(57)【要約】  滴下検出装置（１）は、上方よりノズル（１２）が挿入され、ノズル（１２）の下端から滴下する液滴（１３）を内部で受ける筒状の点滴筒（１１）と、光を照射する１以上の発光素子（５２）、およびこの光を受光する２以上の受光素子（５１）を有するフォトインタラプタ（５）とを備え、１以上の発光素子（５２）と２以上の受光素子（５１）とは、点滴筒（１１）を挟んで対向または略対向する位置に配置され、かつ１以上の発光素子（５２）と２以上の受光素子（５１）とを結ぶ２以上の光路（５３）は、ノズル（１２）の下端より下側に位置し、それぞれの受光素子（５１）へ向かう光路（５３）のうち少なくとも１つが、他の光路（５３）と平面視および正面視において非平行である。
2017043623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方よりノズルが挿入され、該ノズルの下端から滴下する液滴を内部で受ける筒状の点滴筒と、
光を照射する１以上の発光素子および前記光を受光する２以上の受光素子を有するフォトインタラプタと、を備え、
前記１以上の発光素子と前記２以上の受光素子とは、前記点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置され、かつ前記１以上の発光素子と前記２以上の受光素子とを結ぶ２以上の光路は、前記ノズルの下端より下側に位置する、滴下検出装置。
【請求項２】
前記受光素子へ向かう前記２以上の光路のうち少なくとも１つが、他の前記光路と平面視において非平行である、請求項１に記載の滴下検出装置。
【請求項３】
前記受光素子へ向かう前記２以上の光路のうち少なくとも１つが、他の前記光路と正面視において非平行である、請求項１または請求項２に記載の滴下検出装置。
【請求項４】
前記発光素子を１つ有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の滴下検出装置。
【請求項５】
前記点滴筒は、前記発光素子と前記受光素子との間であって前記受光素子に近い側に配置される、請求項４に記載の滴下検出装置。
【請求項６】
前記２以上の光路のうち少なくとも１つが、前記ノズルの下端で成長中の液滴と交差する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の滴下検出装置。
【請求項７】
前記２以上の光路のうち少なくとも１つが、前記点滴筒内部の液溜めの液位検知用である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の滴下検出装置。
【請求項８】
前記ノズルの下端で成長中の液滴を撮影する撮像部と、
前記撮像部と前記点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置された照明部と、を備え、
前記撮像部と前記受光素子とは、前記点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の滴下検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、滴下検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、点滴筒内のノズルの下端から滴下する液滴の数をカウントし、カウント数に応じて液滴の滴下量を制御する輸液システムが知られている。たとえば、特開２０１２−１２５４５０号公報（特許文献１）には、光透過性の点滴筒内を滴下する液滴を発光素子および受光素子によって検出し、滴下数、滴下間隔を算出する点滴モニタ装置が開示されている。【０００３】
特許文献１に開示された点滴モニタ装置では、発光素子と受光素子とを点滴筒の一側面に上下に並べて配置し、発光素子から指向角度を有する光を出力して点滴筒内の液滴に当て、反射した散乱光を受光素子で検出して液滴の滴下を捕える。これにより、患者の動きなどで点滴筒が傾き、発光素子から直進する光が液滴に当たらずに外れる場合にも液滴の滴下を捕えることができ、発光素子と受光素子とを対面配置することで生じる不都合を解消したとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１２５４５０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、特許文献１に開示された点滴モニタ装置では、散乱光を受光素子で検出するので、検出感度が低い。【０００６】
したがって、発光素子と受光素子とを対面配置し、フォトインタラプタの仕組みを採用して滴下検出手段とすることが望まれる。その上で、患者の動きなどで点滴筒が傾き、発光素子から直進する光が液滴に当たらないで外れる場合にも的確に液滴の滴下を捕えることができる滴下検出手段を達成する必要があった。【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされ、患者の動きなどで点滴筒が傾き、発光素子から直進する光が液滴に当たらないで外れる場合にも的確な検出ができる滴下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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、以下のとおりの特徴を有する。
［１］
上方よりノズルが挿入され、該ノズルの下端から滴下する液滴を内部で受ける筒状の点滴筒と、光を照射する１以上の発光素子および前記光を受光する２以上の受光素子を有するフォトインタラプタと、を備え、前記１以上の発光素子と前記２以上の受光素子とは、前記点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置され、かつ前記１以上の発光素子と前記２以上の受光素子とを結ぶ２以上の光路は、前記ノズルの下端より下側に位置する、滴下検出装置である。【０００９】
［２］
上記受光素子へ向かう上記２以上の光路のうち少なくとも１つが、他の上記光路と平面視において非平行である、［１］に記載の滴下検出装置である。【００１０】
［３］
上記受光素子へ向かう上記２以上の光路のうち少なくとも１つが、他の上記光路と正面視において非平行である、［１］または［２］に記載の滴下検出装置である。【００１１】
［４］
上記発光素子を１つ有する、［１］〜［３］のいずれかに記載の滴下検出装置である。【００１２】
［５］
上記点滴筒は、上記発光素子と上記受光素子との間であって上記受光素子に近い側に配置される、［４］に記載の滴下検出装置である。【００１３】
［６］
上記２以上の光路のうち少なくとも１つが、上記ノズルの下端で成長中の液滴とが交差する、［１］〜［５］のいずれかに記載の滴下検出装置である。【００１４】
［７］
上記２以上の光路のうち少なくとも１つが、上記点滴筒内部の液溜めの液位検知用である、［１］〜［６］のいずれかに記載の滴下検出装置である。【００１５】
［８］
上記ノズルの下端で成長中の液滴を撮影する撮像部と、上記撮像部と上記点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置された照明部と、を備え、上記撮像部と上記受光素子とは、上記点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置される、［１］〜［７］のいずれかに記載の滴下検出装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、１以上の発光素子と２以上の受光素子とを有し、これらが点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置されたフォトインタラプタにより確実に液滴の滴下を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】図１Ａは、第１実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を、ノズルを外し、液溜めを図示することを省略して模式的に示した概略平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、第１実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を模式的に示した概略正面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、第２実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を、ノズルを外し、液溜めを図示することを省略して模式的に示した概略平面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、第２実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を模式的に示した概略正面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、第３実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を、ノズルを外し、液溜めを図示することを省略して模式的に示した概略平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、第３実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を模式的に示した概略正面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第４実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を、ノズルを外し、液溜めを図示することを省略して模式的に示した概略平面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第４実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を模式的に示した概略正面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、第５実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を、ノズルを外し、液溜めを図示することを省略して模式的に示した概略平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第５実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を模式的に示した概略正面図である。
【図６】図６は、第６実施形態に係る滴下検出装置において得られる効果を模式的に説明する一部断面説明図である。
【図７】図７は、第７実施形態に係る滴下検出装置において得られる効果を模式的に説明する一部断面説明図である。
【図８】図８は、第８実施形態に係る滴下検出装置において得られる効果を模式的に説明する一部断面説明図である。
【図９】図９は、第９実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を模式的に示す概略正面図である。
【図１０】図１０は、第１０実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を模式的に示す概略正面図である。
【図１１】図１１は、第１１実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を模式的に示す概略正面図である。
【図１２】図１２は、第１２実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を、ノズルを外し、液溜めを図示することを省略して模式的に示した概略平面図である。
【図１３】図１３は、第１２実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を模式的に示した概略正面の一部断面図である。
【図１４】図１４は、第１３実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を模式的に示した概略正面の一部断面図である。
【図１５】図１５は、第１３実施形態に係る滴下検出装置において得られる効果を模式的に説明する一部断面図である。
【図１６】図１６は、第１３実施形態に係る滴下検出装置において得られる効果を平面視において模式的に説明する説明図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、本発明に係る滴下検出装置の回路構成に関し、受光素子と抵抗を直列に接続した一例を説明する説明図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、本発明に係る滴下検出装置の回路構成に関し、受光素子と抵抗を直列に接続した他の例を説明する説明図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、本発明に係る滴下検出装置の回路構成に関し、受光素子をすべて直列で接続した上で、抵抗をさらに直列に接続した例を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るいくつかの実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表す。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。
【００１９】
各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
【００２０】
［第１実施形態］
＜滴下検出装置＞
第１実施形態に係る滴下検出装置１は、図１Ａ、図１Ｂに示すように、上方よりノズル１２が挿入され、このノズル１２の下端から滴下する液滴１３を内部で受ける筒状の点滴筒１１と、光を照射する１以上の発光素子５２およびこの光を受光する２以上の受光素子５１を有するフォトインタラプタ５とを備えている。また、点滴筒１１の内部に滴下した液滴１３を、点滴筒１１から排出するチューブ１５を備えている。
【００２１】
＜点滴筒＞
点滴筒１１は、例えば、人体より高い位置でスタンドに吊るされた輸液バッグから、人体に至る輸液ラインの途中に配置される。ノズル１２の上端は、この輸液バッグ側の輸液ラインを構成するチューブ１６に接続されている。ノズル１２の内部は、点滴筒１１の内部へ連通している。点滴筒１１の下部には一般に、輸液（薬液）が溜まる液溜め１４が形成される。そして、点滴筒１１の下端は、人体側の輸液ラインを構成するチューブ１５に接続されている。
【００２２】
輸液バッグ内の輸液は、重力によってチューブ１６内を下方に向かって流れ、ノズル１２の内部に達する。そして、ノズル１２の下端において輸液の液滴１３が成長し、この液滴１３が所定の大きさに達すると点滴筒１１内へ滴下する。点滴筒１１は可視光および赤外光を透過するので、成長中の液滴１３を外部から目視で確認することが可能である。赤外ＬＥＤからの赤外光も遮らない。
【００２３】
＜フォトインタラプタ＞
フォトインタラプタ５は、光を照射する１以上の発光素子５２およびこの光を受光する１以上の受光素子５１を有する。１以上の発光素子５２と２以上の受光素子５１とは、点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置される。さらに、１以上の発光素子５２と２以上の受光素子５１とを結ぶ２以上の光路５３は、ノズル１２の下端より下側に位置する。
【００２４】
発光素子５２は、例えば、発光ダイオードであって発光部を有し、この発光部から滴下中の液滴１３（および受光素子５１）に向けて光を照射する。受光素子５１は、例えば、フォトトランジスタであって受光部を有する。この受光部において、発光素子５２から照射された光が滴下中の液滴１３によって遮断されたか否かを検出する。また受光素子５１は、発光素子５２から照射された光が滴下中の液滴を透過することによって、その光量が変化することを受光部が検出する構成であってもよい。
【００２５】
発光素子５２の光源としては、特に限定されないが、例えば、赤外ＬＥＤ、可視光のレーザなどを挙げることができる。赤外ＬＥＤを用いる場合、夜間などに患者に点滴を行う場合でも、発光素子５２の点滅または点灯が気になるということがない。
【００２６】
フォトインタラプタ５は、受光素子５１の受光部において、光の遮断または光量の変化を検出することに基づき、滴下が起こったこと（液滴１３がノズル１２の下端から離れたこと）を検知し、滴下数を計数することができる。
【００２７】
本明細書において光路５３とは、具体的には発光素子５２の発光部と受光素子５１の受光部とを結ぶ光の通り道をいう。ここで、発光素子５２から照射された光は、進むにつれて広がっていくが、この光のうち発光素子５２の発光部と受光素子５１の受光部とを結ぶもののみを光路５３というものとする。なお、本願に添付されている図面において一点鎖線で表されるのは、光路５３である。ただし、［図８］において光路５３は実線で表される。
【００２８】
また本明細書において、ある１つの発光素子５２とある１つの受光素子５１とを結ぶ光路５３が、点滴筒１１の内部を通過する関係にあれば、当該発光素子５２と当該受光素子５１とは点滴筒１１を挟んで「略対向する」位置に配置されているというものとする。なかでも、ある１つの発光素子５２とある１つの受光素子５１とが、点滴筒１１を挟んで相互に正面で向かい合うような位置を占めているとき、当該発光素子５２と当該受光素子５１とは点滴筒１１を挟んで「対向する」位置に配置されているというものとする。
【００２９】
第１実施形態に係る滴下検出装置１は、受光素子５１を２以上有している。具体的には、図１Ａに示すように、受光素子５１を３つ有している。それぞれの受光素子５１へ向かう光路５３のうちの少なくとも１つは、他の光路５３と平面視において非平行である。また、図１Ｂに示すように、それぞれの受光素子５１へ向かう光路５３のうちの少なくとも１つは、他の光路５３と正面視においても非平行である。なお本実施形態において発光素子５２は、１つである。
【００３０】
さらに、発光素子５２と点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置される３つの受光素子５１のうちの１つの受光素子５１に、俯角または仰角が付されている。具体的には、図１Ｂに示すように、奥行き方向に一列に同じ向きで並んだ３つの受光素子５１のうち、発光素子５２と点滴筒１１を挟んで対向する中央の受光素子５１に対し、俯角が付されている。また、１つの発光素子５２と、３つの受光素子５１のうちの両端の受光素子５１の受光部とは、同一平面上に配置されている。
【００３１】
これにより、３つの受光素子５１のうち、両端の受光素子５１へ向かう光路５３はそれぞれ、正面視において水平に伸びる。これに対し、俯角が付された中央の受光素子５１へ向かう光路５３は、正面視において水平に伸びないで傾斜し、他の２つの光路５３と正面視において非平行の関係となる。また、中央の受光素子５１は俯角が付されているので、その受光部が発光素子５２の発光部を直視することがない。なお、発光素子５２の発光部が「直視する」とは、光路５３と発光部の面とでなす角度が直角となることをいい、受光素子５１の受光部が「直視する」とは、光路５３と受光部の面とでなす角度が直角となることをいう。
【００３２】
また、図１Ａに示すように、３つの受光素子５１のうち、中央の受光素子５１へ向かう光路５３は平面視において左右に真横に伸びる。これに対し、両端の受光素子５１へ向かう光路５３はそれぞれ平面視において左右に傾斜して伸び、中央の受光素子５１へ向かう光路５３と平面視において非平行の関係となる。そして、両端の受光素子５１もそれぞれ、発光素子５２と点滴筒１１を挟んで略対向するものの、対向するものではないため、これらの受光部は発光素子５２の発光部を直視することがない。要するに、本実施形態では、３つの受光素子５１の受光部のいずれもが、発光素子５２の発光部を直視していないこととなる。
【００３３】
ここで、奥行き方向に一列に同じ向きに並んだ３つの受光素子うち、中央の受光素子が俯角または仰角を付して配置されない場合、中央の受光素子は発光素子と対向し、これを直視することになる。このとき中央の受光素子は、その受光部で受光する光量が過多となって飽和すると、液滴が光路と交差しても発光素子から照射された光が遮断されたことを認識することができなくなり、その滴下を検出できないケースが発生する。さらに、これを考慮して発光素子の光量を減じ、中央の受光素子の受光部で受光する光量が飽和しないようにすると、両端の受光素子の受光部で受光する光量が過少となる。このとき両端の受光素子は、発光素子から照射された光を液滴が常に遮光していると認識し、やはり液滴の滴下を的確に検出できないケースが発生してしまう。
【００３４】
また発光素子を、上述のように受光素子と同一平面上に配置せず、その高さをずらして配置し、中央の受光素子が受光する光量を飽和しないように調整しても、両端の受光素子において受光する光量はやはり過少となる。このため、この場合でも液滴の滴下を正確に検出できないケースが発生してしまう。
【００３５】
そこで本実施形態では、上記構成に基づいて受光素子５１と発光素子５２とが直視する関係とならないようにし、かつ、中央の受光素子５１に付す俯角の角度を調整することにより、発光素子５２からほぼ同程度の光量を、３つの受光素子５１それぞれで受光することができるようにした。すなわち、両端の受光素子５１が受光する光量とほぼ同程度の光量を、付する俯角の角度を調整することで、中央の受光素子５１で受光できるようにした。そして、発光素子５２の光量を調整することにより、すべての受光素子５１は適度な光量を受光することができる。したがって、中央あるいは両端にかかわらず、いずれの位置の受光素子５１でも液滴１３の滴下を検出することができる。
【００３６】
また本実施形態では上記構成により、受光素子５１へ向かう光路５３はそれぞれ、点滴筒１１内部で水平方向および鉛直方向に異なる位置を通過する。したがって、傾斜または振動のために、点滴筒１１内の液滴１３の滴下経路がノズル１２の下端からその延長線上とならない場合でも、液滴１３がいずれかの光路５３と交差するようになり、その滴下を的確に検出することができる。さらに、本実施形態では、発光素子５２と受光素子５１とが点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置されているので、確実に液滴１３の滴下を検出することができる。
【００３７】
滴下検出装置１では、発光素子５２から点滴筒１１を通過し、受光素子５１で受光する光量が、落下する液滴による遮光、屈折によって変化するだけでなく、点滴筒１１の内壁面に付着した液滴が光路５３と干渉することによっても大きく変化する。受光素子５１で受光する光量は、天気の変化、時間の経過による日照の変化、部屋の明るさなどにより受光素子に到達する太陽光の光量が変化することによっても大きく変化する。そこで本実施形態では、落下する液滴（「落滴」とも記す）を検知する判定部において、受光素子５１の出力電圧が単一の閾値を超えるか否かにより落滴を検出したと判断することなく、直近の受光素子５１の出力電圧の平均値に対し、瞬間的に電圧値が大きく低下したときに落滴を検出したと判断するものとする。
【００３８】
このような構成は、たとえば２以上の受光素子の出力電圧を、ＡＤコンバータでデジタルデータに変化して演算部に取り込み、これを演算することにより実現することができる。また上記構成は、アナログ回路によっても実現することができる。たとえば、２以上の受光素子の出力電圧をローパスフィルタにより時間的に平均化し、その平均化された電圧値と現在の電圧値との差分を減算回路により出力し、その出力値と所定の閾値とをコンパレータを用いて比較することにより、落滴を検出したと判断（遮光状態と透光状態とを判別）することができる。このため、その判断または判別したデータをデジタルＩ／Ｏによりコントローラーに取り込むことにより、アナログ回路によっても正確な落滴の検出判断を実現することができる。
【００３９】
さらに本実施形態は、２以上の光路５３のうち少なくとも１つを、点滴筒１１内部の液溜め１４の液位検知用とすることができる。すなわち、後述する第１３実施形態で詳しく説明するように、受光素子５１の受光部において、所定の時間を超過し、または所定の時間を通して遮光、または光量の変化を検出したとき、これを液溜め１４の液位の異常であると認識するものである。これにより、光路５３に対し、液滴１３の滴下を検出する機能とともに、光路５３に至るまで液溜め１４の液位が達した、若しくは達する危険性があることを検知する液位センサとしての機能を付与することができる。
【００４０】
なお、上述のように受光素子５１で受光する光量が点滴筒１１の内壁面に付着した液滴と光路５３とが干渉することによって大きく変化することを避ける方法として、点滴筒１１の内壁面に親水処理を施すことが例示される。この場合、内壁面に付着した液滴は小さい接触角で濡れ拡がるため、点滴筒１１の内壁面において滴として残存することがなくなるので好ましい。
【００４１】
［第２実施形態］
第２実施形態に係る滴下検出装置１において、第１実施形態と異なるのは、図２Ａ、図２Ｂに示すように、３つの受光素子５１のうちの中央の受光素子５１が配置される正面視における高さと、両端の受光素子５１が配置される正面視における高さとが相違している点である。具体的には、中央の受光素子５１の正面視における高さが、両端の受光素子５１の正面視における高さよりも高い。また、中央の受光素子５１に、俯角または仰角が付されていない点でも第１実施形態と異なる。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００４２】
本実施形態は、図２Ｂに示すように、３つの受光素子５１のうち両端の受光素子５１へ向かう光路５３がそれぞれ、正面視において水平に伸びる。これに対し、中央の受光素子５１へ向かう光路５３は、正面視において水平に伸びないで傾斜し、両端の受光素子５１へ向かう光路５３と正面視において非平行の関係となる。また、中央の受光素子５１の受光部は、発光素子５２と正面視における高さが異なるので、発光素子５２の発光部を直視することがない。
【００４３】
さらに、図２Ａに示すように、３つの受光素子５１のうち、中央の受光素子５１へ向かう光路５３は平面視において左右に真横に伸びている。これに対し、両端の受光素子５１へ向かう光路５３はそれぞれ平面視において左右に傾斜して伸び、中央の受光素子５１へ向かう光路５３と平面視において非平行の関係となる。そして、両端の受光素子５１もそれぞれ、発光素子５２と点滴筒１１を挟んで略対向するものの、対向するものではないため、これらの受光部は発光素子５２の発光部を直視することがない。要するに、本実施形態においても、３つの受光素子５１の受光部はいずれも発光素子５２の発光部を直視していないこととなる。
【００４４】
したがって本実施形態においても、中央の受光素子５１の正面視における高さを調整することで、いずれの受光素子５１の受光部でも、発光素子５２からほぼ同程度の光量を受光することができる。このため、発光素子５２の光量を調整することで、すべての受光素子５１で適度な光量を受光することができる。これにより、中央あるいは両端にかかわらず、いずれの位置の受光素子５１でも液滴１３の滴下を検出することができる。さらに、それぞれの受光素子５１へ向かう光路５３は、点滴筒１１内部で水平方向および鉛直方向に異なる位置を通過するため、液滴１３がいずれかの光路５３と必ず交差し、その滴下を的確に検出することができる。また、発光素子５２と受光素子５１とが点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置されているので、確実に液滴１３の滴下を検出することができる。
【００４５】
［第３実施形態］
第３実施形態に係る滴下検出装置１において、第１実施形態と異なるのは、図３Ａに示すように、３つの受光素子５１のうちの両端の受光素子５１の受光部が、点滴筒１１を挟んで略対向する発光素子５２の発光部に近い方向へ向くように少し内向きに配置されている点である。ただし、両端の受光素子５１の受光部は、発光素子５２を直視していない。なお、第３実施形態では、第１実施形態と同様、中央の受光素子５１に俯角または仰角が付されている。その他の第３実施形態の構成は、第１実施形態と同様である。
【００４６】
本実施形態は、図３Ｂに示すように、３つの受光素子５１のうちの両端の受光素子５１へ向かう光路５３がそれぞれ、正面視において水平に伸びる。これに対し、俯角が付された中央の受光素子５１へ向かう光路５３は、正面視において水平に伸びないで傾斜し、両端の受光素子５１へ向かう光路５３と正面視において非平行の関係となる。また、中央の受光素子５１は俯角が付されているので、その受光部が発光素子５２の発光部を直視することがない。
【００４７】
さらに、図３Ａに示すように、３つの受光素子５１のうち、中央の受光素子５１へ向かう光路５３は平面視において左右に真横に伸びる。これに対し、両端の受光素子５１へ向かう光路５３はそれぞれ平面視において左右に傾斜して伸び、中央の受光素子５１へ向かう光路５３と平面視において非平行の関係となる。そして、両端の受光素子５１はそれぞれ、発光素子５２と点滴筒１１を挟んで略対向し、発光素子５２の発光部に近い方向へ向いているものの、これらの受光部は、上述のように発光素子５２の発光部を直視していない。要するに、本実施形態においても、３つの受光素子５１の受光部はいずれも発光素子５２の発光部を直視していないこととなる。
【００４８】
したがって本実施形態においても、中央の受光素子５１に付す俯角の角度を調整すること、および両端の受光素子５１を発光素子５２の発光部に近い方向へ向ける程度を調整することで、いずれの受光素子５１の受光部でも、発光素子５２からほぼ同程度の光量を受光することができる。このため、発光素子５２の光量を調整することで、すべての受光素子５１で適度な光量を受光することができる。これにより、中央あるいは両端にかかわらず、いずれの位置の受光素子５１でも液滴１３の滴下を検出することができる。さらに、それぞれの受光素子５１へ向かう光路５３は、点滴筒１１内部で水平方向および鉛直方向に異なる位置を通過するため、液滴１３がいずれかの光路５３と必ず交差し、その滴下を的確に検出することができる。また、発光素子５２と受光素子５１とが点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置されているので、確実に液滴１３の滴下を検出することができる。
【００４９】
特に本実施形態では、中央の受光素子５１に付する俯角または仰角の角度とともに、両端の受光素子５１を発光素子５２の発光部に近い方向へ向ける程度を調整することで、それぞれの受光素子５１が受光する光量を極めて同量に近づけることができる。このため液滴１３の滴下をより的確に検出することができる。
【００５０】
第１実施形態〜第３実施形態では、受光素子５１の数が３つである構成を例示して説明したが、本発明において受光素子の数は３つに限定されない。すなわち、複数の受光素子でそれぞれ、１以上の発光素子からほぼ同程度の光量を受光することが可能な関係を構築できる限り、受光素子の数を適宜決定することができる。なお、受光素子の数は、滴下検出装置が大型化にならないように配慮した上で、３以上であることが好ましい。
【００５１】
［第４実施形態］
第４実施形態に係る滴下検出装置１において、第１実施形態と異なるのは、図４Ａ、図４Ｂに示すように、発光素子５２が３つ配置されている点である。この３つの発光素子５２において、中央の発光素子５２の正面視における高さが、両端の発光素子５２の正面視における高さと相違している。具体的には、両端の発光素子５２の正面視における高さが、中央の発光素子５２の正面視における高さよりも高い。また、３つの受光素子５１のうちの両端の受光素子５１は、第３実施形態と同様に、発光素子５２の発光部に近い方向へ向けられて、少し内向きに配置されている点で第１実施形態と異なる。なお、中央の受光素子５１は、第１実施形態と同様に俯角または仰角が付されている。
【００５２】
そして、上記の３つの発光素子５２の配置および３つの受光素子５１の配置により、俯角が付された中央の受光素子５１の受光部は、点滴筒１１を挟んで中央の発光素子５２と対向し、その発光部を直視する。両端の受光素子５１の受光部はそれぞれ、点滴筒１１を挟んで両端の発光素子５２と対向し、その発光部を直視する。また、３つの発光素子５２は相互に近接して配置され、３つの受光素子５１の配置に比べて密集した態様となる。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００５３】
本実施形態は、図４Ｂに示すように、３つの受光素子５１のうちの両端の受光素子５１へ向かう光路５３はそれぞれ、正面視において水平に伸びる。これに対し、俯角が付された中央の受光素子５１へ向かう光路５３は、正面視において水平に伸びないで傾斜し、両端の受光素子５１へ向かう光路５３と正面視において非平行の関係となる。また、図４Ａに示すように、３つの受光素子５１のうち、中央の受光素子５１へ向かう光路５３は平面視において左右に真横に伸びる。これに対し、両端の受光素子５１へ向かう光路５３はそれぞれ平面視において左右に傾斜して伸び、中央の受光素子５１へ向かう光路５３と平面視において非平行の関係となる。
【００５４】
そして、３つの受光素子５１の受光部は３つの発光素子５２の発光部とそれぞれ直視する関係にあるので、発光素子５２からの光量が調整されることで、いずれの受光素子５１の受光部でもほぼ同程度の光量であって、かつ適度な光量を受光することができる。したがって、中央あるいは両端にかかわらず、いずれの位置の受光素子５１でも液滴１３の滴下を検出することができる。さらに、それぞれの受光素子５１へ向かう光路５３は、点滴筒１１内部で水平方向および鉛直方向に異なる位置を通過するため、液滴１３がいずれかの光路５３と必ず交差し、その滴下を的確に検出することができる。発光素子５２と受光素子５１とが点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置されているので、確実に液滴１３の滴下を検出することができる。
【００５５】
特に本実施形態では、３つの受光素子５１の受光部が３つの発光素子５２の発光部と直視する関係にある。このため、それぞれの発光素子５２の発光する光量を調整することで、それぞれの受光素子５１が受光する光量を極めて同量に近づけることができ、液滴１３の滴下をより的確に検出することができる。また、上述のように、３つの発光素子５２は３つの受光素子５１の配置に比べて相互に近接した態様を示す。このため、３つの発光素子５２と３つの受光素子５１とを結ぶ３つの光路５３は、平面視において各光路５３間の距離が狭くなるので、光路５３と光路５３との間を液滴１３がすり抜けるケースが発生することを防ぐことができる。
【００５６】
［第５実施形態］
第５実施形態に係る滴下検出装置１において、第１実施形態と異なるのは、図５Ａ、図５Ｂに示すように、第４実施形態と同様に３つの発光素子５２が配置されている点である。また、中央の発光素子５２の正面視における高さが、両端の発光素子５２の正面視における高さと相違している。具体的には、中央の発光素子５２の正面視における高さが、両端の発光素子５２の正面視における高さよりも高い。３つの発光素子５２は同じ方向を向いている。
【００５７】
さらに、第５実施形態において第１実施形態と異なるのは、３つの受光素子５１のうちの中央の受光素子５１の正面視における高さと、両端の受光素子５１の正面視における高さとが相違している点である。具体的には、中央の受光素子５１の正面視における高さが、両端の受光素子５１の正面視における高さよりも高い。３つの受光素子５１は同じ方向を向いている。また、３つの受光素子５１および３つの発光素子５２は、第４実施形態における３つの発光素子５２と同様に相互に近接して配置されるので、３つの光路５３は平面視において各光路５３間の距離が狭い。なお、その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００５８】
このような３つの発光素子５２の配置および３つの受光素子５１の配置により、中央の発光素子５２の発光部は、点滴筒１１を挟んで中央の受光素子５１と対向し、その受光部を直視する。両端の発光素子５２の発光部はそれぞれ、点滴筒１１を挟んで両端の受光素子５１と対向し、その受光部を直視する。そして、３つの受光素子５１の受光部と３つの発光素子５２の発光部とはそれぞれ直視する関係にあるので、発光素子５２からの光量が調整されることで、いずれの受光素子５１の受光部でもほぼ同程度の光量であって、かつ適度な光量を受光することができる。
【００５９】
したがって本実施形態においても、中央あるいは両端にかかわらず、いずれの位置の受光素子５１でも液滴１３の滴下を検出することができる。さらに、液滴１３がいずれかの光路５３と必ず交差することとなって、その滴下を的確に検出することができる。また、３つの発光素子５２と３つの受光素子５１とを結ぶ３つの光路５３は、平面視において各光路５３間の距離が狭くなるので、光路５３と光路５３との間を液滴１３がすり抜けるケースが発生することを防ぐことができる。このほか、発光素子５２と受光素子５１とが点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置されているので、確実に液滴１３の滴下を検出することができる。
【００６０】
なお、本発明において、３つの受光素子５１および３つの発光素子５２を配置する態様に関し、第４実施形態または第５実施形態に例示した態様に限定されない。３つの受光素子の受光部または３つの発光素子の発光部が直視する関係を構築できる限り、これらの配置は適宜の態様を採用することができる。
【００６１】
［第６実施形態］
第６実施形態では、滴下検出装置を構成している発光素子が配置される好ましい個数について説明する。
【００６２】
第６実施形態に係る滴下検出装置は、上方よりノズルが挿入され、このノズルの下端から滴下する液滴を内部で受ける筒状の点滴筒と、光を照射する１以上の発光素子およびこの光を受光する１以上の受光素子を有するフォトインタラプタとを備える。図６に示すように、第６実施形態に係る滴下検出装置は、３つの発光素子５２と５つの受光素子５１とからなるフォトインタラプタ５を有し、これらの発光素子５２および受光素子５１が、点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置されている。また、これらの発光素子５２および受光素子５１を結ぶ光路５３は、ノズルの下端より下側に位置している。
【００６３】
特に、５つの受光素子５１は、同一平面上で縦方向に一列に同じ向きで並んでいる。３つの発光素子５２も、同一平面上で縦方向に一列に同じ向きで並んでいる。５つの受光素子５１と３つの発光素子５２とは、第６実施形態において同一平面上に存在している。ただし、本発明において、受光素子と発光素子との位置関係は、点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置される限り、同一平面で存在する関係でもよいし、高さが相違して存在する関係でもよい。
【００６４】
このような構成において、３つの発光素子５２のうちの中央の発光素子５２のみを発光させたとき、その光路５３と液滴１３とが交差すると、図６における実線で示される影が、５つの受光素子５１のうちの中央の受光素子５１へ向けて投影される。その影を、中央の受光素子５１は、液滴１３によって光路５３が遮断されたと捕らえて液滴１３の滴下を検出する。このとき、両端の発光素子５２が発光していないので、その影は、中央の受光素子５１において高いコントラストとして得られるようになる。
【００６５】
その一方で、３つの発光素子５２をすべて発光させたときには、図６における実線で示されるような範囲に影が投影されるとともに、両端の発光素子５２から図６における破線で示されるような光が、中央の受光素子５１へ到達する。要するに、中央の受光素子５１が液滴１３によって光路５３が遮断されたことを捕らえようとしている状態で、両端の発光素子５２からの光が入射し、液滴１３の影が中央の受光素子５１において、高コントラストで得られなくなる。高いコントラストが得られなければ、液滴１３が滴下していることを中央の受光素子５１で検出できないケースが発生してしまう恐れがある。
【００６６】
したがって、滴下検出装置を構成する発光素子の個数については、１つであることが好ましい。そして、小型の受光素子５１を互いに近接して複数配置することが好ましい。これにより、液滴１３は点滴筒１１内部を通過するいずれかの光路５３と必ず交差することとなるので、点滴筒１１が傾いた場合にも液滴１３の滴下を的確に検出することができる。
【００６７】
［第７実施形態］
第７実施形態では、滴下検出装置を構成する点滴筒が配置される好ましい位置について説明する。
【００６８】
第７実施形態に係る滴下検出装置は、上方よりノズルが挿入され、このノズルの下端から滴下する液滴を内部で受ける筒状の点滴筒と、光を照射する１以上の発光素子、およびこの光を受光する１以上の受光素子を有するフォトインタラプタとを備える。図７に示すように、第７実施形態に係る滴下検出装置は、１つの発光素子５２と５つの受光素子５１とからなるフォトインタラプタ５を有し、これらの発光素子５２および受光素子５１は、点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置されている。５つの受光素子５１と１つの発光素子５２とは、同一平面上に存在している。５つの受光素子５１は、同一平面上で縦方向に一列に同じ向きで並んでいる。また、これらの発光素子５２および受光素子５１を結ぶ光路５３は、ノズルの下端より下側に位置する。なお、本発明において、受光素子と発光素子との位置関係は、点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置される限り、同一平面で存在する関係でもよいし、高さが相違して存在する関係でもよい。
【００６９】
第７実施形態では特に、点滴筒１１が１つの発光素子５２と、５つの受光素子５１との間であって、５つの受光素子５１に近い側に配置されている。
【００７０】
図７に示すように、本実施形態において、１つの発光素子５２と５つの受光素子５１のうちの両端の受光素子５１とを結ぶ光路５３、および点滴筒１１の筒内面で区画される領域が、液滴１３の滴下を検出できる点滴筒１１内部の範囲Ｒとなる。このため、点滴筒１１が５つの受光素子５１のごく近くに配置されるほど、当該領域の面積が大きくなることが理解される。すなわち、点滴筒１１が５つの受光素子５１に近い側に配置されると、液滴１３の滴下を検出できる点滴筒１１内部の範囲Ｒも大きくなるので、点滴筒１１が傾いた場合にも的確に液滴１３の滴下を検出することができるようになる。
【００７１】
また、点滴筒１１が受光素子５１に近い側に配置されることにより、より少ない数の受光素子５１で、点滴筒１１内部のより広い範囲をカバーすることができる。したがって、点滴筒１１が配置される位置としては、発光素子５２と受光素子５１との間であって、受光素子５１に近い側であることが好ましい。
【００７２】
［第８実施形態］
第８実施形態では、滴下検出装置を構成する点滴筒が配置される他の好ましい位置について説明する。
【００７３】
第８実施形態に係る滴下検出装置は、図８に示すように、点滴筒１１が、１つの発光素子５２と５つの受光素子５１との間であって、１つの発光素子５２に近い側に配置されている点で第７実施形態と異なる。また、外乱光が受光素子５１へ入射することを防ぐ遮光板Ｂが配設され、この遮光板Ｂによって点滴筒１１と発光素子５２と受光素子５１とが包囲されている構成である。ただし、点滴筒１１の側面の一部を人間などが目視できるように、遮光板Ｂの一部に間隙が設けられている。
【００７４】
このような構成において、遮光板Ｂに設けられた間隙から受光素子５１までの距離が長くなるほど、この間隙から外乱光が入射しても、その外乱光が受光素子５１まで届きにくくなることが理解される。このため本実施形態では、点滴筒１１が１つの発光素子５２のごく近くに配置されるほど、遮光板Ｂに設けられた間隙から受光素子５１までの距離が長くなるので、外乱光が受光素子５１へ入射することを防ぐことが可能になる。これより、受光素子５１で液滴１３の影が高いコントラストとして得られるので、より安定して液滴１３の滴下を検出することができる。
【００７５】
また上記構成により、５つの受光素子５１と１つの発光素子５２を結ぶ５つの光路５３は、平面視において各光路５３間の距離が狭くなるので、光路５３と光路５３との間を液滴１３がすり抜けるケースが発生するのを防ぐことができる。したがって、点滴筒１１が配置される位置としては、発光素子５２と受光素子５１との間であって、発光素子５２に近い側であっても好ましい。
【００７６】
［第９実施形態］
第９実施形態に係る滴下検出装置１において、第１実施形態と異なるのは、図９に示すように、１つの発光素子５２と奥行き方向に一列に並んだ３つの受光素子５１とが点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置され、かつ、この発光素子５２と受光素子５１とを結ぶ３つの光路５３のうち少なくとも１つ（第９実施形態において３つ）が、ノズル１２の下端で成長中の液滴１３と交差する点である。さらに、発光素子５２の正面視における高さと、受光素子５１の正面視における高さとが相違している点である。具体的には、発光素子５２の正面視における高さが、受光素子５１の正面視における高さよりも高い。
【００７７】
また、第９実施形態に係る滴下検出装置１は、撮像部および照明部を備える点で第１実施形態と異なる。第９実施形態は、ノズル１２の下端で成長中の液滴１３を撮影する撮像部としてのカメラ２１と、このカメラ２１に対して点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置された照明部としての照明器具２２とを備えている。また、カメラ２１と受光素子５１とは、点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置される。
【００７８】
本実施形態では特に、１つの発光素子５２と３つの受光素子５１とが点滴筒１１を挟んで対向している。カメラ２１と受光素子５１も点滴筒１１を挟んで対向している。カメラ２１と照明器具２２も対向している。なお、本発明において、受光素子と発光素子とが配置される位置、撮像部と受光素子とが配置される位置および撮像部と照明部とが配置される位置は、所望の機能を満たし、かつ点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置される限り、それぞれ適宜選択することができる。
【００７９】
＜カメラおよび照明器具＞
カメラ２１（例えば、二次元イメージセンサ）は、ノズル１２の下端付近の空間をカメラ２１の画角が含むように、点滴筒１１の側面に近接して設置される。この状態においてカメラ２１は、ノズル１２の下端において成長の始まりから落下するまでの成長中の液滴を、複数の時点において撮影し、複数の画像データ（例えば、一連の動画）として取得することができる。なお「成長中」とは、液滴がノズルの下端で成長している途中、すなわち、液滴がノズルの下端に付着した状態で徐々に大きくなっている途中の状態を意味する。
【００８０】
照明器具２２は、点滴筒１１を挟んでカメラ２１と対向する位置に設けられている。照明器具２２は、少なくともノズル１２の下端において成長中の液滴１３を照らすことができる。これにより外乱光がある場合でも、照明によって液滴１３を確実に撮像することができる。また、振動などがある場合でも、照明によって１画像のシャッター速度を早くすることができ、ブレの少ない画像を得ることができる。
【００８１】
照明器具２２として、一定間隔で繰り返し発光するストロボスコープを用いることができる。カメラ２１は、照明器具２２から照射される波長に対して感度を有している。例えば、照明器具２２が面発光赤外ＬＥＤ照明である場合、カメラ２１は、赤外の波長に対して感度を有している。赤外ＬＥＤ照明を用いる場合、夜間などに患者に点滴を行う場合でも、照明器具２２がまぶしいということがない。また、カメラ２１は不要な波長の光をカットすることのできる光学フィルタを備えていてもよい。
【００８２】
第９実施形態では、ノズル１２の下端で成長中の液滴１３が、発光素子５２と受光素子５１とを結ぶ３つの光路５３のうち少なくとも１つ（第９実施形態においては３つ）と必ず交差することとなる。このため、患者の動きなどで点滴筒１１が傾いた場合であっても、受光素子５１で必ず液滴１３を検出することができる。そして、ノズル１２の下端に液滴１３が無くなったことを検出することで、滴下が発生したことを検出することができる。
【００８３】
さらに、発光素子５２の正面視における高さが、受光素子５１の正面視における高さよりも高く配置され、発光素子５２と受光素子５１とを結ぶ光路５３が正面視において傾斜するフォトインタラプタ５の構成である。このような構成により、フォトインタラプタ５の存在が障害となることなく、ノズル１２の下端付近の空間を画角が含むようにカメラ２１を容易に配置することができる。また、このカメラ２１と対向する位置に照明器具２２を容易に配置することができる。
【００８４】
さらに、カメラ２１と受光素子５１とは、点滴筒１１を挟んで対向する位置に配置される。これにより、照明器具２２と受光素子５１とが同じ側に配置されることとなるため、照明器具２２からの発光が外乱光となって受光素子５１に入射することを防ぐことができる。
【００８５】
本実施形態では、ノズル１２の下端付近の空間を画角が含むようにカメラ２１を配置し、液滴１３を複数の画像または動画で捕らえることにより、液滴１３の体積を求めることができる。さらに、フォトインタラプタ５によって単位時間当たりの滴下数を特定し、液滴の体積と掛け算することで、滴下量（流量）を求めることができる。したがって、本実施形態によれば、上述した配置の発光素子５２と受光素子５１とからなるフォトインタラプタ５により、患者の動きなどで点滴筒１１が傾いた場合であっても液滴１３の滴下を的確に検出することができる。その上で、カメラ２１および照明器具２２を容易に付加することができ、これにより算出できる液滴１３の体積から、液滴の種類によらず滴下量を正確に測定することができる。
【００８６】
なお、上記第９実施形態では、フォトインタラプタ５を１つの発光素子５２と３つの受光素子５１とで構成した例を説明したが、この構成に限定されない。点滴筒を挟んで対向または略対向する位置であって、かつ２以上の光路のうち少なくとも１つがノズルの下端で成長中の液滴と交差するように配置される限り、フォトインタラプタを１以上の発光素子および２以上の受光素子とで構成することが可能である。また、１以上の発光素子と２以上の受光素子とで構成する限り、発光素子と受光素子との数は同じでもよく、異なっていてもよい。
【００８７】
［第１０実施形態］
第１０実施形態に係る滴下検出装置１において、第１実施形態と異なるのは、図１０に示すように、１つの発光素子５２と奥行き方向に一列に並んだ３つの受光素子５１とが点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置され、かつ発光素子５２と受光素子５１とを結ぶ３つの光路５３のうち少なくとも１つ（第１０実施形態において１つ）が、点滴筒１１内部の液溜め１４の液位検知用である点である。
【００８８】
すなわち図１０に示すように、第１０実施形態に係る滴下検出装置１では、点滴筒１１内部の液溜め１４の液位が、光路５３に達した、若しくは達する直前の状態であるとき、発光素子５２と受光素子５１とを結ぶ３つの光路５３のうち１つが、液溜め１４の液面によって屈折する。これにより、液溜め１４の液位検知用とした１つの受光素子５１の受光部において、発光素子５２からの光が所定の時間を超過し、または所定の時間を通して届かないことが検出され（すなわち遮光され）、または発光素子５２からの光の光量が変化したことが検出される。これを受光素子５１の受光部が液溜め１４の液位の異常であると認識することにより、光路５３に液溜め１４の液位センサとしての機能を付与することができる。
【００８９】
なお、第１０実施形態においても、フォトインタラプタ５を１つの発光素子５２と３つの受光素子５１とで構成した例を説明したが、この構成に限定されない。点滴筒を挟んで対向または略対向する位置であって、かつ２以上の光路のうち少なくとも１つが、点滴筒内部の液溜めの液位検知用である限り、フォトインタラプタを１以上の発光素子および２以上の受光素子とで構成することが可能である。また、１以上の発光素子と２以上の受光素子とで構成する限り、発光素子と受光素子との数は同じでもよく、異なっていてもよい。
【００９０】
［第１１実施形態］
第１１実施形態に係る滴下検出装置において、第９実施形態と異なるのは、図１１に示すように、１以上の発光素子５２と２以上の受光素子５１（図１１において３つの受光素子５１が奥行き方向に一列に並んでいる）とを、ノズル１２の下端よりも下側で、点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置した点である。その上で、第１１実施形態は、第９実施形態と同様にノズル１２の下端で成長中の液滴１３を撮影するカメラ２１と、点滴筒１１を挟んでカメラ２１と対向または略対向する位置に配置された照明器具２２とを備えている。
【００９１】
本実施形態において、フォトインタラプタ５は、第１実施形態から第８実施形態で説明した発光素子５２および受光素子５１の形態のものを用いることができる。これにより、患者の動きなどで点滴筒１１が傾いた場合であっても、受光素子５１で必ず液滴１３を検出することができる。そして、図１１に示すように、カメラ２１と受光素子５１とを、点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置することが好ましい。これにより、照明器具２２と受光素子５１とが同じ側に配置されることになるので、照明器具２２からの発光が外乱光となって受光素子５１に入射することを防ぐことができる。
【００９２】
さらに、本実施形態では、フォトインタラプタ５の存在に関わらず、カメラ２１および照明器具２２を容易に付加することができ、これにより算出できる液滴１３の体積から、液滴の種類によらず滴下量を正確に測定することができる。
【００９３】
［第１２実施形態］
第１２実施形態に係る滴下検出装置１において、第１実施形態と異なるのは、図１２および図１３に示すように、点滴筒１１の一部と発光素子５２と受光素子５１とを収容するハウジング３１を備えている点である。また、奥行き方向に一列に受光素子５１が５つ並んでいる点でも第１実施形態と異なる。その他の構成は、第１実施形態と同様とすることができる。
【００９４】
すなわち第１２実施形態に係る滴下検出装置１は、図１２および図１３に示すように、ハウジング３１の内部に受光素子５１、発光素子５２および点滴筒１１の一部が収容されて構成されている。ハウジング３１には、細孔３２が形成されている。この細孔３２は発光素子５２と受光素子５１とを結ぶ光路５３が通る孔である。したがって第１２実施形態に係る滴下検出装置１において、発光素子５２と５つの受光素子５１とは、これらを結ぶ光路５３が細孔３２を通るように配置される。このため光路５３は、ハウジング３１によって遮断されるようなことがない。
【００９５】
ハウジング３１は、上記第８実施形態の滴下検出装置における遮光板Ｂと同様に、滴下検出装置１の外部から入射する太陽光などの外乱光の影響を遮断する機能を有する。これによりフォトインタラプタ５による液滴が滴下したことのより正確な検知に寄与することができる。ハウジング３１は、上記外乱光が入射する影響を遮断することができる限り、その材質が限定されることがない。さらにハウジング３１は、遮光板Ｂと同様に、点滴筒１１の側面の一部を人間などが目視できるように、一部に間隙が設けられていることが好ましい。
【００９６】
［第１３実施形態］
第１３実施形態に係る滴下検出装置１において、第１１実施形態と異なるのは、図１４に示すように、１つの発光素子５２および液溜め１４の液位検知用とした１つの受光素子５１を含む６つの受光素子５１を、第１２実施形態に係る滴下検出装置１のようにハウジング３１に収容した構成とした点である。このハウジング３１にも、発光素子５２と受光素子５１とを結ぶ光路５３が通る細孔３２が形成されている。
【００９７】
第１３実施形態に係る滴下検出装置１は、上記ハウジング３１を備えることにより、第１２実施形態と同様に、滴下検出装置１の外部から入射する太陽光などの外乱光の影響を遮断する機能を有することができる。これにより図１５に示すように、フォトインタラプタ５によって、液滴の滴下のより正確な検知とともに、液溜め１４の液位についても異常の発生をより正確に検知することができる。たとえば図１５においては、フォトインタラプタ５によって液溜め１４の液位が高位、中位または低位であるとして検知されるときの光路５３の例をそれぞれ示している。なお、液滴の滴下を検知する受光素子５１と液位検知用の受光素子５１とは一定の距離を有して配設されることが好ましい。これによって点滴筒１１内の液溜め１４に液滴が滴下される際に、液面から跳ね返った液滴を液位検知用の受光素子５１が誤って液位の異常として検知することを防ぐことができる。ハウジング３１は、第１２実施形態と同様に、上記外乱光が入射する影響を遮断することができる限り、その材質が限定されることがなく、点滴筒１１の側面の一部を人間などが目視できるように、一部に間隙が設けられていることが好ましい。
【００９８】
さらに図１５において、液溜め１４の液位をフォトインタラプタ５によって検知するとき、本図が正面図であるがゆえに光路５３は上下方向の変化のみが現れている。このため図１５に表された滴下検出装置１は、液溜め１４の液位が高位であるとき、発光素子５２からの光が液位検知用の受光素子５１へ入射しているように把握される。しかしながら図１６の平面視による説明図に示すように、本実施形態に係る滴下検出装置１は液溜め１４の液位が高位であるとき、発光素子５２からの光は、その光路５３が液溜め１４によって平面方向に光が屈折するため液位検知用の受光素子５１へ入射しない。したがって本実施形態に係る滴下検出装置１は、液溜め１４の液位が中位の場合と同じく高位の場合であっても、その液位の異常を検知することができる。なお図１６においては、液溜め１４の液位が低位であるときの滴下検出装置１も示し（下側に図示）、その場合、発光素子５２からの光は、その光路５３が液溜め１４によって屈折することなく液位検知用の受光素子５１へ入射する。
【００９９】
ここで、例えば、本発明に係る滴下検出装置において３つの受光素子を配置した場合の好ましい回路構成について、図１７Ａ〜図１７Ｃを参照しつつ説明する。
【０１００】
例えば、図１７Ａおよび図１７Ｂに示すように、それぞれの受光素子５１に抵抗６を直列に接続し、受光素子５１と抵抗６との間の電位をそれぞれ検出する回路構成とする。この場合、それぞれの受光素子５１の受光部において独立して、発光素子５２から照射された光が滴下中の液滴１３によって遮断されたか否かを捕えることができる。このため、液滴１３が滴下されたことを極めて的確に検出することができるので有利である。
【０１０１】
また、図１７Ｃに示すように、３つの受光素子５１を全て直列に接続した上で抵抗６と直列に接続し、流れる電流が減少するという電位の変化を検出する回路構成とする。この場合、少なくともいずれかの受光素子５１の受光部において、発光素子５２から照射された光が滴下中の液滴１３によって遮断されたか否かを捕えれば、上記電位の変化を検出することができる。したがって、このような回路構成であっても、液滴１３が滴下されたことを極めて的確に検出することができるので有利である。
【０１０２】
あるいは、発光素子５２と受光素子５１とをそれぞれ複数配置する場合、発光素子５２を時分割で順番に発光させ、これに対応するように、点滴筒１１を介して対向または略対向している受光素子５１で順番に液滴１３による遮光の有無を検出する構成とする。例えば、３個の発光素子５２と、３個の受光素子５１とを対向させている上記第４実施形態および第５実施形態では、３個の発光素子５２を例えば、数１０ｋＨｚの周波数で順番に照射させ、これらに対向する受光素子５１で順番に、照射された光が滴下中の液滴１３によって遮断されたか否かを捕らえるのである。この場合も液滴１３が滴下されたことを極めて的確に検出することができる。
【０１０３】
なお上述のように、受光素子の受光部は、発光素子から照射された光が滴下中の液滴を透過することによって、その光量が変化することを捕らえる構成であっても液滴の滴下を的確に検出することができる。
【０１０４】
以上、本発明の例示としていくつかの実施形態について説明を行なったが、上述の各実施形態の構成を適宜組み合わせたり、様々に変形したりすることも当初から予定している。
【０１０５】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０６】
１  滴下検出装置、１１  点滴筒、１２  ノズル、１３  液滴、１４  液溜め、１５  チューブ、１６  チューブ、２１  カメラ（撮像部）、２２  照明器具（照明部）、３１  ハウジング、３２  細孔、５  フォトインタラプタ、５１  受光素子、５２  発光素子、５３  光路、６  抵抗、Ｒ  液滴の滴下を検出できる点滴筒内部の範囲。
【図１Ａ】
2017043623.tif 000003
【図１Ｂ】
2017043623.tif 000004
【図２Ａ】
2017043623.tif 000005
【図２Ｂ】
2017043623.tif 000006
【図３Ａ】
2017043623.tif 000007
【図３Ｂ】
2017043623.tif 000008
【図４Ａ】
2017043623.tif 000009
【図４Ｂ】
2017043623.tif 000010
【図５Ａ】
2017043623.tif 000011
【図５Ｂ】
2017043623.tif 000012
【図６】
2017043623.tif 000013
【図７】
2017043623.tif 000014
【図８】
2017043623.tif 000015
【図９】
2017043623.tif 000016
【図１０】
2017043623.tif 000017
【図１１】
2017043623.tif 000018
【図１２】
2017043623.tif 000019
【図１３】
2017043623.tif 000020
【図１４】
2017043623.tif 000021
【図１５】
2017043623.tif 000022
【図１６】
2017043623.tif 000023
【図１７Ａ】
2017043623.tif 000024
【図１７Ｂ】
2017043623.tif 000025
【図１７Ｃ】
2017043623.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月18日(2017.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方よりノズルが挿入され、該ノズルの下端から滴下する液滴を内部で受ける筒状の点滴筒と、
光を照射する１以上の発光素子および前記光を受光する２以上の受光素子を有するフォトインタラプタと、
前記ノズルの下端で成長中の液滴を撮影する撮像部と、
前記撮像部と前記点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置された照明部と、を備え、
前記１以上の発光素子と前記２以上の受光素子とは、前記点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置され、かつ前記１以上の発光素子と前記２以上の受光素子とを結ぶ２以上の光路は、前記ノズルの下端より下側に位置し、
前記撮像部と前記受光素子とは、前記点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置される、滴下検出装置。
【請求項２】
前記受光素子へ向かう前記２以上の光路のうち少なくとも１つが、他の前記光路と平面視において非平行である、請求項１に記載の滴下検出装置。
【請求項３】
前記受光素子へ向かう前記２以上の光路のうち少なくとも１つが、他の前記光路と正面視において非平行である、請求項１または請求項２に記載の滴下検出装置。
【請求項４】
前記発光素子を１つ有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の滴下検出装置。
【請求項５】
前記点滴筒は、前記発光素子と前記受光素子との間であって前記受光素子に近い側に配置される、請求項４に記載の滴下検出装置。
【請求項６】
前記２以上の光路のうち少なくとも１つが、前記ノズルの下端で成長中の液滴と交差する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の滴下検出装置。
【請求項７】
前記２以上の光路のうち少なくとも１つが、前記点滴筒内部の液溜めの液位検知用である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の滴下検出装置。
【請求項８】
前記発光素子と前記受光素子とを収容し、前記発光素子と前記受光素子とを結ぶ光路が通る細孔が形成されたハウジングを備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の滴下検出装置。
【国際調査報告】
2017043623.tif 000027
2017043623.tif 000028
2017043623.tif 000029
2017043623.tif 000030