特許 7411908 界面検出センサ

(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】2023-12-28

(45)【発行日】2024-01-12

(54)【発明の名称】界面検出センサ

(51)【国際特許分類】

   G01F 23/292 20060101AFI20240104BHJP

   G01N 21/27 20060101ALI20240104BHJP

   G01N 33/48 20060101ALI20240104BHJP

   G01N 33/49 20060101ALI20240104BHJP

【ＦＩ】

G01F23/292 A

G01N21/27 Z

G01N33/48 E

G01N33/49 K

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020033247

(22)【出願日】2020-02-28

(65)【公開番号】P2021135232

(43)【公開日】2021-09-13

【審査請求日】2023-02-01

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】鄭 望

(72)【発明者】

【氏名】松浦 孝泰

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 俊貴

(72)【発明者】

【氏名】長坂 憲士朗

(72)【発明者】

【氏名】大塚 友範

(72)【発明者】

【氏名】小宮 友紀

【審査官】岡田 卓弥

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２１１２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００５－５１６２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－１３３５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平５－２４９０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第４７２７２４７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｆ２３／２９２

Ｇ０１Ｎ２１／１７ －２１／６１

Ｇ０１Ｎ３３／４８ －３３／４９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１層と第２層とを含む検出対象に対して検出光を投光し、前記第１層と前記第２層との界面を検出するための界面検出センサであって、
第１波長の第１検出光を投光する第１投光部と、
前記第１波長と異なる第２波長の第２検出光を投光する第２投光部と、
前記第１投光部及び前記第２投光部から投光され前記検出対象を透過した前記第１検出光と前記第２検出光とを受光し、前記第１層と前記第２層とで変化する前記第１検出光及び前記第２検出光に応じた単一の受光信号を出力する単一の受光部と、
を備えた界面検出センサ。

【請求項2】

前記第１検出光と前記第２検出光とを同一光路に合流させる光合流部を備える請求項１に記載の界面検出センサ。

【請求項3】

前記受光信号の受光量に基づいて、前記第１層と前記第２層との界面を判定する判定部を備えた請求項１に記載の界面検出センサ。

【請求項4】

前記第１投光部と前記第２投光部とを制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記第１検出光及び前記第２検出光をパルス状にて投光するとともに、前記第１検出光と前記第２検出光とが同時に前記受光部に入射するように前記第１投光部及び前記第２投光部を制御する、
請求項１に記載の界面検出センサ。

【請求項5】

前記検出対象は、血液サンプルを収容した試験管であり、
前記第１層は、血清又は血漿であり、
前記第２層は、血清及び血漿を除く成分からなり、
前記第１波長及び前記第２波長は、赤外線領域の波長であり、
前記第２波長は、前記第１波長よりも長波長側の波長である、
請求項１に記載の界面検出センサ。

【請求項6】

前記試験管には、１枚又は複数枚の識別ラベルが貼付されている、請求項５に記載の界面検出センサ。

【請求項7】

前記第１波長及び前記第２波長は、近赤外線領域である、請求項１に記載の界面検出センサ。

【請求項8】

前記第１波長は、８００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下であり、
前記第２波長は、１３００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である、
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の界面検出センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、界面検出センサに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、界面検出センサは、互いに異なる２つの層（相）の界面の位置を検出するために用いられる。例えば、血液サンプルを検査する検体検査では、試験管（採血管）に採取した血液サンプルを遠心分離機で分離し、分析に必要な血清又な血漿を試験管から取り出す。このように、血清又は血漿を取り出すため、血清又は血漿からなる層と、血清及び血漿以外を含む層との界面の検出が行われる。界面の検出のため、２つの波長成分の光を用い、それぞれを受光した結果を演算して界面位置を決定する装置が開示されている。

【0003】

例えば、特許文献１には、互いに血液のサンプルに対する透過特性の異なる２つの波長の光を使って、それぞれの光において、試験管の高さ方向の位置に対応する受光変化として別々に捉え、第１の光による受光変化と第２の光による受光変化との２つから１つの界面位置を決定する方法が開示されている。また、特許文献２には、透過特性の異なる２つの波長の光を使い、受光側で第１および第２の波長成分に分離し、その２つの波長成分同士の商に基づいて、界面を決定する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２００５－５０２８７７号公報

【文献】特表２００５－５１６２１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１の方法では、２つの光を試験管の高さ方向の位置に対応する受光変化として別々に捉えて、その２つの結果から１つの界面位置を決定する必要があるため、少なからず演算が必要であり処理が煩雑である。また、上記特許文献２の方法では、受光側で一度、波長成分毎にデジタル測定値に変換し、その後で、その波長成分同士の商を算出して、界面を決定する必要があるため、この方法においても、演算が必要であり処理が煩雑である。このように、２つの波長成分の光をそれぞれ受光するものでは、演算が必要であり処理が煩雑である。

【0006】

本開示の目的は、簡易な処理で界面を検出可能とした界面検出センサを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本開示の界面検出センサは、第１層と第２層とを含む検出対象に対して検出光を投光し、前記第１層と前記第２層との界面を検出するための界面検出センサであって、第１波長の第１検出光を投光する第１投光部と、前記第１波長と異なる第２波長の第２検出光を投光する第２投光部と、前記第１投光部及び前記第２投光部から投光され前記検出対象を透過した前記第１検出光と前記第２検出光とを受光し、前記第１層と前記第２層とで変化する前記第１検出光及び前記第２検出光に応じた単一の受光信号を出力する単一の受光部と、を備えた。

【発明の効果】

【0008】

本開示の一態様によれば、簡易な処理で界面を検出可能とした界面検出センサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態の界面検出センサを示すブロック図。

【図2】血液サンプルを収容した試験管の説明図。

【図3】血液サンプルを収容した試験管の説明図。

【図4】識別ラベルが貼付された試験管の説明図。

【図5】血液サンプルにおける波長－透過率特性を示す説明図。

【図6】血液サンプルにおける界面検出を示す説明図。

【図7】血液サンプルにおける界面検出を示す説明図。

【図8】第２実施形態の界面検出センサを示すブロック図。

【図9】第１検出光及び第２検出光の光路を示す説明図。

【図10】第１検出光及び第２検出光の光路を示す説明図。

【図11】第１検出光及び第２検出光の光路を示す説明図。

【図12】第１検出光及び第２検出光の光路を示す説明図。

【図13】第３実施形態の界面検出センサを示すブロック図。

【図14】変更例の界面検出センサを示すブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、各実施形態を添付図面に従って説明する。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態を図１～図７に従って説明する。

【0011】

図１に示すように、界面検出センサ１は、検出対象として試験管（採血管）５０に収容された血液サンプル６０の界面を検出するためのセンサである。血液サンプル６０は、試験管に対して施された遠心分離により、複数の層から構成される。界面検出センサ１は、検出光により非接触にて試験管５０に収容された血液サンプル６０の界面を検出する。

【0012】

図２、図３は、試験管５０及び血液サンプル６０の例を示す。
図２に示す試験管５０に収容された血液サンプル６０は、第１層６１と第２層６２とを含む。第１層６１は、例えば血清又は血漿であり、第２層６２は、血清及び血漿以外の成分であり、例えば血餅、血球、等を含む。

【0013】

図３に示す試験管５０に収容された血液サンプル６０は、第１層６１と及び第２層６２と、第１層６１と第２層６２との間の第３層６３を含む。第３層６３は、分離剤の層である。分離剤は、例えば有機性分離ゲルである。

【0014】

界面検出センサ１は、図２に示す血液サンプル６０において、第１層６１と第２層６２との界面６６、第１層６１と空気６４との界面（第１層６１の表面）６５を検出する。また、界面検出センサ１は、図３に示す血液サンプル６０において、第１層６１と第３層６３との界面６７、第３層６３と第２層６２との界面６８、第１層６１と空気６４との界面６５を検出する。

【0015】

図４に示すように、試験管５０の表面には、１枚又は複数枚の識別ラベル５１が貼付される。識別ラベル５１は、試験管の種類、検査項目、検体である血液サンプル６０、等の識別に用いられる。識別ラベル５１は、例えばバーコードラベルである。界面検出センサ１が用いる検出光は、この識別ラベル５１を透過する性質を有する。従って、識別ラベルによって血液サンプル６０の界面が視認できない試験管５０においても、この界面検出センサ１によって界面を検出できる。

【0016】

界面検出センサ１は、投光部１０及び受光部２０を有している。本実施形態において、投光部１０と受光部２０は、試験管５０を挟んで配置される。更に、本実施形態の界面検出センサ１は、投光部１０と試験管５０との間に配置された光合流部３０を有している。

【0017】

界面検出センサ１と試験管５０は、高さ方向（Ｚ方向）に沿って相対的に移動可能である。本実施形態において、界面検出センサ１は、移動機構８０によって試験管５０に対して高さ方向（Ｚ方向）に沿って移動される。なお、界面検出センサ１の位置を固定し、試験管５０を高さ方向（Ｚ方向）に移動させるようにしてもよい。

【0018】

投光部１０は、第１波長の第１検出光Ｌ１と、第２波長の第２検出光Ｌ２とを投光するように構成されている。投光部１０は、第１投光素子１１及び第２投光素子１２と、第１投光素子１１を駆動する第１ドライバ１３と、第２投光素子１２を駆動する第２ドライバ１４とを備えている。第１投光素子１１は、第１検出光Ｌ１を投光する。第２投光素子１２は、第２検出光Ｌ２を投光する。

【0019】

例えば、第１ドライバ１３は、パルス状の第１検出光Ｌ１を投光するように第１投光素子１１を制御する。同様に、第２ドライバ１４は、パルス状の第２検出光Ｌ２を投光するように第２投光素子１２を制御する。

【0020】

第１検出光Ｌ１の第１波長と第２検出光Ｌ２の第２波長は、検出対象に応じて設定される。本実施形態の検出対象は血液サンプル６０であり、この血液サンプル６０を遠心分離した血清又は血漿の第１層６１と、血清及び血漿以外の成分を含む第２層６２と、第１層６１と第２層６２との間の分離剤からなる第３層６３とを含む。第１検出光Ｌ１の第１波長と第２検出光Ｌ２の第２波長は、第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とが第１層６１と第２層６２とで変化するように設定される。

【0021】

第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２は、赤外線領域の波長の光である。また、第２検出光Ｌ２は、第１検出光Ｌ１の波長よりも長波長側の波長領域の波長の光である。第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２は、近赤外線領域の波長の光であることが好ましい。本実施形態において、第１検出光Ｌ１の第１波長は、８００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下である。第２検出光Ｌ２の第２波長は、１３００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である。第１波長は例えば９７５ｎｍであり、第２波長は例えば１５５０ｎｍである。第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２の波長、つまり第１投光素子１１と第２投光素子１２は、検出対象物において透過光量、つまり受光量に変化が生じるものであること、素子の入手が容易であること、等が考慮されてもよい。

【0022】

図５は、血液サンプルにおける波長－透過率特性を示す。なお、透過率は、図１に示す受光素子２１で検出光を直接受光したときの受光量と、厚さ１６ｍｍの検体を透過した検出光を受光素子２１で受光したときの受光量との割合である。図５において、実線の特性線Ａ１は血清（第１層６１）の透過率、破線の特性線Ａ２は分離剤（第３層６３）の透過率、破線の特性線Ａ３は、血餅（第２層６２）の透過率、一点鎖線の特性線Ａ４は識別ラベル５１の透過率をそれぞれ示す。

【0023】

図１に示すように、光合流部３０は、第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とを同一光路に合流させる。同一光路は、光合流部３０から、試験管５０を透過して受光部２０に向かう光路である。本実施形態の光合流部３０は、反射ミラー３１とダイクロイックミラー３２とを備え、第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とを同一光路に合流させる。合流された第１検出光Ｌ１及び第２検出光Ｌ２は、試験管５０を透過して受光部２０に向かう。

【0024】

第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２は、光合流部３０を介して試験管５０に向けて出力される。第１検出光Ｌ１及び第２検出光Ｌ２は、受光部２０に入射する。
受光部２０は、単一の受光素子２１と増幅器２２とを有している。受光素子２１は、第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とを受光する受光特性を有している。受光素子２１は、受光した光量に応じたレベルの受光信号を出力する。増幅器２２は、受光素子２１から出力される信号を増幅した受光信号Ｓ２１を出力する。なお、受光素子２１が出力する信号を受光信号Ｓ２１としてもよい。

【0025】

本実施形態の界面検出センサ１は、制御部４０を有する。制御部４０は、投光部１０を制御する機能を有している。また、界面検出センサ１は、受光部２０が出力する受光信号Ｓ２１に基づいて、検出対象の界面を検出する機能を有している。

【0026】

制御部４０は、ＣＰＵ４１、出力部４２、増幅器４３、Ａ／Ｄ変換器４４、出力部４５を備えている。ＣＰＵ４１は、出力部４２及びドライバ１３，１４を介して第１投光素子１１と第２投光素子１２とを制御する。ＣＰＵ４１は、受光素子２１に対して第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とが同時に入射するように、第１投光素子１１と第２投光素子１２とを制御する。例えば、ＣＰＵ４１は、第１投光素子１１と第２投光素子１２とが第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とを同期して投光するように、第１投光素子１１及び第２投光素子１２を制御する。

【0027】

ＣＰＵ４１は、増幅器４３及びＡ／Ｄ変換器４４を介して、受光部２０が出力する受光信号のデジタル値を入力する。このデジタル値は、受光部２０が同時に受光する第１検出光Ｌ１及び第２検出光Ｌ２の受光量を示す。このデジタル値を受光部２０における受光量とする。ＣＰＵは、受光部２０の受光量に基づいて、検出対象の界面を検出する。そして、ＣＰＵ４１は、出力部４５を介して、検出した界面を示す検出信号Ｓ４１を出力する。

【0028】

一例として、ＣＰＵ４１は、メモリに記憶されたしきい値と受光量とを比較し、比較結果により界面を検出する。しきい値は、検出対象に応じて設定される。
例えば、図２に示す検出対象において、第１層６１と第２層６２との界面６６を検出する場合、第１層６１と第２層６２とで変化する受光量に応じてしきい値が設定される。また、第１層６１と空気との界面６５を検出する場合、第１層６１と空気とで変化する受光量に応じて設定される。同様に、図３に示す検出対象において、第１層６１と第３層６３の界面６７、第３層６３と第２層６２との界面６８、第１層６１と空気との界面６５を検出する場合、各層により変化する受光量に応じてしきい値が設定される。

【0029】

図４に示すように、試験管５０に識別ラベル５１が貼付された検出対象の場合、識別ラベル５１を透過する第１検出光Ｌ１及び第２検出光Ｌ２の光量が減少する、つまり図１に示す受光部２０の受光量が減少する。しかし、図４に示すように、識別ラベル５１の透過率に波長依存性が少ない場合もあるため、上記した各層にて変化する受光量に応じてしきい値を設定することで、各層の界面を検出できる。なお、波長依存性については、識別ラベル５１の種類（厚さ、色、材質等）によって異なるものがあるため、第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２の波長は、識別ラベル５１の種類毎に、透過や吸収を考慮して選択される。

【0030】

（作用）
次に、本実施形態の作用を説明する。
図６に示すように、血液サンプル６０として第１層６１と第２層６２とを含む検出対象とする。検出対象を透過する第１検出光Ｌ１及び第２検出光Ｌ２の位置をＺ位置とし、各位置における受光量を示す。第２層６２（血清及び血漿以外）は、血餅や血球を含むため、第１検出光Ｌ１及び第２検出光Ｌ２が透過し難く、受光部２０における受光量が少ない。第１層６１（血清又は血漿）は、図５に示すように、第１波長（８００～１１００ｎｍ）の第１検出光Ｌ１の透過率は高く、第２波長（１３００～２０００ｎｍ）の第２検出光Ｌ２の透過率は低い。従って、受光部２０の受光量は、第２層６２と比べ、第１層６１が多くなる。このため、第２層６２における受光量と第１層６１における受光量とに応じて設定されたしきい値により、第１層６１と第２層６２との界面６６を検出できる。

【0031】

更に、第１層６１より上の空気６４では、第１検出光Ｌ１及び第２検出光Ｌ２の透過率が高い。従って、受光部２０の受光量は、第１層６１と比べ、空気６４の受光量が多くなる。このため、第１層６１における受光量と空気６４における受光量とに応じて設定されたしきい値により、第１層６１と空気６４との界面６５を検出できる。

【0032】

図７に示すように、血液サンプル６０として第１層６１と第２層６２と第３層６３とを含む検出対象とする。検出対象を透過する第１検出光Ｌ１及び第２検出光Ｌ２の位置をＺ位置とし、各位置における受光量を示す。第１層６１及び第２層６２の受光量は、図６に示す例と同様である。第３層６３は、分離剤であり、図５に示すように、第１検出光Ｌ１及び第２検出光Ｌ２の透過率が高くなる場合がある。従って、受光部２０の受光量は、第１層６１における受光量、第２層６２における受光量よりも多くなる。このため、第２層６２と第３層６３における受光量、第３層６３と第１層６１における受光量に応じて設定されたしきい値により、第２層６２と第３層６３との界面６８、第３層６３と第１層６１との界面６７を検出できる。また、図６に示す血液サンプル６０と同様に、図７に示す血液サンプル６０においても、第１層６１と空気６４との界面６５を検出できる。なお、分離剤の種類によって、波長と透過率の関係（透過率が高い波長帯、透過率が低い波長帯）は異なるものがあるため、第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２の波長は、分離剤毎に、透過や吸収を考慮して選択される。

【0033】

（効果）
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１－１）界面検出センサ１は、第１層６１と第２層６２とを含む血液サンプル６０に対して第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とを投光し、第１層６１と第２層６２との界面を検出する。界面検出センサ１は、２つの第１投光素子１１及び第２投光素子１２と、単一の受光素子２１とを有する。第１投光素子１１は、第１波長の第１検出光Ｌ１を投光する。第２投光素子１２は、第１波長と異なる第２波長の第２検出光Ｌ２を投光する。単一の受光素子２１は、第１投光素子１１及び第２投光素子１２から投光され血液サンプル６０を透過した第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とを受光し、第１検出光Ｌ１及び第２検出光Ｌ２に応じた受光信号Ｓ２１を出力する。第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２は、透過する第１層６１と第２層６２とで変化する。したがって、単一の受光素子２１において、第１検出光Ｌ１及び第２検出光Ｌ２との受光量により、第１層６１と第２層６２との境界を検出できる。つまり、受光素子２１から出力される単一の受光信号は、第１検出光Ｌ１に応じた受光量の変化と、第２検出光Ｌ２に応じた受光量変化とを合成した（加算した）単一の受光変化を示す。このように、複雑な処理を行うことなく、第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とを単一の受光素子２１で受光するという簡易な処理で界面を検出できる。

【0034】

（１－２）識別ラベル５１が試験管５０に貼付された場合、その識別ラベル５１は、第１層６１と第２層６２による第１検出光Ｌ１及び第２検出光Ｌ２の変化に対する影響は少ないため、識別ラベル５１が貼付された試験管５０に収容された血液サンプル６０の第１層６１と第２層６２の界面、又は第１層６１と第３層６３との界面を容易に検出できる。

【0035】

（１－３）界面検出センサ１は、第１検出光Ｌ１及び第２検出光Ｌ２を受光する単一の受光素子２１を有する。この単一の受光素子２１における受光量は、第１検出光Ｌ１と第１検出光Ｌ１とをそれぞれ別の受光素子にて受光するものと比べて多い。従って、単一の受光素子２１における受光量を多くすることができる。このため、複数の識別ラベル５１が貼付された試験管５０について十分な透過光量を確保でき、試験管５０に収容した血液サンプル６０の界面を容易に検出できる。

【0036】

（１－４）界面検出センサ１は、第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とを同一光路に合流させる光合流部３０を有する。これにより、第１検出光Ｌ１を投光する第１投光素子１１と第２検出光Ｌ２を投光する第２投光素子１２との試験管５０に対する傾きが許容され、界面検出センサ１の構成、取付けを高精度とする必要がなく、簡易な構成により界面を掲出できる。

【0037】

（第１実施形態の変更例）
・図１に示す増幅器４３から受光量を示す信号Ｓ４２を出力するようにしてもよい。なお、受光部２０の増幅器４３から信号Ｓ４２を出力するようにしてもよい。

【0038】

・上記実施形態では、受光部２０の受光量としきい値とにより界面を検出したが、受光量の変化量又は変化率により界面を検出するようにしてもよい。例えば、図６に示す血液サンプル６０では、Ｚ位置に対して受光量の変化量又は変化率が所定値以上の場合、そこに界面があることが検出できる。そして、第１検出光Ｌ１及び第２検出光Ｌ２と試験管５０との相対位置（Ｚ位置）により、検出した界面が第２層６２と第１層６１との界面６６か、第１層６１と空気６４との界面６５かを判定できる。

【0039】

（第２実施形態）
以下、第２実施形態を図８、図９に従って説明する。
なお、この実施形態において、上記実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明の一部又は全てを省略する。

【0040】

図８に示すように、第２実施形態の界面検出センサ２は、投光部１０と受光部２０を有しており、図１に示す光合流部３０を備えていない。
本実施形態において、投光部１０から投光される第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２は、それぞれの光路にて受光部２０の受光素子２１に受光される。本実施形態において、第１投光素子１１は、受光素子２１に向けて第１検出光Ｌ１を投光するように配置され、第２投光素子１２は、受光素子２１に向けて第２検出光Ｌ２を投光するように配置される。つまり、第１投光素子１１及び第２投光素子１２は、単一の受光素子２１に向けて第１検出光Ｌ１及び第２検出光Ｌ２を投光するように配置される。本実施形態の界面検出センサ２は、図１に示す光合流部３０を備えていないため、簡略化された構成により、検出対象である血液サンプル６０の界面６５，６７，６８（図２に示す界面６５，６６）を検出できる。

【0041】

（効果）
以上記述したように、本実施形態によれば、上記実施形態の効果に加え、以下の効果を奏する。

【0042】

（２－１）投光部１０から投光される第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２は、それぞれの光路にて受光部２０の受光素子２１に受光される。本実施形態の界面検出センサ２は、第１実施形態の界面検出センサ１と比べ、より簡略化された構成により、検出対象である血液サンプル６０の界面６５，６７，６８（図２に示す界面６５，６６）を検出できる。

【0043】

（第２実施形態の変更例）
・上記第２実施形態では、第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とがそれぞれ単一の受光素子２１に受光されればよく、第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２の光路は適宜変更できる。

【0044】

図９から図１２は、高さ方向（Ｚ方向）から視た試験管５０、第１投光素子１１、第２投光素子１２及び受光素子２１を示す。
図９に示すように、第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とが平行となるように第１投光素子１１及び第２投光素子１２が配置されてもよい。

【0045】

図１０に示すように、第１投光素子１１と第２投光素子１２は、第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とが試験管５０及び血液サンプルへの入射、出射において屈折した後に単一の受光素子２１に入射するように配置されてもよい。

【0046】

図１１に示すように、第１投光素子１１と第２投光素子１２は、第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とが試験管５０の内面で反射した後に単一の受光素子２１に入射するように配置されてもよい。この場合、第１投光素子１１及び第２投光素子１２と単一の受光素子２１とが試験管５０に対して同じ側に配置されるため、界面検出センサの小型化を図ることができる。

【0047】

図１２に示すように、第１投光素子１１と第２投光素子１２は、第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とがミラー３５にて反射された後に単一の受光素子２１に入射するように配置されてもよい。

【0048】

（第３実施形態）
以下、第３実施形態を図１３に従って説明する。
なお、この実施形態において、上記実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明を省略する。

【0049】

本実施形態の界面検出センサ３の投光部１０は、１つの投光素子１５と、その１つの投光素子１５を駆動するドライバ１６とを有している。この投光素子１５は、第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とを投光可能に構成されている。つまり、この投光素子１５は、２つの発光領域を備え、ドライバ１６によって駆動されることにより、それぞれの発光領域から第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とを投光する。

【0050】

１つの投光素子１５により、第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とを容易に投光できる。また、１つの投光素子１５により第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とを投光させることにより、１つの受光素子２１にて第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２との同時受光を容易とすることができる。

【0051】

（効果）
以上記述したように、本実施形態によれば、上記実施形態の効果に加え、以下の効果を奏する。

【0052】

（３－１）投光部１０は、第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とを投光する１つの投光素子１５を有している。これにより、第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とを容易に投光できる。

【0053】

（３－２）１つの投光素子１５により第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とを投光させることにより、１つの受光素子２１にて第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２との同時受光を容易とすることができる。

【0054】

（変更例）
上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。上記実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0055】

・上記各実施形態における検出対象を適宜変更することができる。
図１４に示すように、検出対象７０は、互いに重ねられた第１層７１と第２層７２とからなる。第１層７１及び第２層７２は、固体である。この検出対象７０は、例えばレーザ加工により互いに溶着されるものである。第１層７１の材料は、例えばレーザ透過性を有する樹脂である。第２層７２の材料は、レーザ吸収性を有する樹脂である。

【0056】

界面検出センサ１により、第１層７１と第２層７２とが接する界面を検出する。この検出した界面に対し、加工するレーザ光をフォーカスする、又は界面からレーザ光を少しデフォーカスするように、レーザ光の焦点距離を調整する。これにより第１層７１と第２層７２とを効率よく溶着できる。

【0057】

なお、第１層７１と第２層７２とを同じ材料とし、第１層７１と第２層７２との間に接着剤７３を介在させる。この接着剤をレーザ光や紫外線光にて溶融させ、第１層７１と第２層７２とを接着する。第１層７１と第２層７２との間の界面を検出することにより、接着剤層の厚さを検出することができる。

【0058】

また、第１層７１と第２層７２とを有する成形品を検査対象としてもよい。例えば、金型による２色成形品の場合、界面検出センサにより、成形後の第１層７１と第２層７２との厚さの検査を検査できる。また、第１層７１と第２層７２との間に２つの界面を検出した場合、第１層７１と第２層７２との間に空気等の層が形成されていることが判る。これにより、成形品の良否判定を行うことができるようになる。

【0059】

・上記各実施形態では、第１層６１と第２層６２とを含む血液サンプル６０（第１層６１と第２層６２と第３層６３とを含む血液サンプル６０）を検査対象とした。界面は、空気等の気体と液体又は固体との間の境界にも形成される。従って、１層のみからなるものを検査対象とし、その検査対象と外部雰囲気（空気等）との境界を検出するようにしてもよい。

【0060】

・上記実施形態に対し、検出対象の層をゲル状としてもよい。
・上記各実施形態に対し、第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とを投光する投光部１０の構成を適宜変更してもよい。

【0061】

例えば、ファイバーレーザを用い、ファイバーに入射する第１のレーザ光をと、その第１のレーザ光を増幅する励起光とを２つの検出光として用いるようにしてもよい。
また、ファイバカプラにて第１検出光Ｌ１と第２検出光Ｌ２とを合流して検出対象に向けて投光するようにしてもよい。

【0062】

・上記実施形態に対し、３つ以上の検出光を投光する投光部としてもよい。
［付記］
［付記１］
第１層と第２層とを含む検出対象に対して検出光を投光し、前記第１層と前記第２層との界面を検出するための界面検出センサであって、
第１波長の第１検出光を投光する第１投光部と、
前記第１波長と異なる第２波長の第２検出光を投光する第２投光部と、
前記第１投光部及び前記第２投光部から投光され前記検出対象を透過した前記第１検出光と前記第２検出光とを受光し、前記第１層と前記第２層とで変化する前記第１検出光及び前記第２検出光に応じた単一の受光信号を出力する単一の受光部と、
を備えた界面検出センサ。
［付記２］
前記第１検出光と前記第２検出光とを同一光路に合流させる光合流部を備える付記１に記載の界面検出センサ。
［付記３］
前記受光信号の受光量に基づいて、前記第１層と前記第２層との界面を判定する判定部を備えた付記１又は付記２に記載の界面検出センサ。
［付記４］
前記第１投光部と前記第２投光部とを制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記第１検出光及び前記第２検出光をパルス状にて投光するとともに、前記第１検出光と前記第２検出光とが同時に前記受光部に入射するように前記第１投光部及び前記第２投光部を制御する、
付記１から付記３のいずれか一つに記載の界面検出センサ。
［付記５］
前記検出対象は、血液サンプルを収容した試験管であり、
前記第１層は、血清又は血漿であり、
前記第２層は、血清及び血漿を除く成分からなり、
前記第１波長及び前記第２波長は、赤外線領域の波長であり、
前記第２波長は、前記第１波長よりも長波長側の波長である、
付記１から付記４のいずれか一つに記載の界面検出センサ。
［付記６］
前記試験管には、１枚又は複数枚の識別ラベルが貼付されている、付記５に記載の界面検出センサ。
［付記７］
前記第１波長及び前記第２波長は、近赤外線領域である、付記１から付記６のいずれか一つに記載の界面検出センサ。
［付記８］
前記第１波長は、８００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下であり、
前記第２波長は、１３００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である、
付記１から付記７のいずれか一つに記載の界面検出センサ。

【符号の説明】

【0063】

１～３ 界面検出センサ
１０ 投光部
１１ 第１投光素子（第１投光部）
１２ 第２投光素子（第２投光部）
１３ 第１ドライバ
１４ 第２ドライバ
１５ 投光素子
１６ ドライバ
２０ 受光部
２１ 受光素子（単一の受光部）
２２ 増幅器
３０ 光合流部
３１ 反射ミラー
３２ ダイクロイックミラー
３５ ミラー
４０ 制御部（判定部、制御部）
４１ ＣＰＵ
４２ 出力部
４３ 増幅器
４４ Ａ／Ｄ変換器
４５ 出力部
５０ 試験管
５１ 識別ラベル
６０ 血液サンプル（検出対象）
６１ 第１層（血清，血漿）
６２ 第２層（血清，血漿以外）
６３ 第３層（分離剤）
６４ 空気
６５～６８ 界面
７０ 検出対象
７１ 第１層
７２ 第２層
７３ 接着剤
８０ 移動機構
Ａ１～Ａ４ 特性線
Ｌ１ 第１検出光
Ｌ２ 第２検出光
Ｓ２１ 受光信号
Ｓ４１ 検出信号
Ｓ４２ 信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】