JP7262155B1

JP7262155B1 - Sensor device and sensing system

Info

Publication number: JP7262155B1
Application number: JP2022177467A
Authority: JP
Inventors: 宗一郎上野; 雄介岩屋
Original assignee: IDDK CO., LTD.
Current assignee: IDDK CO., LTD.
Priority date: 2022-11-04
Filing date: 2022-11-04
Publication date: 2023-04-21
Anticipated expiration: 2042-11-04
Also published as: JP2024068069A; JP2024067411A; JP7424698B1

Abstract

【課題】インキュベータ内部の培養用容器のそれぞれの位置において環境情報を取得する。【解決手段】インキュベータ内で使用されるセンサデバイスであって、周囲の環境情報を検出するセンサ１６と、センサが設けられた基板１５と、前記センサによって検出された環境情報を送信する通信モジュール１７と、を備える。【選択図】図４ＡAn object of the present invention is to acquire environmental information at each position of a culture vessel inside an incubator. A sensor device used in an incubator includes a sensor 16 for detecting surrounding environmental information, a substrate 15 provided with the sensor, and a communication module 17 for transmitting the environmental information detected by the sensor. And prepare. [Selection drawing] Fig. 4A

Description

本発明は、センサデバイス及びセンシングシステムに関する。 The present invention relates to sensor devices and sensing systems.

従来、インキュベータ内部の環境情報（例えば、温度、湿度または二酸化炭素濃度など）を取得し、監視することが行われている。例えば、特許文献１では、環境情報取得部は、インキュベータ内部の温度、湿度及び二酸化炭素濃度の少なくともいずれか１つに関する情報を環境情報として取得することが開示されている。 Conventionally, environmental information (for example, temperature, humidity, carbon dioxide concentration, etc.) inside an incubator is acquired and monitored. For example, Patent Literature 1 discloses that an environment information acquiring unit acquires information on at least one of temperature, humidity, and carbon dioxide concentration inside an incubator as environment information.

特開２０１８－１１号公報JP 2018-11 特開２０２０－８６６７号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-8667

本発明の第１の態様に係るセンサデバイスは、インキュベータ内で使用されるセンサデバイスであって、周囲の環境情報を検出するセンサと、センサが設けられた基板と、前記センサによって検出された環境情報を送信する通信モジュールと、を備える。 A sensor device according to a first aspect of the present invention is a sensor device used in an incubator, comprising: a sensor for detecting surrounding environmental information; a substrate provided with the sensor; and an environment detected by the sensor. a communication module for transmitting information.

本発明の第２の態様に係るセンサデバイスは、第１の態様に係るセンサデバイスであって、前記センサは筐体に少なくとも一部が覆われており前記筐体の少なくとも一面のパネルには、複数の開口が形成されるように、少なくとも一つの羽根部材が設けられている。 A sensor device according to a second aspect of the present invention is the sensor device according to the first aspect, wherein the sensor is at least partially covered by a housing, and a panel on at least one surface of the housing includes: At least one vane member is provided such that a plurality of apertures are formed.

本発明の第３の態様に係るセンサデバイスは、第１または２の態様に係るセンサデバイスであって、前記センサの検出面が横向きまたは下方に向くように当該センサが前記基板に設置されている。 A sensor device according to a third aspect of the present invention is the sensor device according to the first or second aspect, wherein the sensor is installed on the substrate so that the detection surface of the sensor faces sideways or downward. .

本発明の第４の態様に係るセンサデバイスは、第１から３のいずれかの態様に係るセンサデバイスであって、培養用容器内の観察対象物を下から撮像可能なように設けられた光電変換素子を更に備え、前記通信モジュールは、前記環境情報に加えて更に前記光電変換素子で得られた画像信号を送信する。 A sensor device according to a fourth aspect of the present invention is the sensor device according to any one of the first to third aspects, wherein the photoelectric sensor is provided so as to be able to image an observation object in the culture vessel from below. A conversion element is further provided, and the communication module transmits an image signal obtained by the photoelectric conversion element in addition to the environmental information.

本発明の第５の態様に係るセンサデバイスは、第４の態様に係るセンサデバイスであって、前記基板及び前記センサを収容する筐体を更に備え、前記筐体は、前記光電変換素子の下方に設けられている。 A sensor device according to a fifth aspect of the present invention is the sensor device according to the fourth aspect, further comprising a housing for housing the substrate and the sensor, wherein the housing is located below the photoelectric conversion element. is provided in

本発明の第６の態様に係るセンサデバイスは、第４または５の態様に係るセンサデバイスであって、前記光電変換素子で得られた画像信号に対して信号処理を施すロジック回路部を備え、前記ロジック回路部は、前記筐体の内天面側の面とは反対の前記基板の面に設けられている。 A sensor device according to a sixth aspect of the present invention is the sensor device according to the fourth or fifth aspect, comprising a logic circuit section for performing signal processing on the image signal obtained by the photoelectric conversion element, The logic circuit section is provided on the surface of the substrate opposite to the inner top surface of the housing.

本発明の第７の態様に係るセンサデバイスは、第１から６のいずれかの態様に係るセンサデバイスであって、筐体を備え、前記基板は、前記筐体の内天面に固定されており、前記センサは、前記筐体の内天面側の面とは反対の前記基板の面に設けられている。 A sensor device according to a seventh aspect of the present invention is the sensor device according to any one of the first to sixth aspects, further comprising a housing, wherein the substrate is fixed to an inner top surface of the housing. The sensor is provided on the surface of the substrate opposite to the surface on the inner top surface side of the housing.

本発明の第８の態様に係るセンサデバイスは、第７の態様に係るセンサデバイスであって、前記通信モジュールは、前記筐体の内天面側の面とは反対の前記基板の面に設けられている。 A sensor device according to an eighth aspect of the present invention is the sensor device according to the seventh aspect, wherein the communication module is provided on the surface of the substrate opposite to the inner top surface of the housing. It is

本発明の第９の態様に係るセンサデバイスは、第１から８のいずれかの態様に係るセンサデバイスであって、対象物に対して取り外し可能に取り付けるための取付部材を備える。 A sensor device according to a ninth aspect of the present invention is the sensor device according to any one of the first to eighth aspects, comprising an attachment member for detachably attaching to an object.

本発明の第１０の態様に係るセンサデバイスは、第１から９のいずれかの態様に係るセンサデバイスであって、前記環境情報は、温度、湿度または二酸化炭素濃度のうち少なくとも一つである。 A sensor device according to a tenth aspect of the present invention is the sensor device according to any one of the first to ninth aspects, wherein the environmental information is at least one of temperature, humidity and carbon dioxide concentration.

本発明の第１１の態様に係るセンシングシステムは、インキュベータに第１から９のいずれかの態様に係る複数のセンサデバイスと、複数の前記センサデバイスによって検出された環境情報を取得する情報処理装置と、を備える。 A sensing system according to an eleventh aspect of the present invention includes a plurality of sensor devices according to any one of the first to ninth aspects in an incubator, and an information processing device that acquires environmental information detected by the plurality of sensor devices. , provided.

本発明の第１２の態様に係るセンシングシステムは、第１１の態様に係るセンシングシステムであって、複数の前記センサそれぞれは、当該センサの検出面が横向きまたは下向きに向くように設置されている。 A sensing system according to a twelfth aspect of the present invention is the sensing system according to the eleventh aspect, wherein each of the plurality of sensors is installed so that the detection surface of the sensor faces sideways or downward.

本発明の一態様によれば、インキュベータ内における各位置での環境情報を取得することができる。 According to one aspect of the present invention, environmental information can be obtained at each position within the incubator.

各実施形態に係るセンサシステムの一例の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an example of a sensor system according to each embodiment; FIG. 各実施形態に係るセンサデバイスの配置の一例である。It is an example of arrangement of sensor devices according to each embodiment. 第１の実施形態に係るセンサデバイスの概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of a sensor device according to a first embodiment; FIG. 第１の実施形態に係るセンサデバイスの縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a sensor device according to a first embodiment; FIG. 第１の実施形態に係るセンサデバイスを上斜めの位置から見た図である。It is the figure which looked at the sensor device which concerns on 1st Embodiment from the upper diagonal position. 第１の実施形態に係るセンサデバイスを横から見た概略図である。It is the schematic which looked at the sensor device which concerns on 1st Embodiment from the side. 第１の実施形態の変形例に係るセンサデバイスを横から見た概略図である。It is the schematic which looked at the sensor device which concerns on the modification of 1st Embodiment from the side. 第１の実施形態に係るセンサの概略縦断面図である。1 is a schematic longitudinal sectional view of a sensor according to a first embodiment; FIG. 第１の実施形態に係る情報処理装置の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing the configuration of an information processing apparatus according to a first embodiment; FIG. 第２の実施形態に係るセンサデバイスの概略斜視図である。FIG. 5 is a schematic perspective view of a sensor device according to a second embodiment; 第２の実施形態に係るセンサデバイスの縦断面図である。FIG. 10 is a vertical cross-sectional view of a sensor device according to a second embodiment; 第２の実施形態に係るデバイスの断面図の一例である。FIG. 10 is an example of a cross-sectional view of a device according to a second embodiment; 本実施形態に係るデバイスを用いた観察システムを模式的に示す電気ブロック図である。It is an electric block diagram which shows typically the observation system using the device which concerns on this embodiment. デバイスの載置部の上方に観察対象が配置された様子を示す上面図である。FIG. 4 is a top view showing a state in which an observation target is arranged above the placement section of the device; 取得される顕微画像と、温度、湿度、二酸化炭素濃度の時系列変化を表す模式図である。1 is a schematic diagram showing acquired microscopic images and time-series changes in temperature, humidity, and carbon dioxide concentration. FIG. 第２の実施形態の変形例に係るセンサデバイスの概略縦断面図である。FIG. 11 is a schematic vertical cross-sectional view of a sensor device according to a modification of the second embodiment; 第３の実施形態に係るセンサデバイスの概略斜視図である。FIG. 11 is a schematic perspective view of a sensor device according to a third embodiment;

以下、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。 Hereinafter, each embodiment will be described with reference to the drawings. However, more detailed description than necessary may be omitted. For example, detailed descriptions of well-known matters and redundant descriptions of substantially the same configurations may be omitted. This is to avoid unnecessary verbosity in the following description and to facilitate understanding by those skilled in the art.

インキュベータ内部では、内部における位置によって環境情報（例えば、温度、湿度または二酸化炭素濃度など）が異なっている可能性がある。インキュベータ内部で位置によって環境情報が異なる場合、細胞が成長しやすい位置と、細胞が成長しにくい位置ができてしまい、インキュベータ内部での位置によって細胞の生育度合いに差ができてしまう。また各位置での生育速度や、それぞれの位置の間での生育速度の差を予測できないという問題がある。これに対して、インキュベータ内部の培養用容器（例えば、ディッシュまたはシャーレ）の位置それぞれについて環境情報を取得するのが難しいという問題がある。 Inside the incubator, environmental information (eg, temperature, humidity, or carbon dioxide concentration, etc.) may differ depending on the location within the incubator. If environmental information differs depending on the position inside the incubator, there will be a position where cells grow easily and a position where cells do not grow easily, resulting in a difference in the degree of cell growth depending on the position inside the incubator. In addition, there is a problem that the growth rate at each position and the difference in growth rate between each position cannot be predicted. On the other hand, there is a problem that it is difficult to acquire environmental information for each position of the culture vessel (for example, dish or petri dish) inside the incubator.

本実施形態の一態様では、上記問題に鑑みてなされたものであり、インキュベータ内部の培養用容器のそれぞれの位置において環境情報を取得することを可能とするセンサデバイス及びセンシングシステムを提供することを目的とする。 One aspect of the present embodiment has been made in view of the above problem, and aims to provide a sensor device and a sensing system capable of acquiring environmental information at each position of a culture vessel inside an incubator. aim.

また各位置における環境情報（例えば、温度、湿度または二酸化炭素濃度など）によって、細胞の状態が変化することが考えられるが、各位置における環境状態と細胞の状態の因果関係を把握することが難しいという問題もある。 In addition, environmental information (e.g., temperature, humidity, carbon dioxide concentration, etc.) at each location may change the state of the cells, but it is difficult to understand the causal relationship between the environmental conditions at each location and the state of the cells. There is also the problem of

本実施形態の別の一態様では、各位置における環境状態と細胞の状態の因果関係を把握することを可能とするセンサデバイス及びセンシングシステムを提供することを目的とする。 Another aspect of the present embodiment aims to provide a sensor device and a sensing system that make it possible to grasp the causal relationship between the environmental state and the cell state at each position.

まず、はじめに各実施形態に共通する構成について説明する。図１は、各実施形態に係るセンサシステムの一例の概略構成図である。図１に示すように、センサシステムＳは、センサデバイス１－１、１－２、１－３、センサデバイス１－１、１－２、１－３と通信可能な情報処理装置６、情報処理装置６に接続された表示装置７を備える。センサデバイス１－１、１－２、１－３と情報処理装置６との通信は有線であっても無線であってもよい。情報処理装置６は例えば、パソコン、ノートパソコン、携帯端末、またはタブレットなどである。 First, the configuration common to each embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of a sensor system according to each embodiment. As shown in FIG. 1, the sensor system S includes sensor devices 1-1, 1-2 and 1-3, an information processing device 6 capable of communicating with the sensor devices 1-1, 1-2 and 1-3, an information processing It comprises a display device 7 connected to the device 6 . Communication between the sensor devices 1-1, 1-2, 1-3 and the information processing apparatus 6 may be wired or wireless. The information processing device 6 is, for example, a personal computer, a notebook computer, a mobile terminal, or a tablet.

図２は、各実施形態に係るセンサデバイスの配置の一例である。図２に示すように、センサデバイス１－１、１－２、１－３は、インキュベータ１００の内部に設けられている。インキュベータ１００の内部には棚１０１と棚１０２が設けられている。センサデバイス１－１は一例として、対象物である棚１０１に対して取り外し可能に取り付けられている。培養用容器の一例であるシャーレ２がセンサデバイス１－１の上に設けられている。センサデバイス１－２は一例として、インキュベータの内側面に取り外し可能に取り付けられている。センサデバイス１－３は一例として、インキュベータの内天面に取り外し可能に取り付けられている。以下、センサデバイス１－１～１－３を総称してセンサデバイス１ともいう。 FIG. 2 is an example of arrangement of sensor devices according to each embodiment. As shown in FIG. 2, sensor devices 1-1, 1-2, and 1-3 are provided inside an incubator 100. As shown in FIG. A shelf 101 and a shelf 102 are provided inside the incubator 100 . As an example, the sensor device 1-1 is detachably attached to a shelf 101, which is an object. A petri dish 2, which is an example of a culture container, is provided on the sensor device 1-1. As an example, the sensor device 1-2 is removably attached to the inner surface of the incubator. As an example, the sensor device 1-3 is detachably attached to the inner top surface of the incubator. The sensor devices 1-1 to 1-3 are also collectively referred to as sensor device 1 below.

なお、センサデバイス１－１はシャーレ２の下に設けられているとして説明したが、上に設けられていてもよい。 Although the sensor device 1-1 is provided under the petri dish 2 in the description, it may be provided above it.

＜第１の実施形態＞
図３は、第１の実施形態に係るセンサデバイスの概略斜視図である。図３に示すように、シャーレ２は、上側が解放された円柱状の載置部材２１と、載置部材２１の上側を覆うシャーレカバー２２を有する。センサデバイス１は、載置部材２１の下方に設けられている。 <First embodiment>
FIG. 3 is a schematic perspective view of the sensor device according to the first embodiment. As shown in FIG. 3 , the petri dish 2 has a columnar mounting member 21 with an open upper side and a petri dish cover 22 that covers the upper side of the mounting member 21 . The sensor device 1 is provided below the mounting member 21 .

図４Ａは、第１の実施形態に係るセンサデバイスの縦断面図である。図４Ｂは、第１の実施形態に係るセンサデバイスを上斜めの位置から見た図である。図４Ａに示すように、センサデバイス１は、筐体１０を備え、筐体１０は底板１１を有する。センサデバイス１は、底板１１の裏面側には、対象物に対して取り外し可能に取り付けるための取付部材２０を備える。ここで取付部材２０は例えば、マグネット、吸盤、または両面テープのような接着層である。 4A is a longitudinal sectional view of the sensor device according to the first embodiment; FIG. FIG. 4B is a diagram of the sensor device according to the first embodiment as seen from an oblique position. As shown in FIG. 4A, the sensor device 1 has a housing 10 and the housing 10 has a bottom plate 11 . The sensor device 1 has an attachment member 20 on the back side of the bottom plate 11 for detachably attaching it to an object. Here, the mounting member 20 is, for example, a magnet, a suction cup, or an adhesive layer such as double-sided tape.

図４Ｂに示すように、センサデバイス１は、底板１１の上に設けられた柱部材１２ａ～１２ｆと、柱部材１２ａ～１２ｆの上に設けられた天板１４を備える。天板１４の裏面には基板１５が固定されている。基板１５の下方側の面（裏面ともいう）に、周囲の環境情報（例えば、温度、湿度、または二酸化炭素濃度など）を検出するセンサ１６と、センサ１６によって検出された環境情報を送信する通信モジュール１７が固定されて設けられている。 As shown in FIG. 4B, sensor device 1 includes column members 12a to 12f provided on bottom plate 11 and top plate 14 provided on column members 12a to 12f. A substrate 15 is fixed to the back surface of the top plate 14 . A sensor 16 that detects surrounding environmental information (for example, temperature, humidity, or carbon dioxide concentration) on the lower surface (also referred to as the back surface) of the substrate 15, and communication that transmits the environmental information detected by the sensor 16. A module 17 is fixedly provided.

このように、基板１５は、筐体１０の内天面に固定されており、センサ１６は、筐体の内天面側の面とは反対の基板１５の面に設けられている。通信モジュール１７は、筐体の内天面側の面とは反対の前記基板の面に設けられている。 Thus, the substrate 15 is fixed to the inner top surface of the housing 10, and the sensor 16 is provided on the surface of the substrate 15 opposite to the inner top surface of the housing. The communication module 17 is provided on the surface of the substrate opposite to the inner top surface of the housing.

図５Ａは、第１の実施形態に係るセンサデバイスを横から見た概略図である。図４及び図５Ａに示すように、柱部材１２ａ～１２ｆ同士の間には、空間が設けられている。これによって、柱部材１２ａ～１２ｆ同士の間に、空気が通ることができる。 FIG. 5A is a schematic side view of the sensor device according to the first embodiment. As shown in FIGS. 4 and 5A, spaces are provided between the column members 12a to 12f. This allows air to pass between the column members 12a to 12f.

なお、センサデバイスの外観は、これに限ったわけではない。図５Ｂは、第１の実施形態の変形例に係るセンサデバイスを横から見た概略図である。図５Ｂに示すように、リング状の側板１８に空気を通すために貫通孔１９が設けられていてもよい。 Note that the appearance of the sensor device is not limited to this. 5B is a schematic side view of a sensor device according to a modification of the first embodiment; FIG. As shown in FIG. 5B, a through-hole 19 may be provided in the ring-shaped side plate 18 to allow air to pass therethrough.

図６は、第１の実施形態に係るセンサの概略縦断面図である。図６に示すように、センサ１６は、筐体の一部を構成する底板１６１と、筐体の一部を構成する天板１６２と、底板１６１に固定されたセンサ本体１６３を備える。更に筐体１０の一方の側面側に羽根部材１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃが設けられ、筐体１０の他方の側面側に羽根部材１６５ａ、１６５ｂ、１６５ｃが設けられている。
このように、センサ１６は筐体１０に少なくとも一部が覆われており、当該筐体１０の少なくとも一面のパネルには、複数の開口が形成されるように、少なくとも一つの羽根部材１６４ａが設けられている。 FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view of the sensor according to the first embodiment. As shown in FIG. 6 , the sensor 16 includes a bottom plate 161 forming part of the housing, a top plate 162 forming part of the housing, and a sensor main body 163 fixed to the bottom plate 161 . Further, blade members 164a, 164b, 164c are provided on one side surface of the housing 10, and blade members 165a, 165b, 165c are provided on the other side surface of the housing 10. FIG.
Thus, the sensor 16 is at least partially covered by the housing 10, and at least one panel of the housing 10 is provided with at least one blade member 164a so as to form a plurality of openings. It is

センサ本体１６３には、センサ１６の検出面１６３１が設けられており、このセンサの検出面１６３１が下方に向くように当該センサが前記基板に設置されている。なお、これに限らず、センサの検出面１６３１が横向きに設けられていてもよい。
このように、センサ１６の検出面１６３１が横向きまたは下向きに向くように当該センサ１６が基板１５に設置されている。これにより、インキュベータ内部において、センサ１６の検出面１６３１に付いた水滴が自動的に流れ落ちるので、センサによる環境情報の検出精度を維持することができる。 The sensor main body 163 is provided with a detection surface 1631 of the sensor 16, and the sensor is installed on the substrate so that the detection surface 1631 of the sensor faces downward. Note that the detection surface 1631 of the sensor is not limited to this, and may be provided sideways.
In this manner, the sensor 16 is installed on the substrate 15 so that the detection surface 1631 of the sensor 16 faces sideways or downward. As a result, the water droplets attached to the detection surface 1631 of the sensor 16 automatically flow down inside the incubator, so the environmental information detection accuracy of the sensor can be maintained.

図７は、第１の実施形態に係る情報処理装置の構成を示す概略図である。図７に示すように、情報処理装置６は、入力インタフェース６１、通信モジュール６２、ストレージ６３、メモリ６４、出力インタフェース６５、プロセッサ６６を備える。
入力インタフェース６１は、ユーザからの入力を受け付ける。通信モジュール６２は、センサデバイス１－１、１－２、１－３と通信する。この通信は有線であっても無線であってもよい。ストレージ６３は、プロセッサ６６が読み出して実行するためのプログラムが格納されている。メモリ６４は一時的にデータが格納される。出力インタフェース６５
は、表示装置７と接続されており、プロセッサ６６によって映像信号が出力される。プロセッサ６６は、通信モジュール６２で受信した環境情報をストレージ６３に蓄積する。 FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the information processing apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 7, the information processing device 6 includes an input interface 61, a communication module 62, a storage 63, a memory 64, an output interface 65, and a processor 66.
The input interface 61 receives input from the user. The communication module 62 communicates with the sensor devices 1-1, 1-2, 1-3. This communication may be wired or wireless. The storage 63 stores programs for the processor 66 to read and execute. The memory 64 temporarily stores data. Output interface 65
is connected to the display device 7 and a video signal is output by the processor 66 . The processor 66 accumulates the environment information received by the communication module 62 in the storage 63 .

以上、第１の実施形態に係るセンサデバイス１は、インキュベータ内で使用されるセンサデバイスであって、周囲の環境情報を検出するセンサ１６と、センサ１６が設けられた基板１５と、対象物に対して取り外し可能に取り付けるための取付部材２０と、センサ１６によって検出された環境情報を送信する通信モジュール１７と、を備える。これにより、インキュベータ内における各位置での環境情報を取得することができる。 As described above, the sensor device 1 according to the first embodiment is a sensor device used in an incubator, and includes a sensor 16 for detecting surrounding environmental information, a substrate 15 provided with the sensor 16, and an object. and a communication module 17 for transmitting environmental information detected by the sensor 16 . This makes it possible to acquire environmental information at each position within the incubator.

また第１の実施形態に係るセンシングシステムＳは、インキュベータにセンサデバイス１が複数設けられており、このセンシングシステムＳは、複数のセンサデバイス１によって検出された環境情報を取得する情報処理装置６を備える。これにより、インキュベータ内における各位置での環境情報を取得することができる。 Further, the sensing system S according to the first embodiment is provided with a plurality of sensor devices 1 in an incubator, and the sensing system S includes an information processing device 6 that acquires environmental information detected by the plurality of sensor devices 1. Prepare. This makes it possible to acquire environmental information at each position within the incubator.

＜第２の実施形態＞
続いて第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態と比べて、培養用容器内の観察対象を下から撮像可能なように設けられた光電変換素子を更に備える点が異なっており、通信モジュールは、環境情報に加えて更に前記光電変換素子で得られた画像信号を送信する。 <Second embodiment>
Next, a second embodiment will be described. The second embodiment differs from the first embodiment in that it further includes a photoelectric conversion element that is provided so as to be able to image the observation target in the culture vessel from below. In addition to environmental information, image signals obtained by the photoelectric conversion elements are also transmitted.

図８は、第２の実施形態に係るセンサデバイスの概略斜視図である。図９は、第２の実施形態に係るセンサデバイスの縦断面図である。図８に示すように、センサデバイス１ｂの上に載置部材２１が設けられている。またシャーレカバー２２の上に配置するための照明デバイス３が設けられている。照明デバイス３は、円盤状の基板３１と基板３１に設けられた光源３２を有する。光源３２は例えばＬＥＤである。図９に示すように、基板３１のシャーレカバー２２側の面側において、基板３１に設けられた窪みに光源３２が埋め込まれて固定されていてもよい。これにより、基板３１をシャーレカバー２２の上に置いたときに、光源３２によって基板３１がシャーレカバー２２の表面から浮くことを防止することができる。 FIG. 8 is a schematic perspective view of the sensor device according to the second embodiment. FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the sensor device according to the second embodiment. As shown in FIG. 8, a mounting member 21 is provided on the sensor device 1b. A lighting device 3 is also provided for placement on the petri dish cover 22 . The illumination device 3 has a disk-shaped substrate 31 and a light source 32 provided on the substrate 31 . The light source 32 is, for example, an LED. As shown in FIG. 9, the light source 32 may be embedded and fixed in a depression provided in the substrate 31 on the side of the substrate 31 on the petri dish cover 22 side. Accordingly, when the substrate 31 is placed on the petri dish cover 22 , the light source 32 can prevent the substrate 31 from floating from the surface of the petri dish cover 22 .

図９に示すように、第２の実施形態に係るセンサデバイス１ｂは、図４の第１の実施形態に係るセンサデバイスに比べて、筐体１０ｂを構成する天板１４の上に、切り欠きが形成されている基板４と、基板４に形成された切り欠きに設けられた複数の光電変換素子を含むデバイス５とを備える。このような構成により、光源３２は、デバイス５に向かって光を照射可能である。ここでデバイス５は、マイクロイメージングデバイス（Micro Imaging Device：ＭＩＤ）ともいう。 As shown in FIG. 9, the sensor device 1b according to the second embodiment has a notch on the top plate 14 that constitutes the housing 10b, compared to the sensor device according to the first embodiment shown in FIG. and a device 5 including a plurality of photoelectric conversion elements provided in notches formed in the substrate 4 . With such a configuration, the light source 32 can emit light toward the device 5 . Here, the device 5 is also called a micro imaging device (MID).

更に、基板１５の下方側の面（裏面）には、光電変換素子で得られた画像信号に対して信号処理を施すロジック回路部２００が固定されて設けられている。すなわち、ロジック回路部２００は、筐体の内天面側の面とは反対の基板１５の面に設けられている。
このように、基板１５及びセンサ１６を収容する筐体は、光電変換素子の下方に設けられており、光電変換素子で得られた画像信号に対して信号処理を施すロジック回路部２００を備える。 Furthermore, a logic circuit section 200 for performing signal processing on image signals obtained by photoelectric conversion elements is fixedly provided on the lower surface (rear surface) of the substrate 15 . That is, the logic circuit section 200 is provided on the surface of the substrate 15 opposite to the surface on the inner top surface side of the housing.
As described above, the housing that accommodates the substrate 15 and the sensor 16 is provided below the photoelectric conversion elements, and includes the logic circuit section 200 that performs signal processing on image signals obtained by the photoelectric conversion elements.

図１０は、第２の実施形態に係るデバイスの断面図の一例である。図１０に示すように、デバイス５は、固体撮像装置５１と、撮影対象を配置することができる載置部５２と、を具備する。固体撮像装置５１は、光を集光するマイクロレンズ５３、およびマイクロレンズ５３により集光される光を受光する受光部、を含む画素５４が、所定の間隔で複数個配列されることにより構成されるセンサ部を有するものである。以下に、この固体撮像装置５１について具体的に説明する。 FIG. 10 is an example of a cross-sectional view of a device according to the second embodiment. As shown in FIG. 10, the device 5 includes a solid-state imaging device 51 and a mounting section 52 on which an object to be photographed can be placed. The solid-state imaging device 51 is configured by arranging a plurality of pixels 54 each including a microlens 53 for condensing light and a light receiving portion for receiving the light condensed by the microlens 53 at predetermined intervals. It has a sensor unit that The solid-state imaging device 51 will be specifically described below.

図１０に示す固体撮像装置５１において、例えばシリコン等からなる半導体基板５５には、複数の不純物層である複数のフォトダイオード層５６が、配列形成されている。本実施形態においては、例えばフォトダイオード層５６が受光部となるが、受光部は、入射される光を受光して光電変換することができる光電変換素子であればよく、必ずしもフォトダイオード層５６である必要はない。 In the solid-state imaging device 51 shown in FIG. 10, a plurality of photodiode layers 56, which are a plurality of impurity layers, are arranged in a semiconductor substrate 55 made of silicon or the like. In the present embodiment, for example, the photodiode layer 56 serves as a light receiving portion. It doesn't have to be.

また、複数のフォトダイオード層５６が設けられた半導体基板５５の表面上には、中間層５７が設けられており、中間層５７の表面上には、複数のマイクロレンズ５３が、配列された複数のフォトダイオード層５６の位置に対応して、配列形成されている。マイクロレンズ５３は、フォトダイオード層５６を基準に所定の視野角に収まるように入射した光の進行角度を制御する視野角制御層の一例である。 An intermediate layer 57 is provided on the surface of the semiconductor substrate 55 on which the plurality of photodiode layers 56 are provided. are arranged in correspondence with the positions of the photodiode layers 56 of . The microlens 53 is an example of a viewing angle control layer that controls the traveling angle of incident light so that it falls within a predetermined viewing angle with respect to the photodiode layer 56 .

なお、中間層５７は、例えばカラーフィルタ層等のような波長選択層、中間層の表面上を平坦にするための平坦化層等である。 Note that the intermediate layer 57 is, for example, a wavelength selection layer such as a color filter layer, a flattening layer for flattening the surface of the intermediate layer, or the like.

このような固体撮像装置５１は、フォトダイオード層５６と、このフォトダイオード層５６に光を集光するためのマイクロレンズ５３と、を含む画素５４を複数個有している。固体撮像装置５１において、複数の画素５４を所定の間隔で配列することによりセンサ部が構成されている。 Such a solid-state imaging device 51 has a plurality of pixels 54 each including a photodiode layer 56 and a microlens 53 for condensing light onto the photodiode layer 56 . In the solid-state imaging device 51, a sensor section is configured by arranging a plurality of pixels 54 at predetermined intervals.

このようなデバイス５は、光源３２下に配置された状態で載置部５２に観察対象を配置し、具体的には、光源３２下に配置された状態で載置部５２の表面上あるいは内部に観察対象を配置し、このように配置された観察対象を固体撮像装置５１において撮影することにより、観察対象を観察することができるものである。なお、ここでは一例として光源３２は、観察対象をより詳細に撮影するために設けられた撮影専用の光源であるとして説明するが、例えばデバイス５が配置されるインキュベータ内の光源等であってもよい。 In such a device 5, an object to be observed is placed on the placement section 52 while being placed under the light source 32. By arranging an observation target in the 2nd direction and taking an image of the observation target arranged in this manner with the solid-state imaging device 51, the observation target can be observed. Here, as an example, the light source 32 is described as a light source dedicated to photographing provided for photographing the observation target in more detail. good.

図１１は、本実施形態に係るデバイスを用いた観察システムを模式的に示す電気ブロック図である。図１１に示す観察システムは、デバイス５のフォトダイオード層５６、信号処理回路であるロジック回路部２００、および情報処理装置６、表示装置７によって構成される。 FIG. 11 is an electrical block diagram schematically showing an observation system using the device according to this embodiment. The observation system shown in FIG. 11 is composed of the photodiode layer 56 of the device 5 , the logic circuit section 200 as a signal processing circuit, the information processing device 6 and the display device 7 .

ロジック回路部２００は、デバイス５により得られた電圧信号（ｒａｗｄａｔａ）に対して色補正（ホワイトバランス、カラーマトリクス）、ノイズ補正（ノイズリダクション、傷補正）、画質補正（エッジ強調、ガンマ補正）等の所定の信号処理を施し、信号処理された電圧信号を画像信号として出力する。本実施形態においては、デバイス５に、像を結像するためのレンズや拡大縮小を目的とするレンズ等の光学レンズ系を含まないため、ロジック回路部２００には、このようなレンズ収差の補正やシェーディング補正するための補正回路は含まれていない。 The logic circuit unit 200 performs color correction (white balance, color matrix), noise correction (noise reduction, flaw correction), and image quality correction (edge enhancement, gamma correction) on the voltage signal (raw data) obtained by the device 5. and other predetermined signal processing, and output the signal-processed voltage signal as an image signal. In the present embodiment, since the device 5 does not include an optical lens system such as a lens for forming an image or a lens for scaling, the logic circuit section 200 does not include correction for such lens aberration. and does not include a correction circuit for shading correction.

ここでは一例として、ロジック回路部２００は、固体撮像装置５１とは別基板に設けられた、固体撮像装置５１とは別部品あるものとして説明したが、これに限ったものではない。例えば画素５４が配列された領域であるセンサ部の周囲の半導体基板５５に設けることによって固体撮像装置５１に内蔵させてもよい。 Here, as an example, the logic circuit section 200 is provided on a substrate separate from the solid-state imaging device 51, and is a component separate from the solid-state imaging device 51. However, the logic circuit section 200 is not limited to this. For example, it may be incorporated in the solid-state imaging device 51 by providing it on the semiconductor substrate 55 around the sensor section, which is the area where the pixels 54 are arranged.

次に、情報処理装置６はロジック回路部２００から通信モジュール１７を介して画像信号を受信する。表示装置７は、例えばディスプレイ装置であり、この画像信号に基づいて観察対象の画像を形成し、表示する。表示装置７は、載置部材２１の内底に配置された観察対象の全体を一度に表示することができる。 Next, the information processing device 6 receives the image signal from the logic circuit section 200 via the communication module 17 . The display device 7 is, for example, a display device, and forms and displays an image of an observation target based on this image signal. The display device 7 can display the entire observation target placed on the inner bottom of the mounting member 21 at once.

図１２は、デバイスの載置部の上方に観察対象が配置された様子を示す上面図である。図１２では、載置部材２１の内底に配置された観察対象物８１（例えば細胞）が配置されたものとする。本実施例においては、例えば画素５４の間隔Ｐが１μｍ、マイクロレンズ５３の視野角θが１０ｄｅｇ、固体撮像装置５１内に１０００個×１０００個の画素５４が形成された１０Ｍセンサを有するデバイス５０の載置部５２の上方、すなわち載置部材の内底に、１０００μｍの観察対象物８１が配置されたものとする。なお、図１２においては、固体撮像装置５１内に配置される画素５４の数については省略している。また、図１２に示すセンサ部５２は、この周囲に設けられたワイヤー８３により、例えばロジック回路部２００が設けられた基板８４に電気的に接続されている。 FIG. 12 is a top view showing a state in which an observation target is arranged above the mounting portion of the device. In FIG. 12, it is assumed that an observation object 81 (for example, a cell) is arranged on the inner bottom of the mounting member 21 . In this embodiment, for example, the device 50 has a 10M sensor in which the interval P between the pixels 54 is 1 μm, the viewing angle θ of the microlens 53 is 10 deg, and 1000×1000 pixels 54 are formed in the solid-state imaging device 51. It is assumed that an observed object 81 of 1000 μm is arranged above the mounting portion 52, that is, on the inner bottom of the mounting member. 12, the number of pixels 54 arranged in the solid-state imaging device 51 is omitted. Also, the sensor section 52 shown in FIG. 12 is electrically connected to a substrate 84 on which, for example, the logic circuit section 200 is provided, by wires 83 provided around the sensor section 52 .

図１３は、取得される顕微画像と、温度、湿度、二酸化炭素濃度の時系列変化を表す模式図である。図１３において、横軸が時間で縦軸が温度、湿度または二酸化炭素濃度の値を示す。このように時系列で、温度、湿度、二酸化炭素濃度等の環境情報だけでなく、顕微画像が得られる。 FIG. 13 is a schematic diagram showing acquired microscopic images and chronological changes in temperature, humidity, and carbon dioxide concentration. In FIG. 13, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents temperature, humidity or carbon dioxide concentration. In this manner, not only environmental information such as temperature, humidity, and carbon dioxide concentration, but also microscopic images can be obtained in chronological order.

なお、センサデバイスは、特許文献２の蛍光検出器の構成を含むように構成して、例えば図１４のように構成されてもよい。図１４は、第２の実施形態の変形例に係るセンサデバイスの概略縦断面図である。図１４に示すように、載置部材２１には一例として略円状の空洞が設けられている。透明部材２３は、載置部材２１の空洞を覆うように載置部材２１の裏面に固定されており、光を透過させるものであり、例えばガラスである。例えば透明部材２３の上に観察対象物Ｔが載置される。観察対象物Ｔは、例えば細胞である。 Note that the sensor device may be configured to include the configuration of the fluorescence detector disclosed in Patent Document 2, and configured as shown in FIG. 14, for example. FIG. 14 is a schematic longitudinal sectional view of a sensor device according to a modification of the second embodiment; As shown in FIG. 14, the mounting member 21 is provided with a substantially circular cavity as an example. The transparent member 23 is fixed to the rear surface of the mounting member 21 so as to cover the cavity of the mounting member 21, and is made of glass, for example, to transmit light. For example, an observation target T is placed on the transparent member 23 . Observation target T is, for example, a cell.

図１４において、センサデバイス１ｃは、観察対象物Ｔは光源からの励起光によって散乱された散乱光Ｌ２を検出（いわゆる透過光観察）してもよいし、観察対象物Ｔに蛍光物質が含まれている場合には、励起光Ｌ１によって励起されて発する蛍光Ｌ２を検出（いわゆる蛍光観察）してもよい。透過光観察する場合には、後述するフィルタ２５がなくてよい。以下、蛍光観察する場合の構成について説明する。 In FIG. 14, the sensor device 1c may detect the scattered light L2 scattered by the excitation light from the light source of the observation object T (so-called transmitted light observation), or the observation object T may include a fluorescent substance. In this case, the fluorescence L2 emitted by being excited by the excitation light L1 may be detected (so-called fluorescence observation). For transmitted light observation, the filter 25, which will be described later, may be omitted. The configuration for fluorescence observation will be described below.

図１４に示すように、センサデバイス１ｃは、デバイス５ｃを備える。このデバイス５ｃは、第１の光学系２４と、フィルタ２５と、第２の光学系２６と、半導体基板５５と、半導体基板５５の上面に設けられた複数のフォトダイオード層５６とを備える。複数のフォトダイオード層５６が設けられた半導体基板５５の表面上には、中間層５７が設けられており、中間層５７の表面上には、複数のマイクロレンズ５３が、配列された複数のフォトダイオード層５６の位置に対応して、配列形成されている。本実施形態においては、例えばフォトダイオード層５６が受光部となるが、受光部は、入射される光を受光して光電変換することができる光電変換素子であればよく、必ずしもフォトダイオード層５６である必要はない。 As shown in FIG. 14, the sensor device 1c comprises a device 5c. The device 5 c includes a first optical system 24 , a filter 25 , a second optical system 26 , a semiconductor substrate 55 and a plurality of photodiode layers 56 provided on the upper surface of the semiconductor substrate 55 . An intermediate layer 57 is provided on the surface of a semiconductor substrate 55 on which a plurality of photodiode layers 56 are provided. They are arranged in correspondence with the positions of the diode layers 56 . In the present embodiment, for example, the photodiode layer 56 serves as a light receiving portion. It doesn't have to be.

透過光観察の場合、観察対象物Ｔは光源からの透過光によって散乱された散乱光Ｌ２を発する。第１の光学系２４は、散乱光Ｌ２と一部の透過光Ｌ３を含む複数の光を光制御する。
一方、蛍光観察の場合、観察対象物Ｔに含まれる蛍光物質は光源からの励起光によって励起され蛍光Ｌ２を発する。第１の光学系２４は、この蛍光Ｌ２と一部の励起光Ｌ３を含む複数の光を光制御する。ここで光制御には、光の進行角度の制御（集光を含む）、導光またはこれらの組み合わせである。本実施形態では導光の例について説明する。一部の励起光Ｌ３は、観察対象の周りを通過した光である。 In the case of transmitted light observation, the observation target T emits scattered light L2 scattered by the transmitted light from the light source. The first optical system 24 optically controls a plurality of lights including the scattered light L2 and a part of the transmitted light L3.
On the other hand, in the case of fluorescence observation, the fluorescent substance contained in the observed object T is excited by the excitation light from the light source and emits fluorescence L2. The first optical system 24 optically controls a plurality of lights including this fluorescence L2 and a part of the excitation light L3. Here, light control is control of the angle of travel of light (including condensing), light guiding, or a combination thereof. In this embodiment, an example of light guide will be described. A portion of the excitation light L3 is light that has passed around the observation target.

一態様における第１の光学系２４は、複数のセルフォックレンズ２４１を有し、当該複数のセルフォックレンズ２４１により複数の光を導光する。この構成によれば、セルフォックレンズ２４１で導光することにより、球面レンズと異なりレンズの多層化が不要で、コンパクト化、低コスト化が可能となり、全幅にわたり均等な像と光量を得ることができる。 The first optical system 24 in one aspect has a plurality of SELFOC lenses 241 and guides a plurality of lights by the plurality of SELFOC lenses 241 . According to this configuration, light is guided by the SELFOC lens 241. Unlike a spherical lens, multi-layering of the lens is not required. Compactness and cost reduction are possible, and a uniform image and light quantity can be obtained over the entire width. can.

一態様における第１の光学系２４は、第１の光学系２４の観察対象物側の端部と観察対象物Ｔとの間の距離が設定距離（例えば、１ｍｍ）以上離れるように、第１の光学系２４の観察対象側の焦点距離が設定されている。ここでは、具体的にはセルフォックレンズ２４１の観察対象物側の端部と観察対象物Ｔとの間の距離が設定距離（例えば、１ｍｍ）以上離れるように、セルフォックレンズ２４１の観察対象物側の焦点距離が設定されている。 In one aspect, the first optical system 24 is arranged such that the distance between the end of the first optical system 24 on the observation object side and the observation object T is a set distance (for example, 1 mm) or more. , the focal length of the optical system 24 on the observation target side is set. Here, specifically, the observation object of the SELFOC lens 241 is set so that the distance between the end of the SELFOC lens 241 on the observation object side and the observation object T is a set distance (for example, 1 mm) or more. side focal length is set.

この構成によれば、観察対象物Ｔが垂直方向に厚みがあったとしても、手動または機械的にデバイス５ｃ全体を設定距離（例えば、１ｍｍ）の範囲で光電変換素子９の入射面に対して略垂直方向（図１４のｚ方向）に移動させることができるので、観察対象Ｔの厚み方向に観察することができる。 According to this configuration, even if the observation object T has a thickness in the vertical direction, the entire device 5c is manually or mechanically moved with respect to the incident surface of the photoelectric conversion element 9 within a set distance (for example, 1 mm). Since it can be moved in a substantially vertical direction (the z-direction in FIG. 14), the observation target T can be observed in the thickness direction.

フィルタ２５は、第１の光学系２４によって光制御された複数の光のうち、励起光の波長帯域の光の強度を低減する。本実施形態に係るフィルタ２５は一例として光学特性に入射角度依存性があり、例えば誘電体多層膜フィルタである。ここで光学特性の入射角度依存性は例えば、入射光の入射角度の増加に伴い透過帯が短波長側に移動する特性である。ここで入射光の入射角度は、入射光とフィルタ２５の法線とがなす角度である。また誘電体多層膜フィルタは、基板表面にフィルタとして機能する誘電体多層膜を蒸着したタイプである。誘電体多層膜フィルタは、光の干渉効果により波長を選択的に取り出すことができる。分光透過特性のグラフにおいて、パス／カットの急激な立ち上がり（或いは立ち下がり）を示すのが誘電体多層膜フィルタの特長である。 The filter 25 reduces the intensity of light in the wavelength band of the excitation light among the plurality of lights optically controlled by the first optical system 24 . As an example, the filter 25 according to this embodiment has an incident angle dependency in optical characteristics, and is, for example, a dielectric multilayer filter. Here, the incident angle dependency of optical characteristics is, for example, the characteristic that the transmission band shifts to the short wavelength side as the incident angle of incident light increases. Here, the incident angle of incident light is the angle formed by the incident light and the normal line of the filter 25 . A dielectric multilayer filter is a type in which a dielectric multilayer film that functions as a filter is vapor-deposited on the surface of a substrate. A dielectric multilayer filter can selectively extract wavelengths by the interference effect of light. A feature of the dielectric multilayer filter is that it shows a sharp rise (or fall) of pass/cut in the graph of spectral transmission characteristics.

なおフィルタ２５は、電気的または機械的に透過、吸収、反射のうち少なくとも一つの波長特性が制御可能であってもよい。例えばフィルタ２５は液晶チューナブル、またはファブリペローである。液晶チューナブルは電気的に透過波長を変更することが可能であり、ファブリペローは機械的に透過波長を変更することが可能である。 Note that the filter 25 may be electrically or mechanically controllable in at least one wavelength characteristic of transmission, absorption, and reflection. For example, filter 25 is a liquid crystal tunable, or Fabry-Perot. A liquid crystal tunable can change the transmission wavelength electrically, and a Fabry-Perot can change the transmission wavelength mechanically.

第２の光学系２６は、フィルタ２５を通過した後の複数の光を光制御する。なお、第２の光学系２６は、光の進行角度の制御（集光を含む）あるいは導光を組み合わせて実現してもよい。本実施形態では導光の例について説明する。フォトダイオード層５６は第２の光学系２６によって光制御された複数の光を電気に変換する。 A second optical system 26 optically controls a plurality of lights after passing through the filter 25 . The second optical system 26 may be realized by combining control of the angle of travel of light (including condensing) or guiding of light. In this embodiment, an example of light guide will be described. The photodiode layer 56 converts a plurality of lights optically controlled by the second optical system 26 into electricity.

駆動部５８は、デバイス５ｃ全体を垂直方向（図１のｚ方向）に移動させるものである。すなわち、駆動部５８は、第１の光学系２４、フィルタ２５、第２の光学系２６及びフォトダイオード層５６を、それぞれの相対位置関係を保ったままフォトダイオード層５６の入射面に対して略垂直方向に移動させる。駆動部５８は例えばカメラフォーカス用に用いられているアクチュエータであってもよいし、ボイスコイル方式であってもよいし、ピエゾ方式であってもよいし、人工筋肉方式であってもよい。 The drive unit 58 moves the entire device 5c in the vertical direction (z direction in FIG. 1). That is, the driving unit 58 moves the first optical system 24, the filter 25, the second optical system 26, and the photodiode layer 56 approximately with respect to the incident surface of the photodiode layer 56 while maintaining their relative positional relationships. Move vertically. The drive unit 58 may be, for example, an actuator used for camera focusing, a voice coil system, a piezo system, or an artificial muscle system.

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態では、マルチウェルプレートを対象としており、複数の光源が設けられ、センサデバイスが複数のデバイス５を備える点が異なっている。ここではマルチウェルプレートの一例として６つのウェルを有するマルチウェルディッシュを対象として説明する。図１５は、第３の実施形態に係るセンサデバイスの概略斜視図である。図１５に示すように、マルチウェルプレート１２１の下にセンサデバイス１ｄが設けられる。 <Third Embodiment>
The third embodiment is directed to a multiwell plate and differs in that multiple light sources are provided and the sensor device comprises multiple devices 5 . Here, a multiwell dish having six wells will be described as an example of the multiwell plate. FIG. 15 is a schematic perspective view of a sensor device according to a third embodiment; As shown in FIG. 15, a sensor device 1d is provided under the multiwell plate 121. As shown in FIG.

センサデバイス１ｄには、切り欠きが形成されている基板７１と、基板７１に形成された切り欠きに設けられた複数の光電変換素子を含むデバイス５とを備える。デバイス５それぞれは、マルチウェルプレートに設けられたウェルそれぞれに対応する水平位置に設けられている。 The sensor device 1 d includes a substrate 71 having cutouts and a device 5 including a plurality of photoelectric conversion elements provided in the cutouts formed in the substrate 71 . Each device 5 is provided in a horizontal position corresponding to each well provided in the multiwell plate.

基板７１には、マルチウェルプレート１２１の両端を挟んで支持するための支持部材７２、７３が設けられている。支持部材７２、７３の一方または両方は例えば弾性体（例えばゴム、具体的には例えばシリコンゴムなど）であってもよい。また支持部材７２、７３全体が弾性体であってもよいし、支持部材７２、７３の基板７１側が弾性体であってもよい。 The substrate 71 is provided with supporting members 72 and 73 for supporting both ends of the multiwell plate 121 therebetween. One or both of the support members 72 and 73 may be, for example, an elastic body (eg, rubber, specifically, silicone rubber, etc.). Further, the entire support members 72 and 73 may be an elastic body, or the substrate 71 side of the support members 72 and 73 may be an elastic body.

基板７１の下側に筐体１０ｄが設けられている。筐体１０ｄの裏面には基板１５が固定されている。基板１５の下方側の面（裏面ともいう）に、周囲の環境情報（例えば、温度、湿度、または二酸化炭素濃度など）を検出するセンサ１６と、センサ１６によって検出された環境情報を送信する通信モジュール１７が固定されて設けられている。更に、基板１５の下方側の面（裏面）には、光電変換素子で得られた画像信号に対して信号処理を施すロジック回路部２００が固定されて設けられている。 A housing 10 d is provided below the substrate 71 . A substrate 15 is fixed to the rear surface of the housing 10d. A sensor 16 that detects surrounding environmental information (for example, temperature, humidity, or carbon dioxide concentration) on the lower surface (also referred to as the back surface) of the substrate 15, and communication that transmits the environmental information detected by the sensor 16. A module 17 is fixedly provided. Further, a logic circuit section 200 for performing signal processing on image signals obtained by photoelectric conversion elements is fixedly provided on the lower surface (rear surface) of the substrate 15 .

筐体１０ｄには、デバイス５及び／またはセンサ１６のオンオフを切り替えるベース側スイッチ７５が設けられていてもよい。
また例えば、筐体１０ｄには、センサ１６、通信モジュール１７及びロジック回路部２００に電力を供給する電源７６（例えば、電池またはバッテリー）が設けられていてもよい。また、センサデバイス１ｄは電源７６の代わりに商用電源に接続されていてもよい。 The housing 10d may be provided with a base-side switch 75 for switching the device 5 and/or the sensor 16 on and off.
Further, for example, the housing 10 d may be provided with a power supply 76 (for example, a battery or battery) that supplies power to the sensor 16 , the communication module 17 and the logic circuit section 200 . Also, the sensor device 1 d may be connected to a commercial power source instead of the power source 76 .

デバイス５それぞれが対応するウェルの対象観察物を観測する。これにより、複数のデバイス５で、異なるウェルの対象観察物（例えば、細胞）を同時に比較できるメリットがある。例えば対象薬剤の効果を試す実験において、一方のウェルは比較（Ｃｏｎｔｒｏｌ）のために対象薬剤投与せず、他方のウェルは対象薬剤を投与したものを比較することができる。 Each device 5 observes a target observation in its corresponding well. This has the advantage of being able to simultaneously compare objects to be observed (for example, cells) in different wells using a plurality of devices 5 . For example, in an experiment to test the effect of a target drug, one well is not administered with the target drug for comparison (Control), and the other well is administered with the target drug.

照明デバイス３ｂは、プレートカバー１２２の上に設けられる。照明デバイス３ｂは、基板３１ｂと、６つの光源３２を備える。光源３２は例えばＬＥＤである。図１５に示すように、基板３１ｂのプレートカバー１２２側の面側において、基板３１ｂに設けられた窪みに光源３２が埋め込まれて固定されていてもよい。これにより、基板３１ｂをプレートカバー１２２の上に置いたときに、光源３２によって基板３１ｂがプレートカバー１２２の表面から浮くことを防止することができる。 A lighting device 3 b is provided on the plate cover 122 . The lighting device 3 b comprises a substrate 31 b and six light sources 32 . The light source 32 is, for example, an LED. As shown in FIG. 15, the light source 32 may be embedded and fixed in a depression provided in the substrate 31b on the side of the substrate 31b on the plate cover 122 side. Accordingly, when the substrate 31b is placed on the plate cover 122, the substrate 31b can be prevented from being lifted from the surface of the plate cover 122 by the light source 32. FIG.

照明デバイス３ｂは例えば、カバー通信モジュール３３、プロセッサ３４、カバー側スイッチ３５を備える。照明デバイス３ｂには例えば、電源３６（例えば、電池またはバッテリー）が設けられていてもよく、電源３６は、光源３２、カバー通信モジュール３３、プロセッサ３４に電力を供給する。電源３６が電池の場合にはボタン電池であってもよい。なお、照明デバイス３ｂは電源３６の代わりに商用電源に接続されていてもよい。 The lighting device 3b includes, for example, a cover communication module 33, a processor 34, and a cover-side switch 35. FIG. The lighting device 3 b may for example be provided with a power source 36 (eg a cell or battery), which powers the light source 32 , the cover communication module 33 and the processor 34 . If the power source 36 is a battery, it may be a button battery. Note that the lighting device 3 b may be connected to a commercial power supply instead of the power supply 36 .

電源７６（例えば、電池またはバッテリー）のもちを伸ばすために、一定間隔で撮影するタイミングで、通信モジュール１７からＬＥＤ点灯指令信号をカバー通信モジュール３３へ有線または無線で送信して、光源３２（ＬＥＤ）を点灯させるようにプロセッサ３４がカバー側スイッチ３５をオンしてもよい。 In order to extend the life of the power supply 76 (for example, a battery or battery), the communication module 17 transmits an LED lighting command signal to the cover communication module 33 by wire or wirelessly at the timing of photographing at regular intervals, and the light source 32 (LED ) may be turned on by the processor 34 to turn on the cover-side switch 35 .

なお、点灯している間だけベース側スイッチ７５をオンしてデバイス５及び環境センサに電力を供給し、画像及び環境情報（例えば湿度、温度等）を取得してもよい。これにより、撮影するときだけ、光源３２（例えばＬＥＤ）、デバイス５及びセンサ１６に電力を供給するので、消費電力を抑えることができる。 Note that the base switch 75 may be turned on only while the light is on to supply power to the device 5 and the environmental sensor to acquire an image and environmental information (eg, humidity, temperature, etc.). As a result, power is supplied to the light source 32 (e.g., LED), the device 5 and the sensor 16 only when photographing, so power consumption can be suppressed.

また通信モジュール１７は、取得された画像及び環境情報を、情報処理装置６へ無線送信してもよい。これにより、インキュベータ内にマルチウェルプレートをおいたまま、リアルタイムで細胞を観察（監視）することができる。遠くに離れた場所（例えば居室、家）でも細胞の様子を監視することができる。なお、センサデバイス１ｄはメモリを備えてもよく、画像及び環境情報は、このメモリ（図示せず）に格納されてもよい。 The communication module 17 may also wirelessly transmit the acquired image and environmental information to the information processing device 6 . As a result, cells can be observed (monitored) in real time while the multiwell plate is kept in the incubator. It is possible to monitor the condition of cells even in a remote place (for example, living room, house). Note that the sensor device 1d may have a memory, and the image and environmental information may be stored in this memory (not shown).

以上、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the present invention at the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriate combinations of the plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be omitted from all components shown in the embodiments. Furthermore, components across different embodiments may be combined as appropriate.

１、１ｂ、１ｃ、１ｄセンサデバイス
１０、１０ｂ、１０ｄ筐体
１００インキュベータ
１１底板
１２１マルチウェルプレート
１２２プレートカバー
１２ａ～１２ｆ柱部材
１４天板
１５基板
１６センサ
１６１底板
１６２天板
１６３センサ本体
１６３１検出面
１６４ａ羽根部材
１６５ａ羽根部材
１７通信モジュール
１８側板
１９貫通孔
２シャーレ
２０取付部材
２００ロジック回路部
２１載置部材
２２シャーレカバー
２３透明部材
２４第１の光学系
２４１セルフォックレンズ
２５フィルタ
２６第２の光学系
３、３ｂ照明デバイス
３１、３１ｂ基板
３２光源
３３カバー通信モジュール
３４プロセッサ
３５カバー側スイッチ
３６電源
４基板
５、５ｃデバイス
５１固体撮像装置
５２載置部
５３マイクロレンズ
５４画素
５５半導体基板
５６フォトダイオード層
５７中間層
５８駆動部 1, 1b, 1c, 1d sensor device 10, 10b, 10d housing 100 incubator 11 bottom plate 121 multiwell plate 122 plate covers 12a to 12f column member 14 top plate 15 substrate 16 sensor 161 bottom plate 162 top plate 163 sensor body 1631 detection surface 164a Blade member 165a Blade member 17 Communication module 18 Side plate 19 Through hole 2 Petri dish 20 Mounting member 200 Logic circuit unit 21 Mounting member 22 Petri dish cover 23 Transparent member 24 First optical system 241 SELFOC lens 25 Filter 26 Second optical system Systems 3, 3b Lighting devices 31, 31b Substrate 32 Light source 33 Cover communication module 34 Processor 35 Cover-side switch 36 Power source 4 Substrates 5, 5c Device 51 Solid-state imaging device 52 Mounting unit 53 Microlens 54 Pixel 55 Semiconductor substrate 56 Photodiode layer 57 Intermediate layer 58 Actuator

Claims

インキュベータ内で使用されるセンサデバイスであって、
周囲の環境情報を検出するセンサと、
センサが設けられた基板と、
前記センサによって検出された環境情報を送信する通信モジュールと、
培養用容器内の観察対象物を下から撮像可能なように設けられた光電変換素子と、
を備え、
前記通信モジュールは、前記環境情報に加えて更に前記光電変換素子で得られた画像信号を送信する
センサデバイス。 A sensor device for use within an incubator, comprising:
a sensor that detects surrounding environmental information;
a substrate provided with a sensor;
a communication module that transmits environmental information detected by the sensor;
a photoelectric conversion element provided so as to be able to image an observation object in the culture vessel from below;
with
The communication module transmits an image signal obtained by the photoelectric conversion element in addition to the environmental information.
sensor device.

前記センサは筐体に少なくとも一部が覆われており
前記筐体の少なくとも一面のパネルには、複数の開口が形成されるように、少なくとも一つの羽根部材が設けられている
請求項１に記載のセンサデバイス。 2. The sensor according to claim 1, wherein at least a portion of said sensor is covered by a housing, and at least one blade member is provided on at least one panel of said housing so as to form a plurality of openings. sensor device.

前記センサの検出面が横向きまたは下方に向くように当該センサが前記基板に設置されている
請求項１または２に記載のセンサデバイス。 The sensor device according to claim 1 or 2, wherein the sensor is installed on the substrate so that the detection surface of the sensor faces sideways or downward.

前記基板及び前記センサを収容する筐体を更に備え、
前記筐体は、前記光電変換素子の下方に設けられている
請求項１に記載のセンサデバイス。 Further comprising a housing that houses the substrate and the sensor,
The sensor device according to claim 1 , wherein the housing is provided below the photoelectric conversion element.

前記光電変換素子で得られた画像信号に対して信号処理を施すロジック回路部を備え、
前記ロジック回路部は、前記筐体の内天面側の面とは反対の前記基板の面に設けられている
請求項１に記載のセンサデバイス。 Equipped with a logic circuit unit that performs signal processing on the image signal obtained by the photoelectric conversion element,
The sensor device according to claim 1 , wherein the logic circuit section is provided on the surface of the substrate opposite to the inner top surface of the housing.

筐体を備え、
前記基板は、前記筐体の内天面に固定されており、
前記センサは、前記筐体の内天面側の面とは反対の前記基板の面に設けられている
請求項１に記載のセンサデバイス。 with a housing,
The substrate is fixed to the inner top surface of the housing,
The sensor device according to claim 1, wherein the sensor is provided on the surface of the substrate opposite to the inner top surface of the housing.

前記通信モジュールは、前記筐体の内天面側の面とは反対の前記基板の面に設けられている
請求項６に記載のセンサデバイス。 7. The sensor device according to claim 6 , wherein the communication module is provided on the surface of the substrate opposite to the inner top surface of the housing.

対象物に対して取り外し可能に取り付けるための取付部材を備える
請求項１に記載のセンサデバイス。 2. The sensor device according to claim 1, comprising an attachment member for detachably attaching it to an object.

前記環境情報は、温度、湿度または二酸化炭素濃度のうち少なくとも一つである
請求項１に記載のセンサデバイス。 The sensor device according to claim 1, wherein the environmental information is at least one of temperature, humidity, and carbon dioxide concentration.

インキュベータ内で使用される、請求項１に記載の複数のセンサデバイスと、
複数の前記センサデバイスによって検出された環境情報を取得する情報処理装置と、
を備えるセンシングシステム。 A plurality of sensor devices according to claim 1 for use in an incubator;
an information processing device that acquires environmental information detected by the plurality of sensor devices;
Sensing system with

複数の前記センサそれぞれは、当該センサの検出面が横向きまたは下向きに向くように設置されている
請求項１０に記載のセンシングシステム。 11. The sensing system according to claim 10 , wherein each of the plurality of sensors is installed such that the detection surface of the sensor faces sideways or downward.