向に隣接する凸状散乱体３１Ａ同士の距離も距離Ｌ１である。領域２０１においては、凸状散乱体３１Ａは、９行３列に並ぶ。よって、領域２０１に含まれる凸状散乱体３１Ａの数は、２７個である。

【0066】

領域２０２においては、複数の凸状散乱体３１ＡはＸ方向およびＹ方向に行列状に並ぶ。Ｘ方向に隣接する凸状散乱体３１Ａ同士の距離は、距離Ｌ２である。Ｙ方向に隣接する凸状散乱体３１Ａ同士の距離も距離Ｌ２である。領域２０２においては、凸状散乱体３１Ａは、１１行３列に並ぶ。よって、領域２０２に含まれる凸状散乱体３１Ａの数は、３３個である。

【0067】

領域２０３においては、複数の凸状散乱体３１ＡはＸ方向およびＹ方向に行列状に並ぶ。Ｘ方向に隣接する凸状散乱体３１Ａ同士の距離は、距離Ｌ３である。Ｙ方向に隣接する凸状散乱体３１Ａ同士の距離も距離Ｌ３である。領域２０３においては、凸状散乱体３１Ａは、１３行３列に並ぶ。よって、領域２０３に含まれる凸状散乱体３１Ａの数は、３９個である。

【0068】

領域２０４においては、複数の凸状散乱体３１ＡはＸ方向およびＹ方向に行列状に並ぶ。Ｘ方向に隣接する凸状散乱体３１Ａ同士の距離は、距離Ｌ４である。Ｙ方向に隣接する凸状散乱体３１Ａ同士の距離も距離Ｌ４である。領域２０４においては、凸状散乱体３１Ａは、１６行４列に並ぶ。よって、領域２０４に含まれる凸状散乱体３１Ａの数は、６４個である。このように、凸状散乱体３１Ａの数は、領域２０１に２７個設けられ、領域２０２に３３個設けられ、領域２０３に３９個設けられ、領域２０４に６４個設けられる。

【0069】

ここで、領域２０１、領域２０２、領域２０３および領域２０４のうち、１つの領域を第１領域とし、当該第１領域に対してＸ２側に位置する領域を第２領域とすると、当該第２領域に含まれる凸状散乱体３１Ａの数は、前記第１領域に含まれる凸状散乱体３１Ａの数よりも多い。例えば、領域２０２を第１領域とし、領域２０４を第２領域とすると、第２領域である領域２０４に含まれる凸状散乱体３１Ａの数（６４個）は、第１領域である領域２０２に含まれる凸状散乱体３１Ａの数（３３個）よりも多い。なお、散乱体３０の配置密度をグラデーション的に高くしてもよい。即ち、散乱体３０の配置密度をＸ１側からＸ２側に向かうに従って漸次的に高くするようにしてもよい。

【0070】

以上説明したように、導光板２の第１面２１は、第１領域と第２領域とを有する。第２領域に含まれる散乱体３０の数は、第１領域に含まれる散乱体３０の数よりも多い。

【0071】

換言すると、光源（光源）７１から遠ざかるほど散乱体３０の配置密度が高くなる。散乱体３０は、導光板２内を伝播する光１２０を、光学センサ８１側の反対側の被検出体１１４側に向けて出射させる作用を有する。

【0072】

ここで、光源（光源）７１から遠ざかるほど、導光板２内を伝播する光１２０の量が少なくなる。従って、光源（光源）７１から遠ざかるほど散乱体３０の配置密度を高くすることにより、少ない量の光１２０でも被検出体１１４の検出精度を高めることができる。

【0073】

［第３変形例］
次に、第３変形例について説明する。図９は、第３変形例に係るフロントライトの一部断面を模式的に示す斜視図である。図１０は、第３変形例に係る検出装置の検出動作例を示すフローチャート図である。

【0074】

図９に示すように、第３変形例に係る検出装置１００Ｃは、フロントライトＦＬ－３を備える。フロントライトＦＬ－３は、光源装置７Ａを有する。光源装置７Ａは、３つの光源（光源）７１Ａを有する。具体的には、光源７１Ａは、光源（第１光源）７１Ａ－１、光源（第２光源）７１Ａ－２、光源（第３光源）７１Ａ－３を含む。第１光源７１Ａ－１は、第１光を照射する。第２光源７１Ａ－２は、第１光と波長帯の異なる第２光を照射する。第３光源７１Ａ－３は、第１光および第２光とは波長帯の異なる第３光を照射する。第１光は、例えば、赤色に対応し、第１光の波長帯は、６１０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下である。第２光は、例えば、緑色に対応し、第２光の波長帯は、５００ｎｍ以上５７０ｎｍ以下である。第３光は、例えば、青色に対応し、第３光の波長帯は、４６０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。

【0075】

また、光源（第１光源）７１Ａ－１が点灯する第１期間と、光源（第２光源）７１Ａ－２が点灯する第２期間と、光源（第３光源）７１Ａ－３が点灯する第３期間とは、それぞれ異なる。

【0076】

第１期間に光学センサ８１が検出した光による画像データを第１データと称する。第２期間に光学センサ８１が検出した光による画像データを第２データと称する。第３期間に光学センサ８１が検出した光による画像データを第３データと称する。画像生成回路７５６（図４参照）は、第１データと、第２データと、第３データとを合成して、搭載基板１１１に被検出体１１４が搭載されている状態の検出結果を得る。

【0077】

次に、図１０等を参照して、第３変形例に係る検出装置の検出動作例について説明する。

【0078】

まず、点灯パターン生成回路７５４（図４参照）は、信号を発信して光源（第１光源）７１Ａ－１を点灯させる（ステップＳ２０１）。

【0079】

次に、画像生成回路７５６（図４参照）が、センサ値記憶回路７５１からの信号に基づいて第１のベース画像データを生成し、記憶回路７５７に記憶させる（ステップＳ２０２）。

【0080】

点灯パターン生成回路７５４は、信号を発信して光源（第２光源）７１Ａ－２を点灯させる（ステップＳ２０３）。

【0081】

次に、画像生成回路７５６は、センサ値記憶回路７５１からの信号に基づいて第２のベース画像データを生成し、記憶回路７５７に記憶させる（ステップＳ２０４）。

【0082】

点灯パターン生成回路７５４は、信号を発信して光源（第３光源）７１Ａ－３を点灯させる（ステップＳ２０５）。

【0083】

次に、画像生成回路７５６は、センサ値記憶回路７５１からの信号に基づいて第３のベース画像データを生成し、記憶回路７５７に記憶させる（ステップＳ２０６）。

【0084】

点灯パターン生成回路７５４は、信号を発信して光源（第１光源）７１Ａ－１を点灯させる（ステップＳ２０７）。

【0085】

画像生成回路７５６は、センサ値記憶回路７５１からの信号に基づいて第１の撮像画像データを生成し、記憶回路７５７に記憶させる（ステップＳ２０８）。

【0086】

点灯パターン生成回路７５４は、信号を発信して光源（第２光源）７１Ａ－２を点灯させる（ステップＳ２０９）。

【0087】

画像生成回路７５６は、センサ値記憶回路７５１からの信号に基づいて第２の撮像画像データを生成し、記憶回路７５７に記憶させる（ステップＳ２１０）。

【0088】

点灯パターン生成回路７５４は、信号を発信して光源（第３光源）７１Ａ－３を点灯させる（ステップＳ２１１）。

【0089】

画像生成回路７５６は、センサ値記憶回路７５１からの信号に基づいて第３の撮像画像データを生成し、記憶回路７５７に記憶させる（ステップＳ２１２）。

【0090】

画像生成回路７５６は、第１データ＝［第１の撮像画像データ］－［第１のベース画像データ］を演算する（ステップＳ２１３）。第１データは、第１の撮像画像データから第１のベース画像データを差し引いた差分画像データである。第１データは、画像生成回路７５６で演算される。

【0091】

画像生成回路７５６は、第１データを記憶回路７５７に記憶させる（ステップＳ２１４）。

【0092】

画像生成回路７５６は、第２データ＝［第２の撮像画像データ］－［第２のベース画像データ］を演算する（ステップＳ２１５）。第２データは、第２の撮像画像データから第２のベース画像データを差し引いた差分画像データである。第２データは、画像生成回路７５６で演算される。

【0093】

画像生成回路７５６は、第２データを記憶回路７５７に記憶させる（ステップＳ２１６）。

【0094】

画像生成回路７５６は、第３データ＝［第３の撮像画像データ］－［第３のベース画像データ］を演算する（ステップＳ２１７）。第３データは、第３の撮像画像データから第３のベース画像データを差し引いた差分画像データである。第３データは、画像生成回路７５６で演算される。

【0095】

画像生成回路７５６は、第３データを記憶回路７５７に記憶させる（ステップＳ２１８）。

【0096】

画像生成回路７５６は、第１データ、第２データ、第３データを合成してフルカラー画像データを生成し、記憶回路７５７に記憶させる（ステップＳ２１９）。

【0097】

画像生成回路７５６は、フルカラー画像データをホストＰＣ７５８（図４参照）へ転送する（ステップＳ２２０）。

【0098】

以上説明したように、光源（光源）７１Ａは、光源（第１光源）７１Ａ－１と、光源（第２光源）７１Ａ－２と、光源（第３光源）７１Ａ－３と、を備える。

【0099】

また、第１期間に光学センサ８１が検出した光による第１データと、第２期間に光学センサ８１が検出した光による第２データと、第３期間に光学センサ８１が検出した光による第３データとを合成して、搭載基板１１１に被検出体１１４が搭載されている状態の検出結果を得る画像生成回路７５６を備える。

【0100】

これによれば、３つの光源７１Ａの光による３つの画像のデータが得られ、当該３つの画像のデータを合成して、搭載基板１１１に被検出体１１４が搭載されている状態の検出結果を得ることができる。従って、１つの光源７１の光による画像のデータを用いる場合に対して、より高い検出精度を得ることができる。

【符号の説明】

【0101】

２ 導光板
３ 光学構造体
７、７Ａ 光源装置
２１ 第１面
２２ 第２面
２３ 側面
３０ 散乱体
３１ 凸状散乱体
３１Ａ 凸状散乱体
３２ 凹状散乱体
７１、７１Ａ 光源（光源）
７１Ａ－１ 光源（第１光源）
７１Ａ－２ 光源（第２光源）
７１Ａ－３ 光源（第３光源）
８１ 光学センサ
８２ 光フィルタ
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ 検出装置
１１１ 搭載基板
１１４ 被検出体
１２０ 光
１２１ 散乱光
２０１ 領域
２０２ 領域
２０３ 領域
２０４ 領域
８１３ フォトダイオード（光検出素子）
ｄ 第１直径
Ｄ１ ホールの直径
Ｄ２ 導光部の厚さ
ＦＬ フロントライト
ＦＬ－１ フロントライト
ＦＬ－２ フロントライト
ＦＬ－３ フロントライト

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】