特許 7489063 検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-15

(45)【発行日】2024-05-23

(54)【発明の名称】検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/27 20060101AFI20240516BHJP

【ＦＩ】

G01N21/27 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020142618

(22)【出願日】2020-08-26

(65)【公開番号】P2022038232

(43)【公開日】2022-03-10

【審査請求日】2023-05-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000003562

【氏名又は名称】東芝テック株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504132272

【氏名又は名称】国立大学法人京都大学

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】小宮 研一

(72)【発明者】

【氏名】新井 竜一

(72)【発明者】

【氏名】小川 雄一

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 哲仁

【審査官】小野寺 麻美子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０４９４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１６４５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１５８７６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１２１５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５０４３０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５１－１３３０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０４９４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／００５７３６６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ １／００ － Ｇ０１Ｎ ３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

サンプルから磁性体を固定された被検出物を検出する検出装置であって、
前記サンプルを添付される基板を支持する設置部と、
第１の周波数を有する照射波と前記第１の周波数と異なる第２の周波数を有する照射波を前記基板に照射する照射部と、
前記基板からの反射波又は透過波の強度を検出する検出部と、
前記第１の周波数を有する照射波の反射波又は透過波の第１の強度と前記第２の周波数を有する照射波の反射波又は透過波の第２の強度とに基づいて感度を算出し、
前記感度に基づいてエラーを出力する、
プロセッサと、
を備える検出装置。

【請求項2】

基準感度を格納する記憶部を備え、
前記プロセッサは、前記感度と前記基準感度とが整合しない場合に前記エラーを出力する、
請求項１に記載の検出装置。

【請求項3】

前記基準感度は、前記基板に前記被検出物が存在する場合における感度である、
請求項２に記載の検出装置。

【請求項4】

前記プロセッサは、前記第１の強度と前記第２の強度との差を前記第１の周波数と前記第２の周波数との差で除算して前記感度を算出する、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の検出装置。

【請求項5】

前記被検出物は、有機物である、
請求項１乃至４の何れか１項に記載の検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

磁性ビーズなどの磁性体を固定した被検出物を基板に添付して被検出物を検出する検出装置が提供されている。そのような検出装置は、基板に電磁波を照射して基板からの反射波の強度を測定する。検出装置は、強度に基づいて被検出物を検出する。

【0003】

従来、検出装置の故障又は外乱等の影響によって照射する電磁波の強度などが変化してしまうと、被検出物の検出に誤りが生じる恐れがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００８－１８５５５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の課題を解決するため、検出の誤りを防止することができる検出装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態によれば、サンプルから磁性体を固定された被検出物を検出する検出装置は、設置部と、照射部と、検出部と、プロセッサと、を備える。設置部は、前記サンプルを添付される基板を支持する。照射部は、第１の周波数を有する照射波と前記第１の周波数と異なる第２の周波数を有する照射波を前記基板に照射する。検出部は、前記基板からの反射波又は透過波の強度を検出する。プロセッサは、前記第１の周波数を有する照射波の反射波又は透過波の第１の強度と前記第２の周波数を有する照射波の反射波又は透過波の第２の強度とに基づいて感度を算出し、前記感度に基づいてエラーを出力する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態に係る検出装置の構成例を示す図である。

【図2】図２は、実施形態に係る検出装置の制御系を示す図である。

【図3】図３は、実施形態に係る基板の構成例を概略的に示す上面図である。

【図4】図４は、実施形態に係る基板の構成例を概略的に示す断面図である。

【図5】図５は、実施形態に係る基板の反射率の例を示すグラフである。

【図6】図６は、実施形態に係る基板の反射率の例を示すグラフである。

【図7】図７は、実施形態に係る検出装置の動作例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

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。

【0009】

実施形態に係る検出装置は、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。検出装置は、空隙が設けられた構造体を有する基板にサンプルを添付する。検出装置は、サンプルが添付されている基板に対して所定の周波数を有する電磁波を照射して基板からの反射波を検出する。検出装置は、反射波の強度に基づいて基板上に被検出物が存在するか否かを判定する。

【0010】

図１は、検出装置１の構成例を概略的に示す。図１が示すように、検出装置１は、電磁波発生部１２、光学系１３、ビーム径調整部１４、ステージ１６、光学系１７、電磁波受信部１８及び基板２０などを備える。

【0011】

電磁波発生部１２（照射部）は、後術するプロセッサ１１１の制御に従って基板２０に電磁波（照射波）を照射する。電磁波発生部１２は、印加される電圧に応じた周波数の電磁波を照射する。たとえば、電磁波発生部１２は、数テラヘルツ程度の周波数の電磁波を照射する。たとえば、電磁波発生部１２は、所定のバイアス電圧の印加によって所定の周波数で発振する共鳴トンネルダイオードなどから構成される。

【0012】

光学系１３は、照射波の焦点を基板２０上に合わせるレンズである。たとえば、光学系１３は、複数のレンズから構成される。

【0013】

ビーム径調整部１４は、基板２０に照射される照射波の径を調整する。即ち、ビーム径調整部１４は、基板２０上において照射波が集光される領域を調整する。ビーム径調整部１４は、照射波の径を所定の大きさに調整するものであってもよい。また、ビーム径調整部１４は、プロセッサ１１１からの制御に従って照射波の径を調整するものであってもよい。

【0014】

ステージ１６（設置部）は、基板２０を支持する部材である。ステージ１６は、所定の台に固定さている。ステージ１６は、プロセッサ１１１からの制御に従って基板２０を移動させる。たとえば、ステージ１６は、プロセッサ１１１からの制御に従って移動する。ステージ１６は、Ｘ軸方向（たとえば、図１の左右方向）、Ｙ軸方向（たとえば、図１に対して鉛直方向）及びＺ軸方向（たとえば、図１の上下方向）に基板２０を移動させる。

【0015】

また、ステージ１６は、プロセッサ１１１からの制御に従って所定の軸を中心軸として基板２０を回転させるものであってもよい。

【0016】

光学系１７は、基板２０で反射した電磁波（反射波）の焦点を電磁波受信部１８に合わせるためのレンズである。たとえば、光学系１７は、複数のレンズから構成される。

【0017】

電磁波受信部１８（検出部）は、反射波の強度を検出する。電磁波受信部１８は、反射波の強度に応じた電圧に変換する。たとえば、電磁波受信部１８は、所定のバイアス電圧の印加によってテラヘルツ帯域までの感度を有するショットキーバリアダイオードなどから構成される。また、電磁波受信部１８は、ショットキーバリアダイオードからの電圧を増幅するアンプなどを備えてもよい。

【0018】

次に、検出装置１の制御系について説明する。
図２は、検出装置１の制御系を示すブロック図である。検出装置１は、電磁波発生部１２、ステージ１６、電磁波受信部１８、プロセッサ１１１、メモリ１１２、アドレスデコーダ１１３、パターン発生部１１４、第１のＤ／Ａコンバータ１１５、第２のＤ／Ａコンバータ１１６、Ａ／Ｄコンバータ１１７、モータドライバ１１８、第１のバイアスティ１１９、第２のバイアスティ１２０及びステージモータ１２１などを備える。

【0019】

アドレスデコーダ１１３は、プロセッサ１１１、メモリ１１２、パターン発生部１１４、第１のＤ／Ａコンバータ１１５、第２のＤ／Ａコンバータ１１６、Ａ／Ｄコンバータ１１７及びモータドライバ１１８に接続する。第１のバイアスティ１１９は、電磁波発生部１２、パターン発生部１１４及び第１のＤ／Ａコンバータ１１５に接続する。第２のバイアスティ１２０は、電磁波受信部１８及び第２のＤ／Ａコンバータ１１６に接続する。Ａ／Ｄコンバータ１１７は、電磁波受信部１８及びパターン発生部１１４に接続する。モータドライバ１１８は、ステージモータ１２１に接続する。ステージモータ１２１は、ステージ１６に接続する。
電磁波発生部１２、ステージ１６及び電磁波受信部１８は、前述の通りである。

【0020】

プロセッサ１１１は、検出装置１全体の動作を制御する。たとえば、プロセッサ１１１は、ステージ１６を制御して基板２０の位置などを制御する。また、プロセッサ１１１は、電磁波発生部１２に電磁波を照射させる。また、プロセッサ１１１は、電磁波受信部１８が検出した反射波の強度に基づいて被検出物を検出する。

【0021】

たとえば、プロセッサ１１１は、ＣＰＵなどから構成される。また、プロセッサ１１１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などから構成されるものであってもよい。また、プロセッサ１１１は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などから構成されるものであってもよい。

【0022】

メモリ１１２（記憶部）は、種々のデータを格納する。たとえば、メモリ１１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＮＶＭとして機能する。
たとえば、メモリ１１２は、制御プログラム及び制御データなどを記憶する。制御プログラム及び制御データは、検出装置１の仕様に応じて予め組み込まれる。たとえば、制御プログラムは、検出装置１で実現する機能をサポートするプログラムなどである。

【0023】

また、メモリ１１２は、プロセッサ１１１の処理中のデータなどを一時的に格納する。また、メモリ１１２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。

【0024】

アドレスデコーダ１１３は、アドレスバスに従ってプロセッサ１１１からの制御信号を各部に供給する。たとえば、アドレスデコーダ１１３は、プロセッサ１１１からの制御信号が示すアドレスに基づいて、制御信号を供給する対象を決定する。

【0025】

パターン発生部１１４は、周期的な変調信号を生成する。パターン発生部１１４は、生成した変調信号をＡ／Ｄコンバータ１１７及び第１のバイアスティ１１９に供給する。パターン発生部１１４は、プロセッサ１１１からの設定値などに基づいて動作する。たとえば、パターン発生部１１４は、カウンタ又はタイマなどから構成される。

【0026】

第１のＤ／Ａコンバータ１１５は、プロセッサ１１１からのデジタル信号をアナログ信号に変換する。ここでは、第１のＤ／Ａコンバータ１１５は、デジタル信号をアナログ信号に変換して第１のバイアスティ１１９に供給する。

【0027】

第２のＤ／Ａコンバータ１１６は、プロセッサ１１１からのデジタル信号をアナログ信号に変換する。ここでは、第２のＤ／Ａコンバータ１１６は、プロセッサ１１１からのデジタル信号をアナログ信号に変換して第２のバイアスティ１２０に供給する。

【0028】

Ａ／Ｄコンバータ１１７は、パターン発生部１１４からの変調信号を用いて、電磁波受信部１８からの電圧をセンサ信号（デジタル信号）に変換する。ここでは、Ａ／Ｄコンバータ１１７は、電磁波受信部１８からの電圧をデジタル信号に変換してプロセッサ１１１に供給する。また、Ａ／Ｄコンバータ１１７は、電磁波受信部１８とダイオードを介して接続してもよい。

【0029】

モータドライバ１１８は、プロセッサ１１１からの制御に従ってステージモータ１２１を駆動する。たとえば、モータドライバ１１８は、ステージモータ１２１に電圧又はパルス信号などを供給する。

【0030】

ステージモータ１２１は、ステージ１６を移動させるためのモータである。ステージモータ１２１は、モータドライバ１１８からの制御に従って駆動する。ステージモータ１２１は、ステージ１６をＸ方向に移動させるモータ、Ｙ方向に移動させるモータ及びＺ方向に移動させるモータから構成されてもよい。また、ステージモータ１２１は、ステージ１６を回転させるモータから構成されてもよい。

【0031】

第１のバイアスティ１１９は、第１のＤ／Ａコンバータ１１５からのバイアス電圧にパターン発生部１１４からの変調信号を重畳する。第１のバイアスティ１１９は、変調信号を重畳したバイアス電圧を電磁波発生部１２に供給する。

【0032】

第２のバイアスティ１２０は、第１のＤ／Ａコンバータ１１５からのバイアス電圧を電磁波受信部１８に供給する。

【0033】

なお、検出装置１は、図１及び図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１から特定の構成が除外されたりしてもよい。

【0034】

次に、基板２０について説明する。図３は、基板２０の上面図である。図３は、基板２０を図３のＦ４－Ｆ４で切断した断面図である。

【0035】

図３及び図４が示すように、基板２０は、基材２１及び構造体２２などから構成される。

【0036】

基材２１は、たとえば、所定の大きさの矩形に形成される。基材２１は、電磁波発生部１２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２１は、電磁波発生部１２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２１は、シリコンウエハなどから構成される。また、基材２１は、ポリエチレンなどの有機材料から構成されてもよい。

【0037】

たとえば、基材の厚さは、１００～８００μｍの範囲である。たとえば、基材２１の厚さは、５２５μｍである。
基材２１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。

【0038】

構造体２２は、基材２１の所定の面に形成される。構造体２２は、電磁波発生部１２が照射する電磁波を反射する。構造体２２は、反射率において周波数特性を有する。構造体２２は、電磁波発生部１２が照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。

【0039】

たとえば、構造体２２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２２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２２は、基材２１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２２の厚さは、０．１μから５０μｍの範囲である。たとえば、構造体２２の厚さは、０．２μｍである。

【0040】

構造体２２は、複数の空隙２３（周期構造体）を備える。構造体２２は、所定の間隔で縦方向及び横方向に周期的に空隙２３を備える。

【0041】

構造体２２は、空隙２３によって、相補型分割リング共振器を形成する。構造体２２は、空隙２３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２２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。

【0042】

空隙２３は、環状構造である。空隙２３は、環の一部が切断する構造である。即ち、空隙２３は、Ｃ字型に形成される。たとえば、空隙２３の外寸は、数十μｍである。また、空隙２３の幅（隙間の幅）は、数μｍである。

【0043】

たとえば、構造体２２は、空隙２３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２２が有する空隙２３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。

【0044】

次に、検出装置１が実現する機能について説明する。検出装置１が実現する機能は、プロセッサ１１１がメモリ１１２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。

【0045】

ここでは、基板２０の構造体２２上には、サンプルが添付されているものとする。サンプルは、磁性ビーズ（磁性体）が固定された被検出物を含む（含み得る）液体である。添付されたサンプルは、加熱機構などによって乾燥しているものとする。

【0046】

まず、プロセッサ１１１は、第１の周波数（ｆ１）を有する電磁波と、第１の周波数と異なる第２の周波数（ｆ２）を有する電磁波とを用いて基板２０からの反射波の強度を測定する機能を有する。

【0047】

たとえば、プロセッサ１１１は、ステージ１６を用いて、電磁波発生部１２からの照射波が照射される位置に基板２０を移動させる。即ち、プロセッサ１１１は、モータドライバ１１８を通じてステージモータ１２１を駆動する。ステージ１６は、ステージモータ１２１の駆動によって基板２０を移動させる。

【0048】

なお、基板２０のデフォルトの位置が、電磁波発生部１２からの照射波が照射される位置であれば、プロセッサ１１１は、基板２０を移動させなくともよい。

【0049】

基板２０に移動させると、プロセッサ１１１は、電磁波発生部１２に第１の周波数を有する照射波を照射させる。たとえば、プロセッサ１１１は、第１の周波数に対応するバイアス電圧の設定値をメモリ１１２などから取得する。設定値を取得すると、プロセッサ１１１は、取得された設定値を第１のＤ／Ａコンバータ１１５に設定する。

【0050】

第１のＤ／Ａコンバータ１１５は、プロセッサ１１１からの設定値に対応するバイアス電圧を第１のバイアスティ１１９に出力する。第１のバイアスティ１１９は、パターン発生部１１４からの信号が入力されると、第１のＤ／Ａコンバータ１１５からのバイアス電圧を電磁波発生部１２に出力する。電磁波発生部１２は、第１のバイアスティ１１９からのバイアス電圧によって第１の周波数を有する照射波を照射する。

【0051】

電磁波発生部１２に第１の周波数を有する照射波を基板２０に照射させると、プロセッサ１１１は、電磁波受信部１８を用いて基板２０からの反射波の強度を取得する。たとえば、電磁波受信部１８は、反射波の強度に対応する電圧をＡ／Ｄコンバータ１１７に出力する。Ａ／Ｄコンバータ１１７は、電磁波受信部１８からの電圧に従って反射波の強度を示すセンサ信号を生成する。Ａ／Ｄコンバータ１１７は、生成されたセンサ信号をプロセッサ１１１へ送信する。プロセッサ１１１は、当該センサ信号を受信する。

【0052】

反射波の強度を取得すると、プロセッサ１１１は、当該強度を、第１の周波数を有する電磁波での反射強度（第１の反射強度、第１の強度）として取得する。

【0053】

第１の反射強度を取得すると、プロセッサ１１１は、電磁波発生部１２に第２の周波数を有する照射波を照射させる。たとえば、プロセッサ１１１は、第２の周波数に対応するバイアス電圧の設定値をメモリ１１２などから取得する。設定値を取得すると、プロセッサ１１１は、取得された設定値を第１のＤ／Ａコンバータ１１５に設定する。

【0054】

第１のＤ／Ａコンバータ１１５は、プロセッサ１１１からの設定値に対応するバイアス電圧を第１のバイアスティ１１９に出力する。第１のバイアスティ１１９は、パターン発生部１１４からの信号が入力されると、第１のＤ／Ａコンバータ１１５からのバイアス電圧を電磁波発生部１２に出力する。電磁波発生部１２は、第１のバイアスティ１１９からのバイアス電圧によって第２の周波数を有する照射波を照射する。

【0055】

電磁波発生部１２に第２の周波数を有する照射波を基板２０に照射させると、プロセッサ１１１は、電磁波受信部１８を用いて基板２０からの反射波の強度を取得する。たとえば、電磁波受信部１８は、反射波の強度に対応する電圧をＡ／Ｄコンバータ１１７に出力する。Ａ／Ｄコンバータ１１７は、電磁波受信部１８からの電圧に従って反射波の強度を示すセンサ信号を生成する。Ａ／Ｄコンバータ１１７は、生成されたセンサ信号をプロセッサ１１１へ送信する。プロセッサ１１１は、当該センサ信号を受信する。

【0056】

反射波の強度を取得すると、プロセッサ１１１は、当該強度を、第２の周波数を有する電磁波での反射強度（第２の反射強度、第２の強度）として取得する。

【0057】

また、プロセッサ１１１は、第１の反射強度及び第２の反射強度に基づいて感度を算出する機能を有する。

【0058】

感度は、周波数の変化に対する反射強度の変化を示すパラメータである。たとえば、感度は、反射強度のグラフの傾きである。

【0059】

プロセッサ１１１は、以下の式に沿って感度Ｘを算出する。

【0060】

感度Ｘ＝（Ｓ１２－Ｓ２２）／（ｆ１－ｆ２）
ここで、Ｓ１２は、第１の反射強度を示す。また、Ｓ２２は、第２の反射強度を示す。
即ち、プロセッサ１１１は、第１の反射強度と第２の反射強度との差を第１の周波数と第２の周波数との差で除算して感度を算出する。

【0061】

また、プロセッサ１１１は、算出された感度に基づいてエラーを出力する機能を有する。

【0062】

ここでは、メモリ１１２は、磁性ビーズが固定された被検出物が基板２０に存在する場合における基板２０の感度（基準感度）を予め格納する。

【0063】

基準感度は、以下の通り算出される。
図５は、照射波の周波数と基板の反射強度との関係を示すグラフである。図５では、横軸は、照射波の周波数を示す。また、縦軸は、反射強度を示す。

【0064】

グラフ３１は、磁性ビーズが固定された被検出物が基板２０に存在しない場合における反射強度（基準強度）を示す。グラフ３１が示すように、照射波の周波数がｆ１である場合、反射強度（第１の基準強度）は、Ｓ１である。また、照射波の周波数がｆ２である場合、反射強度（第２の基準強度）は、Ｓ２である。

【0065】

グラフ３２は、磁性ビーズが固定された被検出物が基板２０に存在する場合における反射強度を示す。グラフ３２が示すように、照射波の周波数がｆ１である場合、反射強度は、Ｓ１１である。また、照射波の周波数がｆ２である場合、反射強度は、Ｓ２１である。

【0066】

グラフ３３は、磁性ビーズが固定された被検出物が基板２０に存在し照射波の強度などに異常が生じている場合における基板２０の反射強度を示す。グラフ３３が示すように、照射波の周波数がｆ１である場合、反射強度は、Ｓ１２である。また、照射波の周波数がｆ２である場合、反射強度は、Ｓ２２である。

【0067】

基準感度は、グラフ３２におけるｆ１とｆ２との間の傾きである。
即ち、プロセッサ１１１は、以下の式に沿って基準感度Ｒを算出する。

【0068】

基準感度Ｒ＝（Ｓ１１－Ｓ２１）／（ｆ１－ｆ２）
プロセッサ１１１は、算出された感度と基準感度とが一致（整合）するかを判定する。たとえば、プロセッサ１１１は、算出された感度と基準感度との差が所定の閾値以下であれば、両者が一致すると判定する。また、プロセッサ１１１は、算出された感度と基準感度との差が算出された感度又は基準感度に対して所定の比率以下である場合、両者が一致すると判定してもよい。

【0069】

両者が一致しない場合、プロセッサ１１１は、検出装置の故障又は外乱等の異常が生じていると判定する。異常が生じていると判定すると、プロセッサ１１１は、エラーを出力する。たとえば、プロセッサ１１１は、異常が生じていることを示すメッセージなどを表示部などに表示する。また、プロセッサ１１１は、異常が生じていることを示す信号を外部装置などに送信してもよい。

【0070】

また、プロセッサ１１１は、算出された感度と基準感度とが一致する場合、第１の反射強度及び第２の反射強度などに基づいて、磁性ビーズが固定された被検出物が基板２０に存在するかを判定する機能を有する。

【0071】

ここでは、メモリ１１２は、磁性ビーズが固定された被検出物が基板２０に存在しない場合における基板２０の反射強度を予め格納する。即ち、メモリ１１２は、第１の基準強度（ここでは、Ｓ１）及び第２の基準強度（ここでは、Ｓ２）を格納する。

【0072】

プロセッサ１１１は、第１の反射強度と第１の基準強度とが一致（整合）するかを判定する。たとえば、プロセッサ１１１は、第１の反射強度と第１の基準強度との差が所定の閾値以下であれば、両者が一致すると判定する。また、プロセッサ１１１は、第１の反射強度と第１の基準強度との差が第１の反射強度又は第１の基準強度に対して所定の比率以下である場合、両者が一致すると判定してもよい。

【0073】

また、プロセッサ１１１は、同様に、第２の反射強度と第２の基準強度とが一致（整合）するかを判定する。

【0074】

プロセッサ１１１は、第１の反射強度と第１の基準強度とが一致し、かつ、第２の反射強度と第２の基準強度とが一致する場合、磁性ビーズが固定された被検出物が基板２０に存在しないと判定する。

【0075】

また、プロセッサ１１１は、第１の反射強度と第１の基準強度とが一致しない場合、又は、第２の反射強度と第２の基準強度とが一致しない場合、磁性ビーズが固定された被検出物が基板２０に存在すると判定する。

【0076】

磁性ビーズが固定された被検出物が基板２０に存在するか否かを判定すると、プロセッサ１１１は、判定結果を提示する。たとえば、プロセッサ１１１は、判定結果を示すメッセージなどを表示部などに表示する。また、プロセッサ１１１は、判定結果を示す信号を外部装置に送信してもよい。

【0077】

なお、プロセッサ１１１は、第３の周波数ｆ３、第４の周波数ｆ４…第ｎの周波数ｆｎにおいて、反射強度を測定してもよい。

【0078】

図６は、ｆｎにおける反射強度を示すグラフである。図６では、横軸は、照射波の周波数を示す。また、縦軸は、反射強度を示す。

【0079】

図５と同様に、グラフ３１は、磁性ビーズが固定された被検出物が基板に存在しない場合における反射強度（基準強度）を示す。グラフ３１が示すように、照射波の周波数がｆ１、ｆ２…ｆｎである場合、反射強度は、Ｓ１、Ｓ２…Ｓｎである。

【0080】

また、図５と同様に、グラフ３２は、磁性ビーズが固定された被検出物が基板に存在する場合における反射強度を示す。グラフ３２が示すように、照射波の周波数がｆ１、ｆ２…ｆｎである場合、反射強度は、Ｓ１１、Ｓ２１…Ｓｎ１である。

【0081】

この場合、メモリ１１２は、基準強度としてＳ１、Ｓ２…Ｓｎを予め格納する。

【0082】

プロセッサ１１１は、各周波数において測定された反射強度の何れも基準強度と一致する場合、磁性ビーズが固定された被検出物が基板２０に存在しないと判定する。

【0083】

また、プロセッサ１１１は、各周波数において測定された反射強度の何れか１つが基準強度と一致しない場合、磁性ビーズが固定された被検出物が基板２０に存在すると判定する。

【0084】

次に、検出装置１の動作例について説明する。
ここでは、ステージ１６に、サンプルが添付されている基板２０がセットされているものとする。

【0085】

まず、プロセッサ１１１は、ステージ１６を移動させて照射波が照射される位置に基板２０を移動させる（ＡＣＴ１１）。基板２０を移動させると、プロセッサ１１１は、電磁波受信部１８に印可するバイアス電圧に対応する設定値を第２のＤ／Ａコンバータ１１６に設定する（ＡＣＴ１２）。

【0086】

設定値を第２のＤ／Ａコンバータ１１６を設定すると、プロセッサ１１１は、所定の周波数（ｆｎ）に対応するバイアス電圧の設定値をメモリ１１２から取得する（ＡＣＴ１３）。

【0087】

設定値をメモリ１１２から取得すると、プロセッサ１１１は、取得された設定値を第１のＤ／Ａコンバータ１１５に設定する（ＡＣＴ１４）。取得された設定値を第１のＤ／Ａコンバータ１１５に設定すると、プロセッサ１１１は、所定の設定値をパターン発生部１１４に設定する（ＡＣＴ１５）。

【0088】

所定の設定値をパターン発生部１１４に設定すると、プロセッサ１１１は、パターン発生部１１４を駆動して電磁波発生部１２に所定の周波数を有する照射波を照射させる（ＡＣＴ１６）。

【0089】

電磁波発生部１２に所定の周波数を有する照射波を照射させると、プロセッサ１１１は、電磁波受信部１８を用いて基板２０からの反射波の強度（反射強度）を取得する（ＡＣＴ１７）。

【0090】

反射強度を取得すると、プロセッサ１１１は、取得された反射強度をメモリ１１２に格納する（ＡＣＴ１８）。

【0091】

取得された反射強度をメモリ１１２に格納すると、プロセッサ１１１は、電磁波発生部１２に各周波数を有する照射波を照射させたかを判定する（ＡＣＴ１９）。即ち、プロセッサ１１１は、電磁波発生部１２にｆ１及びｆ２の周波数を有する照射波を照射させたかを判定する。

【0092】

電磁波発生部１２に各周波数を有する照射波を照射させていないと判定すると（ＡＣＴ１９、ＮＯ）、プロセッサ１１１は、ＡＣＴ１３に戻る。

【0093】

電磁波発生部１２に各周波数を有する照射波を照射させたと判定すると（ＡＣＴ１９、ＹＥＳ）、プロセッサ１１１は、取得された反射強度などに基づいて感度を算出する（ＡＣＴ２０）。感度を算出すると、プロセッサ１１１は、算出された感度をメモリ１１２に格納する（ＡＣＴ２１）。

【0094】

算出された感度をメモリ１１２に格納すると、プロセッサ１１１は、算出された感度に基づいて異常が生じているかを判定する（ＡＣＴ２２）。

【0095】

異常が生じていないと判定すると（ＡＣＴ２２、ＮＯ）、プロセッサ１１１は、取得された反射強度などに基づいて基板２０に被検出物が存在するかを判定する（ＡＣＴ２３）。
異常が生じていないと判定すると（ＡＣＴ２２、ＹＥＳ）、プロセッサ１１１は、エラーを出力する（ＡＣＴ２４）。

【0096】

基板２０に被検出物が存在するかを判定した場合（ＡＣＴ２３）、又は、エラーを出力した場合（ＡＣＴ２４）、プロセッサ１１１は、動作を終了する。

【0097】

なお、プロセッサ１１１は、３つ以上の互いに異なる周波数における反射強度に基づいて感度を算出してもよい。また、プロセッサ１１１は、複数のパラメータから構成される感度を算出してもよい。この場合、基準感度は、感度に応じた複数のパラメータから構成されてもよい。

【0098】

また、プロセッサ１１１は、反射率に基づいて感度を算出してもよい。即ち、感度は、周波数の変化に対する反射率の変化を示すパラメータであってもよい。
また、電磁波受信部１８は、基板２０からの透過波の強度を取得するものであってもよい。

【0099】

以上のように構成された検出装置は、複数の周波数において基材からの反射波の強度を取得する。検出装置は、複数の強度から感度を算出する。検出装置は、感度に基づいて照射波の強度などに異常が生じているかを判定する。検出装置は、異常が生じている場合には、被検出部の検出を行わずにエラーを提示する。その結果、検出装置は、異常が生じたことによる検出の誤りを防止することができる。

【0100】

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。

【符号の説明】

【0101】

１…検出装置、１２…電磁波発生部、１３…光学系、１４…ビーム径調整部、１６…ステージ、１７…光学系、１８…電磁波受信部、２０…基板、２１…基材、２２…構造体、２３…空隙、３１…グラフ、３２…グラフ、３３…グラフ、１１１…プロセッサ、１１２…メモリ、１１３…アドレスデコーダ、１１４…パターン発生部、１１５…第１のＤ／Ａコンバータ、１１６…第２のＤ／Ａコンバータ、１１７…Ａ／Ｄコンバータ、１１８…モータドライバ、１１９…第１のバイアスティ、１２０…第２のバイアスティ、１２１…ステージモータ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】