(57)【要約】  本発明は光学測定デバイス及びシステム並びにこれらのシステム及びデバイスの使用方法に関し、特には（以下に限定するものではないが）光学的性質をｉｎ−ｓｉｔｕで測定するように構成されたシステム及び装置に関する。【選択図】  図１４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コントロールシステムを取り囲み且つ前記コントロールシステムを環境から流体封止するように構成された、外壁及び１つ以上の位置で前記環境と流体連通しているチャネルを有するハウジングを備え、
前記コントロールシステムが、コントローラ、光レシーバコンポーネント及びワイヤレスデータトランスミッタコンポーネントを備え、
前記光レシーバが前記ハウジング内に置かれて前記チャネルから光を受け取り、光強度を示す１つ以上の信号を出力し、
前記コントロールシステムが、光強度を示す１つ以上の信号を前記光レシーバから受け取り且つ
光強度を示す信号を前記ワイヤレスデータトランスミッタに出力するように構成される、ある環境内から光強度をｉｎ−ｓｉｔｕで感知するように構成された測定デバイス。
【請求項２】
前記コントロールシステムが、光路を規定する前記ハウジング内に置かれる光源をさらに備え、前記光路が前記光源から前記チャネルを通って前記光レシーバへと延びる、請求項１に記載の測定デバイス。
【請求項３】
複数の光学素子が前記光路内に置かれ、また前記光路に対して実質的に非平行に光が進むのを防止するように配置される、請求項１〜２のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項４】
複数の光学素子が前記チャネル内に置かれ、また前記チャネルへの光の入射を防止するように配置される、請求項１〜３のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項５】
前記チャネルが前記ハウジングの外壁上の少なくとも２つの位置の間に延び、前記少なくとも２つの位置の間で流体流路を規定している、請求項１〜４のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項６】
前記チャネルが前記ハウジングの外壁と、少なくとも１つの位置において鋭角で交わる、請求項１〜５のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項７】
前記チャネルが、ワイヤレス電力伝送電子部品を収容しているスピゴットを受けるように構成される、請求項１〜６のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項８】
前記ハウジングの外壁が実質的に球状である又は少なくとも実質的に円形の輪郭を有する、請求項の１〜７のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項９】
前記ハウジングの外壁が、光学濃度を測定する環境に沈めた時に機動性を促進するように成形される、請求項１〜８のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項１０】
前記環境内のいかなる特定の位置にも係留、固定又は固締されない、請求項１〜９のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項１１】
前記コントロールシステムが以下の：
温度センサ、
ｉｎ−ｓｉｔｕにある時にデバイスを推進させる推進機構及び
ｉｎ−ｓｉｔｕにある時にデバイスを浮かせる又は沈める浮力調節機構
の１つ以上をさらに備え、
前記コントローラがさらに、前記推進機構を作動させる信号を出力するように構成され、
前記コントローラがさらに、前記浮力調節機構を作動させる信号を出力するように構成される、請求項１〜１０のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項１２】
前記コントローラが、前記光源への電圧の印加を引き起こす信号を出力するように構成される、請求項１〜１１のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項１３】
前記ワイヤレスデータトランスミッタが、データをワイヤレスデータ受信デバイスに送信するように構成される、請求項１〜１２のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項１４】
前記コントロールシステムがワイヤレス電力レシーバをさらに備え、前記レシーバが、前記チャネル内で発せられるワイヤレス電力信号を受け取れるように前記ハウジング内に前記チャネルに近接して置かれる、請求項１〜１３のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項１５】
前記チャネルが、１つ以上のワイヤレス電力伝送コンポーネントを収容しているスピゴットを受けるように構成される、請求項１〜１４のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項１６】
前記コントロールシステムが複数のゲイン設定レジスタをさらに備え、前記コントローラが、前記レジスタの構成を変更することで前記光レシーバからのダイナミック電圧レンジ出力及び／又は前記光源の強度の１つ以上が変化するように構成される、請求項１〜１５のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項１７】
前記コントロールシステムがワイヤレス電力レシーバをさらに備え、前記レシーバが、外面近くで発せられたワイヤレス電力信号を受け取れるように前記ハウジング内に外面に近接して置かれる、請求項１〜１６のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項１８】
前記ワイヤレス電力レシーバが、動力源にとっての受け取った充電電力のソースとなるように構成される、請求項１〜１７のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項１９】
前記動力源が、前記コントロールシステムの１つ以上のコンポーネントを含め、前記コントロールシステムに給電するように構成される、請求項１〜１８のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項２０】
前記ハウジングが第１及び第２シェルセクションを備え、前記第１シェルセクションが、前記第２シェルセクションの係合封止面と連結するように構成された係合封止面を有し、係合させると、前記コントロールシステムを取り囲む実質的に気密のシェルを形成する、請求項１〜１９のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項２１】
前記ハウジングが、前記環境と流体連通している第１開口部をさらに備える、請求項１〜２０のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項２２】
前記第１開口部内に管が置かれ、前記管の内部は前記環境と流体連通するようになっており、前記管の外側は、前記ハウジングを前記環境から封止するように構成される、請求項１〜２１のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項２３】
前記ハウジングが２つの開口部をさらに備え、前記管が、前記第１開口部から前記第２開口部へ延びて前記ハウジングを通る流体流路を規定するように構成される、請求項１〜２２のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項２４】
前記管が前記光路内に置かれる、請求項１〜２３のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項２５】
前記第１及び第２シェルセクションの封止面はねじが切られている、締り嵌めで係合するように構成される、Ｏリング周囲で締め付けるように構成される、化学的若しくは熱的に結合される又はこれらの組み合わせである、請求項１〜２４のいずれかに記載の測定デバイス。
【請求項２６】
コントロールシステムを取り囲み且つ前記コントロールシステムを環境から流体封止するように構成されたハウジングを備え、前記ハウジングが、
第１及び第２シェルセクションを備え、前記第１シェルセクションが、前記第２シェルセクションの係合封止面と連結するように構成された係合封止面を有し、係合させると、前記コントロールシステムを取り囲む実質的に気密のシェルを形成する、ある環境内から光強度をｉｎ−ｓｉｔｕで感知するように構成された測定デバイス。
【請求項２７】
前記ハウジングが、前記環境と流体連通している第１開口部をさらに備える、請求項２６に記載の測定デバイス。
【請求項２８】
前記第１開口部に揃えて管が置かれ、前記管が前記環境を前記ハウジングの内部と流体連通させるように構成される、請求項２６又は２７に記載の測定デバイス。
【請求項２９】
前記管が光学的に透明な材料である、請求項２８に記載の測定デバイス。
【請求項３０】
前記管が実質的に円柱状である、請求項２８又は２９に記載の測定デバイス。
【請求項３１】
前記ハウジングが２つの開口部を有し、前記管が、前記第１開口部から前記第２開口部へ延びて前記ハウジングを通る流体流路を規定するように構成される、請求項２６〜３０のいずれか一項に記載の測定デバイス。
【請求項３２】
前記第１及び第２シェルセクションの封止面はねじが切られている、締り嵌めで係合するように構成される、Ｏリング周囲で締め付けるように構成される、化学的若しくは熱的に結合される又はこれらの組み合わせである、請求項２６〜３１のいずれか一項に記載の測定デバイス。
【請求項３３】
前記シェルが実質的に球状である又は少なくとも実質的に円形の輪郭を有する、請求項２６〜３２のいずれか一項に記載の測定デバイス。
【請求項３４】
前記シェルが、前記環境に沈めた時に機動性を促進するように成形される、請求項２６〜３３のいずれか一項に記載の測定デバイス。
【請求項３５】
前記シェルが、前記環境内のいかなる特定の位置にも係留、固定又は固締されない、請求項２６〜３４のいずれか一項に記載の測定デバイス。
【請求項３６】
ある環境内から光学濃度を測定するように構成されたセンサ及びデータ処理デバイスを備え、
前記センサがコントロールシステムを取り囲み且つ前記コントロールシステムを前記環境から流体封止するように構成されたハウジングを備え、前記ハウジングが、外壁及び１つ以上の位置で前記環境と流体連通しているチャネルを有し、
前記コントロールシステムがコントローラ、光レシーバコンポーネント及びワイヤレスデータトランスミッタコンポーネントを備え、
前記光レシーバが前記ハウジング内に置かれて光を前記チャネルから受け取り、光強度を示す１つ以上の信号を出力し、
前記コントロールシステムが、光強度を示す１つ以上の信号を前記光レシーバから受け取り且つ光強度を示す信号を前記ワイヤレスデータトランスミッタに出力するように構成され、
前記データ処理デバイスが、前記ワイヤレスデータトランスミッタが送信するデータを受け取るように構成されたワイヤレスデータレシーバを備えるシステム。
【請求項３７】
ある環境内から光学濃度を測定するように構成されたセンサデバイス及びデータ処理デバイスを備え、前記センサデバイスが、光学濃度測定値を示す信号をデータ処理デバイスにワイヤレスで送信するように構成されたワイヤレスデータトランスミッタを備え、
前記データ処理デバイスが、光学濃度測定値を示す信号を受け取るように構成されたレシーバを備えるシステム。
【請求項３８】
前記データ処理デバイスが、前記ワイヤレスデータレシーバが受け取ったデータを記憶装置に保存するように構成される、請求項３６又は３７に記載のシステム。
【請求項３９】
前記データ処理デバイスが、前記保存したデータに対して１回以上の統計的計算を行うように構成される、請求項３６〜３８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４０】
前記データ処理デバイスが、前記チャネル内の光学濃度の量を求めるように構成される、請求項３６〜３９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４１】
前記データ処理デバイスが、前記チャネル内の光学濃度の量を示す値をディスプレイに表示するように構成される、請求項３６〜４０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４２】
前記データ処理デバイスが、前記ワイヤレスデータレシーバが受け取ったタイムデータを示すデータを保存するように構成される、請求項３６〜４１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４３】
データ処理デバイスが、１つ以上の他のデータ処理デバイスとインターフェースをとるように構成される、請求項３６〜４２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４４】
前記データ処理デバイスが、測定を行うように指示する信号を送信するように構成されたワイヤレスデータトランスミッタを備え、前記センサが、前記光学濃度測定を行うように指示する信号を受け取るように構成されたワイヤレスデータレシーバをさらに備える、請求項３６〜４３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４５】
ある環境内から光学濃度を測定することができるｉｎ−ｓｉｔｕ型光強度センサ及びデータ処理デバイスを備え、
前記データ処理デバイスが、測定を行うように指示する信号を送信するように構成されたワイヤレスデータトランスミッタを備え、
前記センサが、前記光学濃度測定を行うように指示する信号を受け取って測定を始めるように構成されたワイヤレスデータレシーバを備える測定システム。
【請求項４６】
前記デバイスが、以下の：
前記ワイヤレスデータレシーバが受け取ったデータを記憶装置に保存するステップ、
前記保存したデータについて１回以上の統計的計算を行うステップ、
前記チャネル内の光強度の量を求めるステップ、
前記チャネル内の光強度の量を示す値をディスプレイに出力するステップ、
前記ワイヤレスデータレシーバが受け取ったタイムデータを示すデータを保存するステップ、
前記保存したデータを１つ以上のポータブル計算デバイスに送信するステップ又は
前記受け取ったデータを表示するステップ
の１つ以上を行うように構成される、請求項３６〜４４のいずれか一項に記載のシステム又は請求項４５に記載の測定システム。
【請求項４７】
測定デバイスでの使用に合わせて構成され且つ
前記測定デバイス内の光源に電圧を印加する信号を出力し、
受光デバイスから光強度測定値を示す情報を受け取り、
前記光強度測定値を示す情報をワイヤレスデータ送信デバイスに出力するように構成されたコントローラを備えるコントロールシステム。
【請求項４８】
前記コントローラがさらに、前記受光デバイスから受け取った、光強度測定値を示す情報を保存するように構成される、請求項４７に記載のコントロールシステム。
【請求項４９】
前記測定デバイスが動力源を備え、前記コントロールシステムが前記動力源からの電力を測定するように構成される、請求項４７又は４８に記載のコントロールシステム。
【請求項５０】
複数のゲイン設定レジスタをさらに備え、前記コントローラが、前記レジスタの構成を変更することで前記受光デバイスからのダイナミック電圧レンジ出力及び／又は前記光源の光強度の１つ以上が変化するように構成される、請求項４７〜４９のいずれか一項に記載のコントロールシステム。
【請求項５１】
前記コントローラがマイクロプロセッサである、請求項４７〜５０のいずれか一項に記載のコントロールシステム。
【請求項５２】
さらに推進機構又は浮力調節機構の１つ以上の動作を制御する又は少なくとも開始させる信号を出力するように構成される、請求項４７〜５１のいずれか一項に記載のコントロールシステム。
【請求項５３】
ベース及びスピゴットを備え且つある流体環境内からｉｎ−ｓｉｔｕで光学濃度を感知するように構成された測定デバイスを支持するように構成され、
前記ベース及び／又はスピゴットが１つ以上のワイヤレス電力伝送コンポーネントを取り囲むように構成され、
前記測定デバイスが１つ以上のワイヤレス電力レシーバコンポーネントを取り囲むように構成されたハウジングを備え、前記ハウジングが１つ以上の位置で前記環境と流体連通しているチャネルを有し、
前記スピゴットが、前記チャネルに係合して前記測定デバイスを充電ステーション上で支持するように構成される充電ステーション。
【請求項５４】
デバイス、システム又はハウジングを用意し、コントローラを作動させて光レシーバから信号を受け取り、信号をワイヤレスデータトランスミッタに出力することを含む、請求項１〜５４のいずれかに記載のデバイス、システム又はハウジングを使用して光学濃度を測定する方法。
【請求項５５】
充電ステーションを用意し、測定デバイスを用意し、前記測定デバイスを前記充電デバイスのベース及び／又はスピゴットと係合させ、１つ以上のワイヤレス電力伝送コンポーネントに電圧を印加することを含む、請求項１〜３５のいずれか一項に記載のデバイス内の動力源を充電する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学測定デバイスに関し、特には（ただし以下に限定するものではない）光学的性質をｉｎ−ｓｉｔｕで測定するように構成されたシステム及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学測定デバイスは、多種多様な用途で使用されている。光学測定デバイスには、強度、色、波長又は他の特徴等の光の性質の１つ以上を測定又は別の形で求めるのに使用するデバイスが含まれる。光学測定デバイスの１つのタイプが光学濃度センサである。光学濃度センサの１つのタイプが細胞密度センサであり、レシーバに向かって溶液越しに光を照射することで動作する。溶液の光学濃度は、通過する光の吸収又は散乱量を変化させる。光レシーバは、受け取った光の強度に応じた信号を出力し、受け取る光は溶液によってどの程度の散乱又は吸収が起きたかに左右される。
【０００３】
細胞密度センサは、バイオテクノロジー、化学、醸造、ワイン造り、発酵、医薬品及び他の業種又は研究部門で使用されている。バイオテクノロジー用途の場合、細胞密度センサは、細胞培養液中の生細胞の増殖をモニタするのによく使用される。
【０００４】
そのような光学測定システムの欠点は、典型的には使用にあたって煩わしい手順を必要とすることである。この手順には、溶液のサンプルを連続的なタイムポイントで無菌条件下、繰り返し取り出し、そのサンプルを測定デバイスに装填し、測定値を記録し、サンプルを廃棄することが含まれる。この手順では汚染リスクが上昇し、溶液はサンプルの量だけ失われる。
【０００５】
本発明の目的は、上記の欠点の幾つかを克服する又は少なくとも改善する、あるいは少なくとも社会に有用な選択肢を提供する、改良された測定システムを提供することである。本発明の他の目的は、例として挙げたにすぎない以下の説明から明らかとなる。
【発明の概要】
【０００６】
１つの態様において、本発明は、ある環境内から光強度をｉｎ−ｓｉｔｕで感知するように構成された測定デバイスに存し、このデバイスは、コントロールシステムを取り囲み且つこのコントロールシステムを環境から流体封止するように構成された、外壁及び１つ以上の位置で環境と流体連通しているチャネルを有するハウジングを備え、コントロールシステムは、コントローラ、光レシーバコンポーネント及びワイヤレスデータトランスミッタコンポーネントを備え、光レシーバはハウジング内に置かれてチャネルから光を受け取り、光強度を示す１つ以上の信号を出力し、コントロールシステムは、光強度を示す１つ以上の信号を光レシーバから受け取り且つ光強度を示す信号をワイヤレスデータトランスミッタに出力するように構成される。
【０００７】
一実施形態において、コントロールシステムは、光路を規定するハウジング内に置かれる光源をさらに備え、光路は光源からチャネルを通って光レシーバへと延びる。
【０００８】
一実施形態においては、複数の光学素子が光路内に置かれ、また光路に対して実質的に非平行に光が進むのを防止するように配置される。
【０００９】
一実施形態においては、複数の光学素子がチャネル内に置かれ、またチャネルへの光の入射を防止するように配置される。
【００１０】
一実施形態において、チャネルはハウジングの外壁上の少なくとも２つの位置の間に延び、これら少なくとも２つの位置の間で流体流路を規定している。
【００１１】
一実施形態において、チャネルは実質的に直線の経路を規定する。別の実施形態において、チャネルは湾曲した経路を規定し、例えばＳ形を有するチャネルを含む。
【００１２】
一実施形態において、チャネルはハウジングの外壁と、少なくとも１つの位置において鋭角で交わる。
【００１３】
一実施形態において、チャネルは、ワイヤレス電力伝送電子部品を収容しているスピゴットを受けるように構成される。
【００１４】
一実施形態において、ハウジングの外壁は実質的に球状である又は少なくとも実質的に円形の輪郭を有する。例えば、ハウジングの外壁は、扁球状又は長球状の輪郭を含めた実質的に回転楕円体の輪郭を有する。
【００１５】
一実施形態において、ハウジングの外壁は、光学濃度を測定する環境に沈めた時に機動性を促進するように成形される。
【００１６】
一実施形態において、測定デバイスは、環境内のいかなる特定の位置にも係留、固定又は固締されない。
【００１７】
一実施形態において、コントロールシステムは温度センサをさらに備える。様々な実施形態において、温度センサは、デバイスを置く環境、例えば懸濁液と接触するように設置される。一実施形態において、温度センサはハウジングの外壁に近接して設置され、また温度情報をコントローラに提供するように構成される。一例において、温度センサは光レシーバに近接して設置され、また温度情報をコントローラに提供するように構成される。別の例においては、温度センサはチャネルに近接して設置される。
【００１８】
一実施形態において、測定デバイスは、ｉｎ−ｓｉｔｕにある時にデバイスを推進させる推進機構をさらに備え、コントローラはさらに、この推進機構を作動させる信号を出力するように構成される。
【００１９】
一実施形態において、測定デバイスは、ｉｎ−ｓｉｔｕにある時にデバイスを浮かせる又は沈める浮力調節機構をさらに備え、コントローラはさらに、この浮力調節機構を作動させる信号を出力するように構成される。
【００２０】
一実施形態において、コントローラは、光源への電圧の印加を引き起こす信号を出力するように構成される。
【００２１】
一実施形態において、ワイヤレスデータトランスミッタは、データをワイヤレスデータ受信デバイスに送信するように構成される。
【００２２】
一実施形態において、コントロールシステムはワイヤレス電力レシーバをさらに備え、レシーバは、チャネル内で発せられるワイヤレス電力信号を受け取れるようにハウジング内にチャネルに近接して置かれる。
【００２３】
一実施形態において、チャネルは、１つ以上のワイヤレス電力伝送コンポーネントを収容しているスピゴットを受けるように構成される。
【００２４】
一実施形態において、コントロールシステムは複数のゲイン設定レジスタをさらに備え、コントローラは、レジスタの構成を変更することで光レシーバからのダイナミック電圧レンジ出力及び／又は光源の光強度の１つ以上が変化するように構成される。
【００２５】
一実施形態において、コントロールシステムはワイヤレス電力レシーバをさらに備え、レシーバは、外面近くで発せられたワイヤレス電力信号を受け取れるようにハウジング内に外面に近接して置かれる。
【００２６】
一実施形態において、ワイヤレス電力レシーバは、動力源にとっての受け取った充電電力のソースとなるように構成される。
【００２７】
一実施形態において、動力源は、コントロールシステムの１つ以上のコンポーネントを含め、コントロールシステムに給電するように構成される。
【００２８】
一実施形態において、ハウジングは第１及び第２シェルセクションを備え、第１シェルセクションは、第２シェルセクションの係合封止面と連結するように構成された係合封止面を有し、係合させると、コントロールシステムを取り囲む実質的に気密のシェルを形成する。
【００２９】
一例において、ハウジングは、実質的に気密で均質なシェルである。
【００３０】
一実施形態において、ハウジングは、環境と流体連通している第１開口部をさらに備える。
【００３１】
一実施形態においては、この第１開口部に揃えて管が置かれ、管の内部は環境と流体連通するようになっており、管の外側は、ハウジングを環境から封止するように構成される。
【００３２】
一実施形態において、ハウジングは２つの開口部をさらに備え、管は、第１開口部から第２開口部へ延びてハウジングを通る流体流路を規定するように構成される。
【００３３】
一実施形態において、管は光路内に置かれる。
【００３４】
一実施形態において、管は光学的に透明な材料である。
【００３５】
一実施形態において、管は実質的に円柱状である。
【００３６】
一実施形態において、第１及び第２シェルセクションのそれぞれの封止面はねじが切られている。
【００３７】
一実施形態において、第１及び第２シェルセクションの封止面は、締り嵌めで係合するように構成される。
【００３８】
一実施形態において、第１及び第２シェルセクションの封止面は、Ｏリング又は封止具の周囲で締め付けるように構成される。
【００３９】
一実施形態において、第１及び第２シェルセクションは、化学的又は熱的に結合される。
【００４０】
別の態様において、本発明は概して、ある環境内から光強度をｉｎ−ｓｉｔｕで感知するように構成された測定デバイスに存し、このデバイスは、コントロールシステムを取り囲み且つこのコントロールシステムを環境から流体封止するように構成されたハウジングを備え、ハウジングは、
【００４１】
第１及び第２シェルセクションを備え、第１シェルセクションは、第２シェルセクションの係合封止面と連結するように構成された係合封止面を有し、係合させると、コントロールシステムを取り囲む実質的に気密のシェルを形成する。
【００４２】
一実施形態において、ハウジングは、環境と流体連通している第１開口部をさらに備える。
【００４３】
一実施形態においては、この第１開口部に揃えて管が置かれ、管は環境をハウジングの内部と流体連通させるように構成される。
【００４４】
一実施形態において、管は光学的に透明な材料である。
【００４５】
一実施形態において、管は実質的に円柱状である。
【００４６】
一実施形態において、ハウジングは２つの開口部を有し、管は、第１開口部から第２開口部へ延びてハウジングを通る流体流路を規定するように構成される。
【００４７】
一実施形態において、第１及び第２シェルセクションの封止面はねじが切られている。
【００４８】
一実施形態において、第１及び第２シェルセクションの封止面は、締り嵌めで係合するように構成される。
【００４９】
一実施形態において、第１及び第２シェルセクションの封止面は、Ｏリングの周囲で締め付けるように構成される。
【００５０】
一実施形態において、シェルは実質的に球状である又は少なくとも実質的に円形の輪郭を有する。
【００５１】
一実施形態において、シェルは、環境に沈めた時に機動性を促進するように成形される。
ハウジングの外壁は、環境に沈めた場合に可動性が高まるように成形される。
【００５２】
一実施形態において、シェルは、環境内のいかなる特定の位置にも係留、固定又は固締されない。
【００５３】
一実施形態において、第１及び第２シェルセクションは、化学的又は熱的に結合されるように構成される。
【００５４】
別の態様において、本発明は概して、ある環境内から光学濃度を測定するように構成されたセンサ及びデータ処理デバイスを備えるシステムに存し、センサはコントロールシステムを取り囲み且つコントロールシステムを環境から流体封止するように構成されたハウジングを備え、ハウジングは、外壁及び１つ以上の位置で環境と流体連通しているチャネルを有し、コントロールシステムはコントローラ、光レシーバコンポーネント及びワイヤレスデータトランスミッタコンポーネントを備え、光レシーバはハウジング内に置かれて光をチャネルから受け取り、光強度を示す１つ以上の信号を出力し、コントロールシステムは、光強度を示す１つ以上の信号を光レシーバから受け取り且つ光強度を示す信号をワイヤレスデータトランスミッタに出力するように構成され、データ処理デバイスは、ワイヤレスデータトランスミッタが送信するデータを受け取るように構成されたワイヤレスデータレシーバを備える。
【００５５】
別の態様において、本発明は概して、ある環境内から光学濃度を測定するように構成されたセンサデバイス及びデータ処理デバイスを備えるシステムに存し、センサデバイスは、光学濃度測定値を示す信号をデータ処理デバイスにワイヤレスで送信するように構成されたワイヤレスデータトランスミッタを備え、データ処理デバイスは、光学濃度測定値を示す信号を受け取るように構成されたレシーバを備える。
【００５６】
一実施形態において、データ処理デバイスは、ワイヤレスデータレシーバが受け取ったデータを記憶装置に保存するように構成される。
【００５７】
一実施形態において、センサデバイスは、搭載型データ記憶ユニットを有する。例えば、センサデバイスは、データ処理デバイスを補完する又はそれに代替する、例えばネットワークの不具合及び他の電力停止時にデータを復旧させるためのサポートシステムとして、搭載型データ記憶ユニットを有する。
【００５８】
一実施形態において、データ処理デバイスは、保存したデータに対して１回以上の統計的計算を行うように構成される。
【００５９】
一実施形態において、データ処理デバイスは、チャネル内の光学濃度の量を求めるように構成される。
【００６０】
一実施形態において、データ処理デバイスは、チャネル内の光学濃度の量を示す値をディスプレイに表示するように構成される。
【００６１】
一実施形態において、データ処理デバイスは、ワイヤレスデータレシーバが受け取ったタイムデータを示すデータを保存するように構成される。
【００６２】
一実施形態において、データ処理デバイスは、１つ以上の他のデータ処理デバイスとインターフェースをとるように構成される。
【００６３】
一実施形態において、データ処理デバイスは、測定を行うように指示する信号を送信するように構成されたワイヤレスデータトランスミッタを備え、センサは、この光学濃度測定を行うように指示する信号を受け取るように構成されたワイヤレスデータレシーバをさらに備える。
【００６４】
別の態様において、本発明は概して、ある環境内から光学濃度を測定することができるｉｎ−ｓｉｔｕ型光強度センサ及びデータ処理デバイスを備える測定システムに存し、データ処理デバイスは、測定を行うように指示する信号を送信するように構成されたワイヤレスデータトランスミッタを備え、センサは、この光学濃度測定を行うように指示する信号を受け取って測定を始めるように構成されたワイヤレスデータレシーバを備える。
【００６５】
一実施形態において、デバイスは、以下の：ワイヤレスデータレシーバが受け取ったデータを記憶装置に保存するステップ、保存したデータについて１回以上の統計的計算を行うステップ、チャネル内の光強度の量を求めるステップ、チャネル内の光強度の量を示す値をディスプレイに出力するステップ、ワイヤレスデータレシーバが受け取ったタイムデータを示すデータを保存するステップ、保存したデータを１つ以上のポータブル計算デバイスに送信するステップ又は受け取ったデータを表示するステップの１つ以上を行うように構成される。
【００６６】
別の態様において、本発明は概して、測定デバイスでの使用に合わせて構成され且つ測定デバイス内の光源に電圧を印加する信号を出力し、受光デバイスから光強度測定値を示す情報を受け取り、光強度測定値を示す情報をワイヤレスデータ送信デバイスに出力するように構成されたコントローラを備えるコントロールシステムから成る。
【００６７】
一実施形態において、コントローラはさらに、受光デバイスから受け取った、光強度測定値を示す情報を保存するように構成される。
【００６８】
一実施形態において、測定デバイスは動力源を備え、コントロールシステムは動力源からの電力を測定するように構成される。
【００６９】
一実施形態において、コントロールシステムは複数のゲイン設定レジスタをさらに備え、コントローラは、レジスタの構成を変更することで光レシーバからのダイナミック電圧レンジ出力及び／又は光源の光強度の１つ以上が変化するように構成される。
【００７０】
一実施形態において、コントローラはマイクロプロセッサである。
【００７１】
一実施形態において、コントロールシステムはさらに、推進機構又は浮力調節機構の１つ以上の動作を制御する又は少なくとも開始させる信号を出力するように構成される。
【００７２】
別の態様において、本発明は概して、ベース及びスピゴットを備え且つある流体環境内からｉｎ−ｓｉｔｕで光学濃度を感知するように構成された測定デバイスを支持するように構成された充電ステーションに存し、ベース及び／又はスピゴットは１つ以上のワイヤレス電力伝送コンポーネントを取り囲むように構成され、測定デバイスは１つ以上のワイヤレス電力レシーバコンポーネントを取り囲むように構成されたハウジングを備え、ハウジングは１つ以上の位置で環境と流体連通しているチャネルを有し、スピゴットは、チャネルに係合して測定デバイスを充電ステーション上で支持するように構成される。
【００７３】
別の態様において、本発明は概して、これまでの陳述に沿ったデバイス、システム又はハウジングを使用して光学濃度を測定する方法に存し、この方法は、デバイス、システム又はハウジングを用意し、コントローラを作動させて光レシーバから信号を受け取り、信号をワイヤレスデータトランスミッタに出力することを含む。
【００７４】
別の態様において、本発明は概して、これまでの陳述に沿ったデバイス内の動力源を充電する方法に存し、この方法は、充電ステーションを用意し、測定デバイスを用意し、測定デバイスを充電デバイスのベース及び／又はスピゴットと係合させ、１つ以上のワイヤレス電力伝送コンポーネントに電圧を印加することを含む。
【００７５】
他の態様において、本発明は、本明細書に記載又は添付の図面の１つ以上に描かれるようなデバイス、システム、ハウジング又はステーションに関する。
【００７６】
本発明の他の態様は、単なる例としての、添付の図面を参照しながらの以下の説明から明らかとなる。
【００７７】
本明細書において、「及び／又は」という語は、「及び」又は「又は」又はその両方を意味する。
【００７８】
本明細書において、名詞に続く「ｓ」は、その名詞の複数形及び／又は単数形を意味する。
【００７９】
明細書本文及び請求項で使用する「〜を備える（含む）」という文言は、「少なくとも部分的に〜から成る」を意味する。この文言を含むこの明細書本文及び請求項中の陳述の意味を説明すると、各陳述中の、この文言が後ろに続く特徴の全てが存在している必要があるが、他の特徴も存在し得るということである。関係する文言、例えば「備え（含み）」及び「備えた（含んだ）」も同じように解釈される。
【００８０】
本明細書において、文脈によっては、「近接して」という文言は「〜で」を含む。
【００８１】
本明細書で開示の数値範囲（例えば、１〜１０）に言及する場合、その範囲内の全ての有理数（例えば、１、１．１、２、３、３．９、４、５、６、６．５、７、８、９及び１０）、またその範囲内の全ての有理数範囲（例えば、２〜８、１．５〜５．５及び３．１〜４．７）にも言及しているものとする。
【００８２】
これまで引用してきた、またこれから引用する（ある場合は）全ての特許出願、特許及び出版物の開示全体が、参照により本明細書に援用される。
【００８３】
本発明は概して、本願の明細書本文において個別又は集合的に言及又は示される部品、要素及び特徴並びにこれらの部品、要素又は特徴の任意の２つ以上の任意又は全ての組み合わせに存するとも言え、本明細書において特定の整数を挙げ、本発明が関連する分野においてその当量が知られている場合、そのような既知の当量は、あたかも個別に記載されたがごとく本明細書に取り入れられるとみなされる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
ここで本発明を、単なる例でもって、図面を参照しながら説明する。
【００８５】
【図１】図１は、センサの実施形態を概略的に示す。
【００８６】
【図２】図２は、図１のセンサの断面を示す。
【００８７】
【図３】図３は、ｉｎ−ｓｉｔｕにあり且つ外部コントロールシステムに近接するセンサの全体像を示す。
【００８８】
【図４Ａ】図４は、球状（図４Ａ）及び回転楕円体状（図４Ｂ）のセンサ並びにそれぞれの充電プラットフォームの側面図である。
【図４Ｂ】同上。
【００８９】
【図５Ａ】図５は、図４の球状（図５Ａ）及び回転楕円体状（図５Ｂ）のセンサ並びに充電プラットフォームの断面図である。
【図５Ｂ】同上。
【００９０】
【図６Ａ】図６は図２に描かれたコンポーネントのより詳細な回路図（図６Ａ）及び温度センサを加えた、図２に描かれたコンポーネントの回路図（図６Ｂ）である。
【図６Ｂ】同上。
【００９１】
【図７】図７は、実施例１で説明する、センサ及び卓上分光光度計で得られた結果を比較したグラフである。
【００９２】
【図８】図８〜１０は、センサ内に配置された光及び流体のチャネルを示す。
【図９】同上。
【図１０】同上。
【００９３】
【図１１】図１１は、「Ｓ」形流体チャネルを有するセンサの例を示す。
【００９４】
【図１２Ａ】図１２は、球状（図１２Ａ〜１２Ｃ）及び回転楕円体状（図１２Ｄ〜１２Ｆ）のセンサ並びにセンサ内でのコンポーネントのレイアウトを示す。
【図１２Ｂ】同上。
【図１２Ｃ】同上。
【図１２Ｄ】同上。
【図１２Ｅ】同上。
【図１２Ｆ】同上。
【００９５】
【図１３Ａ】図１３は、図１２の代表的な球状（図１３Ａ〜１３Ｃ）及び回転楕円体状（図１３Ｄ〜１３Ｆ）のセンサを寸法付きで示す。
【図１３Ｂ】同上。
【図１３Ｃ】同上。
【図１３Ｄ】同上。
【図１３Ｅ】同上。
【図１３Ｆ】同上。
【００９６】
【図１４】図１４は、コントロールシステムのコンポーネント、ネットワーク及びユーザーインターフェースの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００９７】
生細胞の増殖とは、細胞成分量における規則正しい増加である。殆どの生物において、増殖は細胞質量の増加、遺伝子材料（ＤＮＡ）の複製とそれに続く細胞分裂を伴う。細胞分裂により細胞数ひいては増殖培地における細胞濃度が上昇する。細胞濃度の推定方法は、液状培地中の細胞懸濁液の濁度の測光法による測定である。液体中に浮遊している粒子サイズの物体（例えば、細菌）は、懸濁液を通過する光を散乱させる。この散乱により、懸濁液を直接透過する光の強度が低下する。ヒトの目には、懸濁液は濁って又は「曇って」見える。細胞濃度が上昇するとより多くの光が散乱するため、光強度の低下を用いて細胞濃度を測定することができる。
【００９８】
細胞増殖を数学的に表す場合、溶液又は粒子懸濁液を通過した後の光の強度Ｉは入射光の強度Ｉ０に１０−Ｎ／Ｎ１０を掛けたものに等しく、Ｎは懸濁液中の粒子の濃度であり、Ｎ１０は光強度を１０分の１にする粒子濃度である。
【００９９】
【数１】
2016537618.tif 000003
【０１００】
方程式を並べ替えて１０を底とする対数を取り入れると、
【０１０１】
【数２】
2016537618.tif 000004
となる。
【０１０２】
項−ｌｏｇＩ／Ｉ０は、溶液又は懸濁液の吸光度又は光学濃度（ＯＤ）として知られる。光学濃度は光の波長及び懸濁液を通る光路長の関数である。細胞懸濁液の光学濃度又は濁度は、キャリブレーション後、細胞濃度に直接変換することができる。
【０１０３】
既存のプローブは、大型の発酵槽又はバイオリアクタ向けに設計され、これまでに報告されている。実験室レベルでは、細菌、酵母、真菌又は哺乳動物細胞をガラスのフラスコ内で培養し、シェーカーインキュベータにおいて設定温度でインキュベートする。簡単に説明すると、生細胞又は低温保存した細胞を、必要とされる増殖サプリメントを含有する、ガラスフラスコ内の増殖培地に播種する。これが培地及び浮遊している微粒子のブロスとなる。フラスコを温度制御した振盪培養器内で保存して細胞増殖を誘導する。細胞増殖をモニタするために、培養ブロスのアリコートをフラスコから一定間隔で手作業で取り出し、分光光度計を使用して測定を行う。細胞増殖の正確なモニタリングは（多くのダウンストリームアプリケーションに必須であり、このオフライン測定技法は煩わしい）時間がかかり、また汚染及びヒューマンエラーが起きやすい。
【０１０４】
本発明の実施形態は、光学濃度を測定したい溶液に浸漬可能なセンサに関する。本発明の実施形態は、このセンサとの使用に合わせて構成されたシステムにも関する。センサは、情報を情報処理システムにワイヤレスで伝達するように構成され、サンプルを手作業で取り出したり分光光度計を手動で使用したりする必要がない。
【０１０５】
図１は、センサ１５の特定の実施形態を概略的に示している。センサは、光源２及び光源２から光を受け取るように構成された光レシーバ５を含めた複数のコンポーネントを実質的に閉じ込めるハウジング４を有する。レシーバ５を光源の真正面に置くことも、あるいは放出された光が近傍の又は入射コンポーネントの光学的性質により十分に誘導されるように光レシーバ５を配置することもできる。溶液の輝度を測定しようとする幾つかの実施形態においては、光源を省略する。
【０１０６】
光源は、適切な電気的な刺激を受けると発光するように構成される。一例において、光源は発光ダイオード（ＬＥＤ）又は電圧を印加すると発光する同様の素子である。特定の実施形態において、光レシーバはフォトダイオード、フォトトランジスタ又は同様の素子である。光レシーバ５は、受け取った光強度を示す信号を出力するように構成される。光源２及びレシーバ５を少なくとも、これらが効率的に送受信を行うことができる波長の点できっちりと整合させる。さらに、試験したい溶液の吸光特性に応じて特定の動作波長を選択し得る。例えば、動作波長を試験したい溶液のピーク吸収波長に揃える又は近似させることで吸収効率及び測定値のダイナミックレンジを最適化する。
【０１０７】
光源２及び光レシーバ５は、これらの間に光路がくるように特定の距離を隔てて設置される。チャネル３は、光源２から放出された光がチャネルを通過してレシーバ５に到達するように光路内に設置される。チャネル３は、ハウジング４の外部に流体連通している少なくとも１つの開口部を有するため、センサを沈めると、溶液又は懸濁液がチャネルを満たす。光レシーバ５が受け取った光の強度は、光路内の物質の光学濃度を示す。
【０１０８】
幾つかの構成において、センサは、チャネル３及び任意で光源２と光レシーバ５との間の光路に配置された、レシーバに到達する光の受光角を小さくする及び散乱する又はチャネルの側部で光レシーバへと反射される光の量を減少させる多数のコリメータデバイスを有する。周辺光又は散乱光がレシーバに到達するのを防止する又はその量を減少させることで測定性能は向上する。コリメータデバイスは、入射する光を散乱させる形状を有する反射、吸収又は分散的な光学コンポーネントを含む。図８〜１１には、チャネル３内に配置され、光レシーバに対する光の受光角を小さくでき且つチャネルの反射率を低下させる効果を有する畝様のコリメータデバイス２３を備えたセンサの構成が描かれている。
【０１０９】
図８及び９には、光路２６内に配置されたコリメータデバイス２３並びに光源及び光路の光レシーバ部をチャネル３から流体封止する透明部材２７が描かれている。チャネル又は光路に実質的に平行に進む光だけが光レシーバに進入する場合にコリメータデバイス２３の配置は最適となる。光路とチャネルとが実質的に直角をなすように配置することで、測定性能はさらに向上する。
【０１１０】
幾つかの実施形態において、ハウジングは、チャネル３がハウジング４の一方の側からもう一方の側へと延びて流体流路を成すように２つの開口部を有する。これにより流体はチャネル３内を流れるようになるが、これは流体が、振盪培養器によって引き起こされる自然な撹拌運動により循環するからである。
【０１１１】
幾つかの実施形態において、チャネルは円柱であり、有利には空洞内で気泡が発生して光路に影響する可能性を低下させる湾曲した内面形状を有する。他の実施形態において（例えば気泡が懸念されない場合）、チャネルは断面が円形又は正方形又は多角形である。チャネルの形成にガラス又は他の親水性材料を使用することで、表面に気泡が付着する傾向は弱まる。特定の実施形態において、チャネルはセンサシェルにＯリング等のメカニカルシールで封止される。あるいは、粘性シーラント等の材料で化学的に結合される。
【０１１２】
幾つかの実施形態において、チャネル３は、センサの表面又は少なくとも蛇行形状であるチャネルに対して角度のついた入口２５を有する。図１１は、「Ｓ」形チャネル２５及び傾斜した入口を有するセンサの例を示す。「Ｓ」形チャネルは、トンネルに進入する光の見通し軌道をブロックすることで、周囲光の光レシーバへの到達を防ぐのにも役立つ。
【０１１３】
幾つかの構成においては、撹拌溶液中に沈めた場合にフィンがセンサの回転を引き起こすように複数のフィン２４をセンサ表面上に配置する。フィンを「Ｓ」形チャネルと組み合わせることで、チャネルを通る流体のポンプ輸送を促進する。流体を通過する光路を短くすることで、より高い光学濃度の溶液における使用及び／又はより低電力の光源の使用が可能になる。
【０１１４】
一実施形態において、センサハウジングは、３Ｄ印刷技法を用いて構築することができる。最低限の壁厚を用いることで、構造的完全性がセンサ寿命中は続くようにする。アクリル系フォトポリマー又はナイロンプラスチックの場合の選択的レーザー焼結３Ｄ印刷制限：物体は多様なものとなり、最小細部は０．２ｍｍ、最低壁厚は０．７ｍｍ、最高温度は８０℃である。
【０１１５】
様々な実施形態において、センサハウジングは、２つの半球等の複数のシェルコンポーネントから形成される。シェルコンポーネントは、例えば、化学的又は機械的に固締されて内部コンポーネントを閉じ込める。各シェルコンポーネントを固定するための機械的固締具には、ねじ又は締り嵌めタイプの連結部が含まれる。幾つかの実施形態において、シェルコンポーネントは２つの実質的に半球状のシェルセクションを備える。
【０１１６】
各シェルセクションは嵌合面を有し、この嵌合面でシェルセクションは向かい合い、係合する。例えば、嵌合面は、シェルセクションをねじ止めできるように、対向するシェルセクションに対して相補的なねじ付き連結部を有する。あるいは、各シェルセクションの嵌合面を締り嵌めで係合するような寸法にすることで非円形の係合面を使用できるようにする。次に、圧力を加えて２つのシェルセクションを合わせて嵌合面を係合させることでハウジングを完成させる。Ｏリング又は半粘性のシーラント等の１つ以上の封止具を用いることでシェルセクションを漏れ止め係合させ得る。別の実施形態において、封止は、例えば均質な面を形成するために、摩擦、溶接又は漏れ止め係合にする他の係合により行われる。
【０１１７】
溶液に沈めた時の動きを円滑にするための最適なセンサ１５形態は、図に示すような球状形態である。しかしながら、特定の実施形態においては、動いている溶液内でのセンサの動きを円滑にする又は少なくとも実質的に動きを妨げない他の形態を用いる。例えば、実質的に円柱形又は長円形のハウジング形態、回転楕円体形態又は他の曲面形のハウジング形態を用いる。
【０１１８】
センサの外面には窪み又はスパイクを含めることができる。へこみは流体抗力を低下させる又は動きの速い流体中での動きに抵抗する若しくは動きを減少させる牽引力をもたらすのに役立ち得る。センサを溶液の底上にある物質に埋め込むのが望ましい場合はスパイクを設けることができる。例えば、センサを、測定を行いたい流体流れ、例えば川床で用いることができる。スパイクは、流体に対するある位置にセンサを固定するのに役立つ。
【０１１９】
揺れ動いている溶液中でのセンサの動きをさらに円滑にするために、センサの外面は、溶液から又は溶液に対するシェルの誘導回転によりセンサに運動エネルギーを付与するように作用する１つ以上の流体力学的表面を含み得る。表面は、センサ外面に接合又は形成されたフィン、輪郭線、へこみ又は凹部を備え得る。
【０１２０】
幾つかの実施形態において、センサは、重量分布が偏心するように構築される。これによってチャネル内を循環する流体の動きを支援することができる。あるいは、チャネルを特定の方向（例えば、溶液の流路の方向）に優先的に揃え易くなる。
【０１２１】
幾つかの実施形態において、光源２及びレシーバ５はエレクトロニクス基板１上に取り付けられ、エレクトロニクス基板１はハウジング４に又はハウジング４内に着脱自在に取り付けられる。基板１に取り付ける場合、光源及びレシーバはセンサ１５から簡単に取り外して他の組み合わせと交換し得る。これにより、試験したい溶液に応じて特定の動作波長及び光強度を選択できるようになり得る。幾つかの実施形態において、基板１は曲がる回路基板であるため、センサハウジングが負わせ得るパッケージング制約内に容易におさまり得る。しかしながら、一線整列が維持され且つ動き又は振動が光学コンポーネントの精度に実質的に影響しないように光源２及びレシーバ５を剛性をもたせて離間するのが理想的である。ハウジング内に１つ以上のガイドラグを設けることで基板１を繰り返し、安定性をもって取り付けやすくする。
【０１２２】
図２は図１のセンサの断面を示し、チャネル３は光源２と光レシーバ５との間の光路９に置かれている。チャネル３に溶液８が流入し、これがチャネル及び光路内での光の吸収又は散乱を引き起こす。
【０１２３】
図２は、光源２、光レシーバ５、動力源６及びワイヤレス通信インターフェース１１に接続するように構成されたコントロールユニット又はコントローラ１０も示す。コントロールユニットは、外部プロトコル対応デバイスと通信するための少なくとも１つ以上のアナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）入力端子、１つ以上のデジタル出力端子及び／又はシリアルデータ送受信ピンを有するマイクロプロセッサである。
【０１２４】
図６は、図２に描かれたコンポーネントのより詳細な回路図（図６Ａ）及び温度センサ６０を加えた、図２に描かれたコンポーネントの回路図（図６Ｂ）であり、特にはコントローラ１０及び接続しているコンポーネントを示す。コントローラは、ワイヤレス通信インターフェース１１に接続して少なくとも外部システムとデータの送受信を行うように構成される。
【０１２５】
幾つかの実施形態において、ワイヤレス通信インターフェース１１は無線トランシーバである。しかしながら、他の実施形態において、インターフェース１１はトランスミッタのみにもなり得る。インターフェースは、例えば、ブルートゥーストランシーバ等の共通通信プロトコルを有する２．４ＧＨｚトランシーバになり得る。他の伝送周波数及びプロトコルも使用し得る。長距離通信又は無線周波数の減衰が大きい物質を介した通信が必要とされる状況下では、ワイヤレスで伝送する電力を比較的少なく保ってバッテリ電力を温存できるように低周波数を用いることが有益な場合もある。しかしながら、伝送周波数が高いとアンテナを小型化できる等の利点が得られるため、センサハウジング４内で利用可能なパッケージングスペースが限られている状況での利用に最も適していると言える。さらに、幾つかの実施形態においては、ＰＣＢトラック又は可撓性のアンテナを組み込む。あるいは、滅菌に適した適当な遮蔽材を使用するならば、アンテナはセンサハウジングの外に延びる。
【０１２６】
様々な実施形態において、コントローラ１０は、光源２への電圧の印加を制御し且つ受け取った光の量を示す信号をレシーバ５から受け取るように構成される。コントローラは、例えば光源２に定期的に電圧を印加してレシーバ５からの出力を受け取って保存する自動化されたプロセスを円滑にすることができる。あるいは、コントローラは、通信インターフェース１１経由で受け取った測定を行うとの命令に応答することができる。
【０１２７】
コントローラ１０は、ＡＤＣ入力ピン経由で定期的に光レシーバ５から受け取る電圧をサンプリングする。コントローラが光レシーバ５から受け取る信号は、光路３内の溶液によって散乱又は吸収された光を示す。溶液の光学濃度は受け取った信号から求めることができる。溶液が光学的により密になるにつれて、光レシーバが受け取る光の強度は低下する。
【０１２８】
幾つかの実施形態において、コントローラは、光レシーバから受け取った信号をサンプリングするように構成されたＡＤＣを有する。サンプリングした値を任意で、ベールの法則により測定値に変換する又はのちに使用するために及び／若しくは外部システムに送信するために保存することができる。コントローラは測定値を内部で、例えば事前に設定したソフトウェアを使用して処理することができる。あるいは、コントローラは生の値を通信インターフェースに出力することができ、次に外部処理システムが測定値を計算し得る。コントローラは、光源２の出力の発動を制御するように構成されたデジタル出力端子を有する。デジタル出力端子は、例えば、所望の強度の出力を表すＰＷＭ信号を送るように構成し得る。コントローラの出力端子が十分な電流を自ら供給できないならば、そのようなＰＷＭ信号を適当な電子部品で増幅し得る。
【０１２９】
図１４は本発明の一実施形態を描いた回路図であり、１つ以上のセンサデバイス１５が、この１つ以上のセンサデバイスに近接したコントロールシステム１４１（典型的にはＰＣ又はノート型パソコン）により制御される。コントロールシステムは１つ以上のセンサデバイス１４３に例えばブルートゥース１４２経由で接続され、ユーザとの対話用にコンピュータネットワーク１４４にも接続される。ユーザ１４５は、コントロールシステムに接続することでセンサデバイスを遠隔的に制御又はモニタすることができる。一例において、センサデバイスの１つ以上は、存在しているデバイスを区別するための、ＬＥＤ等の識別子１４６を有する。デバイスの識別プロセス及び他の検知の態様は、コントロールシステム上で動くソフトウェア１４７経由で始動させることができる。様々な実施形態において、ソフトウェアは、センサデバイスの１つ以上を例えば（例えばＬＥＤにより）ユーザに識別させるための特有のＩＤにより内部で識別し、センサデバイスの測定関数を制御し、記録したデータをセンサデバイスからフェッチし並びに／又はデータを表示及び／又は分析するように構成される。
【０１３０】
電力の消費を最小限にするために、幾つかの実施形態において、コントローラは、光源を瞬動させる又は光源に短時間だけ電圧を印加する（例えば、レシーバの出力をモニタしている時）ように構成される。少なくとも１０ミリ秒にわたって光源に電圧を印加することで、光源は過渡現象の検知を回避でき、またレシーバの出力は安定しやすくなる。正しく測定できるように光レシーバは十分な光を受け取り、光源のその強度は一定である。
【０１３１】
光レシーバの出力を、線形範囲内にとどまり且つ飽和しないように調整する。応答の線形性は、構築時のコンポーネントの選定又は動的には、コントローラに接続されて分圧回路を形成する及び／若しくはアクティブ信号増幅器のゲインを制御するプログラマブルレジスタの構成により確保される。プログラマブルレジスタを光レシーバ及び／又は光源のダイナミック出力レンジの情報に基づいて設定することで出力感度又は強度をそれぞれ調整することができる。これによってセンサを広範囲にわたって光学濃度を測定するように構成することができ、レジスタの構成は、感度及び強度の変更を行うコントローラを使用して変更可能である。
【０１３２】
幾つかの実施形態において、センサは、容器内のセンサに運動能力を付与するように作動する推進機構を取り入れ得る。例えば、流体体積が大きい環境において、推進機構は、有利には、センサが容器内の幾つかの位置でサンプリングし、サンプルを遠隔地にワイヤレスで送信することを可能にする。推進は、例えば、センサハウジングの外側に回転式のフィンを取り付けることで達成することができる。モータでフィンを回転させることでセンサは溶液内を前進する。溶液内を動くセンサ及び／又は溶液をセンサの位置に相対して動かすセンサにより溶液を活発に揺り動かすことで、推進機構を実験室用の振盪又は撹拌プラットフォームの代わりに使用することもできる。このことは、溶液の光学濃度を非実験室環境で知りたい状況で有利になり得る。
【０１３３】
幾つかの実施形態において、センサは浮力制御デバイスを取り入れる。例えば、飲料発酵タンク等の縦方向に大きい流体体積の環境では浮力の制御が望ましい場合がある。浮力制御デバイスは、有利には、浮上及び沈下の際に多くの縦方向の位置でセンサによる測定を行うことを可能にする。あるいは、センサの浮力は、特定の試験対象溶液で浮く又は沈むように選択し得る。浮力制御は、例えば、ピストンで圧縮性流体を圧縮してセンサの内部密度を変化させることで達成することができる。あるいは、流体嚢を使用して溶液を嚢内に引き込んで浮力を変化させることができる。
【０１３４】
特定の実施形態において、特にはセンサが浮力調節及び／又は推進機構を含む場合、センサの推進力及び／又は浮力をｉｎ−ｓｉｔｕで能動的に制御するようにコントローラを構成することができる。例えば、センサが測定値を記録しながら溶液中を動くようにコントローラを構成する。例えば、センサを、発酵槽等の縦方向に長い容器内に設置し得る。浮力及び／又は推進力を制御することで、センサは測定値を記録して容器の連続的なプロファイルを得ながら縦方向に移動することができる。他の実施形態において、浮力調節及び／又は推進機構は、自由な形態又は既定のアクティベーションパターンで動作する。例えば、浮力調節又は推進機構が、センサを１回以上浮上及び／又は沈下させるように構成される場合。
【０１３５】
幾つかの実施形態において、センサは、第２光レシーバ及び光源が送った光の一部をその第２光レシーバに反射するように構成された光学コンポーネントを含む。第２光レシーバが受け取った光は光源からの出力パワーを示し、またキャリブレーション基準として用いることができる。
【０１３６】
幾つかの実施形態において、センサは、ハウジング内に配置され且つ温度情報をコントローラに提供するように構成された１つ以上の温度センサを含む。例えば、光レシーバに近接して設置された温度センサを使用して光レシーバの温度関連ドリフトを補うことができる。動力源近くに設置した温度センサを使用して過剰な温度発生を示すことができる。環境と接触している表面に接触又は近接させて設置した温度センサ（例えば、ハウジング表面近く又はチャネルに近接）を使用して環境温度情報、例えば溶液温度情報を示すことができる。
【０１３７】
動力源６は、電力をコントローラ１０及びハウジング４内に設置された他のコンポーネントに供給するように構成される。最も有用な動力源は充電式バッテリである。この構成においては、充電システム７をバッテリに接続してバッテリを充電できる電力ソースとする。この構成において、充電システムはワイヤレス電力伝送レシーバを有する。他の構成においては、充電システム及びバッテリを、絶えず電力を受け取ってセンサを作動させる又は少なくとも測定を行いたいときに電力を受け取るワイヤレス受電デバイスに置き換え得る。誘導給電技術を用いて電力をセンサ又はバッテリ充電システムに遠隔地から有線接続することなく印加し得る。
【０１３８】
電力システム７には、受け取ったワイヤレス電力信号をバッテリ又はハウジング内の給電電子部品の充電に有用な電圧に変換するように構成された適当な電子部品を組み込む。必要とされる特定の電子部品及び構成は、受信したワイヤレス電力伝送信号及び給電する特定のデバイスに左右される。当業者ならば、電子回路を要件に合わせる必要性がわかる。しかしながら、整流及び／又はＤＣ−ＤＣ変換回路が最も妥当であることに留置されたい。コントローラ１０は、例えばバッテリ６の電圧をモニタし、読み取った値を伝達して充電の必要性を示す信号の送信を促す又は充電プロセスを自動的にアクティベートすることで電力管理をさらに円滑にし得る。
【０１３９】
幾つかの実施形態において、ワイヤレス充電システムは、最大出力が５Ｗの１００ｋＨｚ同調コイル回路上で電圧約５Ｖ、周波数１１２〜２０５ｋＨｚで動作するコイルを有する。充電動作を最適にするために、充電コンポーネントは、デバイス検出、電力伝送管理及び異物検出を伴うＱｉ準拠誘導充電を含み得る。
【０１４０】
センサ動作を最適化するために、電力管理用電子部品及び通信用電子部品は、不適当なノイズを発生させる電磁気又は無線周波数干渉を軽減する又は排除するために、効果的な距離をおいて物理的に離間される。さらに、電力管理用電子部品と通信用電子部品との間の別々の接地平面は、ノイズをさらに分離するのに有益である。
【０１４１】
センサに給電するために、バッテリは、放電速度２００ｍＡ及び充電速度１００ｍＡを有する単セル３．７Ｖリチウムイオンポリマー１１０ｍＡ／時間バッテリになり得る。しかしながら、いずれの高エネルギー密度充電式バッテリも利用し得る。あるいは、センサハウジングのサイズに制限がない場合、低密度のエネルギー源も使用し得る。
【０１４２】
幾つかの実施形態においては、ワイヤレス電力伝送デバイスの代わりに又はそれに加えて１つ以上の電気機械式運動エネルギー収穫機構を使用して電力ソースによるバッテリ６の充電を促進し得る。この場合、使用中のセンサの動きが、搭載している電子部品の給電又はバッテリの充電に使用される電気エネルギーを発生させる。したがって、センサ内のバッテリの充電に必要な時間が短縮される又は不要となる。
【０１４３】
コントローラ１０をさらに、センサが入っている容器の外側から光源を見ることができる構成におけるステータスインジケータとして光源２を使用するように構成し得る。例えば、光源を点滅させて見える範囲にいるユーザにパラメータを示すコードを示すことができる。コードは、メモリが満杯である若しくはバッテリが少なくなっている等の情報又は多くの検出デバイスを同時に展開する環境における特定のセンサを識別するための情報を示し得る。
【０１４４】
図４は、充電プラットフォーム２２の一部を形成しているスピゴット２１上に載っている球状（図４Ａ）及び回転楕円体状（図４Ｂ）のセンサ１５の側面図である。図５は、図４のセンサ１５及び充電プラットフォーム２２の断面図並びにセンサを取り付けていない充電プラットフォーム２２の斜視図である。センサ１５のチャネル３は、光トランスミッタ５と光レシーバ４との間の光路に溶液が流入できるようにする開口部を提供する役割を果たす一方で、センサをしっかりとプラットフォームに据えることを可能にする差込口にもなる。プラットフォーム２２のスピゴット２１にはワイヤレス電力伝送又は誘導充電デバイスが組み込まれる。センサ１５は、ワイヤレス電力伝送効率を最適化するためにスピゴットに差し込んだ時にスピゴット２１に近接して位置決めされるワイヤレス受電デバイスを有する。
【０１４５】
センサ１５を使用していない時、センサ１５をプラットフォーム２２上に置くことができ、プラットフォーム２２はワイヤレスで給電して内臓バッテリ６を充電する。したがって、センサ１５は電力伝送又は充電用の有線インターフェースを必要とせず、センサは、使用したい時に充電済みのバッテリを有する。
【０１４６】
図３は、ｉｎ−ｓｉｔｕにあり且つ外部コントロールシステムに近接しているセンサ１５の全体像を示す。１つ以上のセンサから送信される通信信号に応答し、１つ以上のセンサから受け取ったデータを保存し、任意でデータを表示するように構成することで、外部コントロールシステムは、１つ以上のセンサと調和して働くように構成される。
【０１４７】
外部コントロールシステムは１つ以上の計算デバイスを備え、またスタンドアローンのコンピュータ、ノート型パソコン２０、スマートフォン１９又はタブレット型デバイスの１つ以上を備え得る。任意でベースステーション１８を用意することで1つ以上の計算デバイスを１つ以上のセンサデバイス１５にインターフェース接続し得る。ベースステーション１８は、例えば、センサに組み込まれたワイヤレス通信インターフェースに相補的なワイヤレス通信インターフェースを備え得る。
【０１４８】
ベースステーション１８は、ワイヤレス電力伝送信号をセンサに送るように構成されたワイヤレス電力伝送デバイスも備え得る。ベースステーション１８はさらに計算能力を備え得て、他の計算デバイスの代替物になり得る。ベースステーション１８は、リアルタイムの光学濃度測定値又はセンサのバッテリ容量の状態等のデータを表示するように構成された１つ以上の表示デバイスをさらに備え得る。
【０１４９】
使用中のセンサ１５が図示されており、センサ１５を、光学濃度等の光学パラメータを測定したい溶液も入っている容器１３内に沈めている。容器はビーカ、フラスコ又は同様の入れ物になり得る。環境温度を制御するために、容器１３を任意でインキュベーションキュービクル１２内に設置する。任意で、容器を、容器に機械的な動きを加えてその中の溶液を混ぜ合わす又は揺り動かすプレートに載せる。
【０１５０】
生細胞が入った溶液における細胞増殖率及び／又は密度は、センサチャネル３内の溶液の光学濃度を定期的に測定することで求めることができる。センサ１５により溶液８の光学濃度を示す量を求め、さらなる解釈のために光学濃度を示す信号をワイヤレスでベースステーション１７に送信する。幾つかのセンサを近接させて使用する場合、ワイヤレスで送信するデータは任意で識別情報を含み得る。このようにして、ベースステーションは、信号を送信した特定のセンサを特定し得る。
【０１５１】
ベースステーションは信号をセンサに送信するようにも構成し得て、センサはその信号を受信して適宜応答するように構成される。例えば、ベースステーションを、センサにサンプル値を測るように指示する信号を送信するように構成し得る。センサは、その信号を受け取り、チャネル３内の溶液から測定値を求め、データをベースステーション１７に返すように構成される。あるいは、センサはデータを定期的にブロックで送信し得て、これによりセンサは絶えずデータを送信する場合より長時間にわたってサンプリングを行えるようになる。これによりデータ送信に関わるエネルギー消費が最小限に抑えられる。あるいは、バッテリのエネルギーが足りないならば、動作時間を長くすることができる。ベースステーションをさらに、センサ内での推進力又は浮力制御の始動を制御するように構成し得る。
【０１５２】
図１２は、センサ１５の球状の実施形態（図１２Ａ〜１２Ｃ）及び回転楕円体状の実施形態（図１２Ｄ〜１２Ｆ）を描いたものであり、センサ１５は実験室用容器での使用に合わせて最適化されており、また内部コンポーネントも最適に配置されている。特に、図１２Ａは正面図及び断面図ＡＡであり、図１２Ｂは側面図及び断面図ＢＢであり、図１２Ｃは上面図及び断面図ＣＣである。
【０１５３】
センサ１５は２つの接合可能な半球状シェルセクション：上方シェルセクション３１及び下方シェルセクション３２を有する。シェルセクションは、締り嵌め又はねじ接続等の着脱自在な機構により接合することができる。
【０１５４】
チャネル３はボロシリケート（例えば、Ｐｙｒｅｘ（登録商標））製の管から形成され、シェルの一方から他方へと延びる。チャネル３はシェルセクションにＯリング３０により封止される。光源２及び光レシーバ５はチャネル付近に置かれる。
【０１５５】
コリメータ２３を光源及びレシーバに近接させて設けることで光がチャネルを通るように誘導し、光の散乱を最小限にし、また周囲光の光レシーバへの進入を最小限にする。
【０１５６】
バッテリ６を、ワイヤレス通信デバイス１１の位置から離れたハウジングの一部分に設置することで無線信号のシャドーイングを最小限に抑える。ワイヤレス通信デバイス１１はブルートゥーストランシーバモジュールである。コントローラ１０を、このワイヤレス通信デバイス１１、光源２及び光レシーバ５に接続する。
【０１５７】
図１２Ｄは回転楕円体状センサ１５の正面図及び断面図ＡＡであり、図１２Ｂは側面図及び断面図ＢＢであり、図１２Ｃは上面図及び断面図ＣＣである。
【０１５８】
センサ１５は２つの接合可能な半球状のシェルセクション：上方シェルセクション３１及び下方シェルセクション３２を有する。シェルセクションは、締り嵌め又はねじ接続等の着脱自在な機構により接合することができる。
【０１５９】
チャネル３はボロシリケート（例えば、Ｐｙｒｅｘ（登録商標））製の管から形成され、シェルの一方から他方へと延びる。チャネル３はシェルセクションにＯリング３０により封止される。光源２及び光レシーバ５はチャネル付近に置かれる。
【０１６０】
コリメータ２３を光源及びレシーバに近接させて設けることで光がチャネルを通るように誘導し、光の散乱を最小限にし、また周囲光の光レシーバへの進入を最小限にする。
【０１６１】
バッテリ６を、ワイヤレス通信デバイス１１の位置から離れたハウジングの一部分に設置することで無線信号のシャドーイングを最小限に抑える。バッテリはセンサ１５内の充電コイル１２１に接続され、センサ１５を充電プラットフォーム２２上に置くと、任意で充電ＰＣＢ１２２の一部を形成する、充電プラットフォーム２２内に存在する充電コイル１２１により電流が誘導され、充電プラットフォームは例えばＤＣジャック１２３経由で給電される。ワイヤレス通信デバイス１１はブルートゥーストランシーバモジュールである。コントローラ１０を、このワイヤレス通信デバイス１１、光源２及び光レシーバ５に接続する。
【０１６２】
図１３は図１２の代表的な球状（図１３Ａ〜１３Ｃ）センサ及び回転楕円体状（図１３Ｄ〜１３Ｆ）センサを寸法付きで示す。特に、図１３Ａは図１３Ｂに描かれているセンサの断面図ＡＡであり、図１３Ｃは図１３Ｂに描かれているセンサの断面図ＢＢであり、図１３Ｄは図１３Ｅに描かれているセンサの断面図ＧＧであり、図１３Ｆは図１３Ｅに描かれているセンサの断面図ＥＥである。
【０１６３】
図１３Ａ〜１３Ｃの代表的な球状センサにおける主要な寸法には、センサ外寸の４０ｍｍ及びチャネル３内寸の７ｍｍが含まれる。光線の幅は１ｍｍであり、光源と検出器との間の距離は２２ｍｍである。図１３Ｄ〜１３ＣＦの代表的な回転楕円体状センサにおける主要な寸法には、センサ外径の３３ｍｍ及び長さ３９ｍｍ並びにチャネル３内寸の４ｍｍが含まれる。光線の幅は１ｍｍであり、光源と検出器との間の距離は１３ｍｍである。
センサ１５の使用はさらに、以下のステップの１つ以上を順序を問わず含み得る。
【０１６４】
・センサハウジングを貫通して又は部分的に貫通して延びるチャネル３内にスピゴット２１が挿入されるようにセンサを充電ベース上に置く。
【０１６５】
・ワイヤレスで連結されたベースステーション２２又は同様の機能を果たすデバイスを使用してセンサを充電する。
【０１６６】
・センサ内のトランスミッタをレシーバに接続してトランスミッタとレシーバとの間でのワイヤレス通信を促進する。
【０１６７】
・センサを、測定する溶液が入った容器内に置く。
【０１６８】
・センサが入った容器を、シェーカーインキュベータ等の機械的撹拌又は振盪装置上に置くことで容器内の溶液を揺り動かす。
【０１６９】
・測定を行いたい時にベースステーションがセンサに信号を送信する。
【０１７０】
・コントローラは測定を行いたいとの信号を受け取り、光源への電圧の印加を引き起こし、光レシーバからの信号を測定し、ベースステーションに送信する情報を出力する。
【０１７１】
・コントローラを、光源への電圧の印加を引き起こし、光レシーバからの信号を測定し、ベースステーションに送信する情報を出力するように構成する。
【０１７２】
・コントローラを、光源への電圧の印加を引き起こし、光レシーバからの信号を測定し、後にベースステーションに送信する測定した信号を保存するように構成する。
【０１７３】
・コントローラは残りのバッテリ容量を測定する。容量が少ないと判断されると、電気機械式発電機等の追加のエネルギー収穫機構が作動してセンサの運動エネルギーを電気に変換してバッテリを充電又は補充し得る。
【０１７４】
・再使用するために、例えば７０％エタノール溶液を使用してセンサを清浄化する。
センサは、以下のステップの１つ以上を順序を問わず用いることで測定を成し遂げ得る。
【０１７５】
・既定の時間にわたって光源２に電圧を印加する。例えば、光源に約１０ミリ秒にわたって電圧を印加する。
【０１７６】
・光レシーバ５が受け取った光を示す１つ以上のサンプルを測定する。例えば、約５つのサンプルをコントローラにより記録する。
【０１７７】
・測定したサンプルの統計的計算を行う。最も有用な統計的計算は幾つかのサンプルの平均の計算である。当業者ならば、状況からそのほうがより意味のある量が得られる場合には他の統計的又はフィルタリング計算も行い得ること又は幾つかの計算を行って組み合わせ得ることがわかる。
センサは以下を含めた多数の利点を有する。
【０１７８】
・試験対象である溶液に沈めることが可能であると同時に内部コンポーネントを環境から完全に封止するハウジング。
【０１７９】
・センサを、多種多様な用途において繰り返し使用するための化学的な滅菌が容易な材料から構築することができる。
【０１８０】
センサは密閉され且つ自給式であるため、汚染の防止に役立つ。
【０１８１】
・センサは、有線インターフェースを必要とすることなくベースステーションから離れたところで保管及び使用される。
【０１８２】
・例えば保管領域と溶液を発達させる振盪テーブルとの間を、センサを溶液が入った容器と一緒に運ぶことができる。
【０１８３】
・溶液に沈めたままセンサを動かすことができるため、センサの容器内の様々な位置での測定実行能力が向上する。
【実施例】
【０１８４】
実施例１：微生物培養物の光学濃度のアッセイ
典型的な酵母増殖アッセイをシミュレートしたセンサ１５の予備試験を、同時にエッペンドルフバイオフォトメータプラス卓上分光光度計でも測定値を集めて行った。
【０１８５】
広く使用されている実験室株Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ（サッカロマイセス・セレビシエ）：Ｗ３０３を、ＹＰＤ完全培地において対数期まで一晩培養し、細胞を遠心分離により回収した。
【０１８６】
センサ１５を７０％エタノールで滅菌し、滅菌培養フラスコ内の新しい培地に加えてから、オービタルシェーカを入れたインキュベータ内に置いた。
【０１８７】
温度を平衡させるため約１０分経ってからベースライン測定を行った。ベースラインデータ出力は、シェーカの動き、内部採光又は外部周囲光の遮断に関係なく安定していた。細胞を培地に、エッペンドルフ分光光度計での測定でＯＤ６００ｎｍ０．１になる初回播種量で加えた。
【０１８８】
次に、細胞を培養培地に０．１ＯＤ６００ｎｍ単位と同等の体積で加え、各時点で測定を、市販の分光光度計及びセンサ１５の両方を使用して最終濃度０．８ＯＤ６００ｎｍまで並行に行った。
【０１８９】
市販の分光光度計を使用した測定は少量のサンプルの培養物からの取り出し、希釈及びキュベットへのピペット操作を伴うため少量の液体を取り扱う多くのステップから若干の誤差が生じ、これは得られたデータで明らかであり、このタイプの測定ではよくあることである。
【０１９０】
図７では、センサ１５と卓上分光光度計とを比較する。ｉｎ−ｓｉｔｕ型測光デバイスにおいて、測定値は、５回の強度測定の平均値からそれぞれ成る１４個のサンプルを平均することで得られた。（矢継ぎ早に）手動で測定を行うことで、各細胞アリコートを加えた後の強度データを得た。
【０１９１】
グラフから見てとれるように、本発明のｉｎ−ｓｉｔｕ型デバイスで得られたデータは、実験過程での光学濃度の変化に応答している。飽和による非線形応答の場合、非線形性は、展開前の、予測される光学濃度レンジに対するデバイスのプレキャリブレーションにより修正することができる。線形領域内にとどまる場合、そのようなキャリブレーションは不要であり、結果をそのまま解釈し得て、この場合、少なくとも標準的な測定機器に匹敵する精度が得られる。
【０１９２】
本明細書において、特許明細書及び他の書類を含めた外部情報源に言及する場合、これは概して本発明の特徴を論じるにあたって背景を述べることを目的としている。特段の定めがない限り、そのような情報源への言及は、いかなる管轄区域においても、そのような情報源が先行技術である又は当該分野における一般常識の一部を構成すると自認するものと解釈されない。
【０１９３】
上記の説明において公知の均等物を有する要素又は整数に言及する場合、そのような均等物も、あたかも個別に記載されたがごとく含まれる。
【０１９４】
本発明を例を挙げて特定の実施形態に言及しながら説明してきたが、本発明の範囲又は趣旨から逸脱することなく改変及び／又は改良を加え得ることを理解されたい。
【０１９５】
産業上の利用可能性
本発明のデバイス及びシステム並びにこれらの使用方法は、医療、バイオテクノロジー及び医薬品の研究及び製造、食料飲料テクノロジー、工業加工、園芸及び農業分野その他を含めた幅広い業界及び環境で利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１２Ｆ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１３Ｆ】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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